孫雪 姜志銘 付雅君

摘 要：綜合評述了國內(nèi)外由鈦精礦制備人造金紅石的研究方法及工藝特點。通過對各種研究工藝的對比找到最佳的研究方法，以期對我國人造金紅石的發(fā)展提供有益的啟示。

關(guān)鍵詞：人造金紅石；鈦精礦；研究方法；研究進(jìn)展

我國鈦精礦資源比較豐富，相比天然金紅石儲量卻很少。目前以人造金紅石作為生產(chǎn)鈦產(chǎn)品的主要理想原料，因此生產(chǎn)優(yōu)質(zhì)的人造金紅石產(chǎn)品變得尤為重要，資源豐富的鈦精礦就成為了制備人造金紅石的理想原料。國內(nèi)外對人造金紅石的研究工藝取得了相應(yīng)的進(jìn)展。

1 國內(nèi)研究狀況

中國的人造金紅石技術(shù)遠(yuǎn)遠(yuǎn)落后于國外，導(dǎo)致每年人造金紅石的年產(chǎn)量非常稀少，總計生產(chǎn)能力每年只有幾萬噸而已，生產(chǎn)規(guī)模特別小，生產(chǎn)技術(shù)落后，幾乎都是中試規(guī)模。

1.1 氯化法

在1980年北京有色金屬研究總院以鈦精礦為生產(chǎn)原料進(jìn)行研究，其原理是利用鈦精礦中各組分在氯化過程中熱力學(xué)上變化的不一樣，以達(dá)到分離TiO2 的目的。其優(yōu)點是制得的人造金紅石品位高，缺點是雜質(zhì)含量高，減少雜質(zhì)含量，面臨的技術(shù)難度很大，經(jīng)濟(jì)問題棘手。該法在原理上可行，但很難實現(xiàn)工業(yè)化。

1.2 鹽酸法

在1984年成都科技大學(xué)與自貢東升鈦黃廠等單位以浸出罐這樣的實驗設(shè)備為主體，進(jìn)行鹽酸加壓浸出生產(chǎn)高品位人造金紅石工藝研究[ 1 ]。其優(yōu)點是基本可以實現(xiàn)工業(yè)化，但是缺點是由于設(shè)備腐蝕比較嚴(yán)重，維護(hù)成本較高，環(huán)保問題難以有效解決。

1.3 硫酸法

北京有色金屬研究總院開展了用鈦白廢酸處理攀枝花鈦精礦制取人造金紅石的試驗。該工藝最大的優(yōu)點是廢酸循環(huán)利用，但存在的缺點是有副產(chǎn)物產(chǎn)生所帶來的環(huán)境污染問題[ 2 ]。

1.4 氧化還原改性—鹽酸浸出

以攀枝花鈦精礦為原料，采用流態(tài)化強(qiáng)氧化還原，常壓浸出，浸出母液噴霧焙燒，鹽酸循環(huán)利用工藝技術(shù)路線，可以生產(chǎn)高品位的人造金紅石[ 3 ]。該工藝最大的優(yōu)點是實現(xiàn)了鹽酸閉路循環(huán)利用，全流程無污染物排放，使環(huán)保問題得到有效解決。

1.5 濕法生產(chǎn)人造金紅石

北京礦冶研究總院等單位針對攀西地區(qū)鈦精礦的特點，提出了鈦精礦濕法制備人造金紅石的新工藝[ 4 ]。較高的鹽酸濃度和浸出溫度為鹽酸直接浸出提供了有利條件。該方法的優(yōu)點是通過采用多級逆流浸出的方法可明顯地降低鹽酸濃度而達(dá)到相當(dāng)好的浸出效果，可以得到高品質(zhì)的人造金紅石。

2 國外研究狀況

目前國外人造金紅石的研究工藝比較前沿，大部分是大型化或特大型化工廠。近年來國外對人造金紅石的制造方法進(jìn)行了更廣泛和更深刻的研究，包括對現(xiàn)有方法的改進(jìn)和新方法的研究，取得了許多新進(jìn)展。

2.1 Becher法

Becher法是澳大利亞研究的一種制備人造金紅石的方法，原理是以風(fēng)化的高品位鈦精礦為原料，以廉價的褐煤為燃料和還原劑，在高溫下通過回轉(zhuǎn)窯將鈦精礦中鐵氧化物全部還原為鐵，使分離出的TiO2 富集成優(yōu)質(zhì)的人造金紅石[ 5 ]。

2.2 Benilite法

Benilite法是20世紀(jì)70年代初最先由美國Benilite公司研究成功的特有的鹽酸循環(huán)浸出法[ 1 ]。它是以風(fēng)化的高品位鈦精礦為原料，將三價鐵還原成單質(zhì)鐵，然后用鹽酸溶解雜質(zhì)從而與鈦實現(xiàn)分離。

2.3 ERMS法

ERMS法首先是由澳大利亞Austpac資源公司研究成功的，是屬于鹽酸浸出法的一種改進(jìn)方法[ 6 ]。經(jīng)過長期研究該工藝已完成試驗工廠試驗階段，據(jù)稱已對世界幾十種鈦精礦進(jìn)行了試驗都取得了較滿意的結(jié)果。

3 結(jié)語

中國在全球是第二大的鈦白生產(chǎn)國和消費(fèi)國，僅次于美國[ 7 ]。國外人造金紅石的生產(chǎn)技術(shù)已經(jīng)逐步成熟，而國內(nèi)人造金紅石生產(chǎn)卻處于研發(fā)階段。所以我國必須重視由鈦精礦制備優(yōu)質(zhì)人造金紅石技術(shù)的研究和開發(fā)，這樣才能提升我國鈦行業(yè)的整體實力，實現(xiàn)鈦行業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。

參考文獻(xiàn)：

[1] 鄧國珠.制取人造金紅石工藝技術(shù)的新進(jìn)展[J].鋼鐵釩鈦，2004（01）.

[2] 馬勇.人造金紅石生產(chǎn)路線的探討[J].鈦工業(yè)發(fā)展，2003（1）：22.

[3] 葉恩東.攀西鈦精礦制備人造金紅石研究[J].2015.

[4] 蔣偉.鈦鐵礦濕法生產(chǎn)人造金紅石新工藝[J].有色金屬，2010（04）.

[5] Miningaustralia.Austpac Look to Synthetic RutileJV.http：//www.miningaustralia.com.au/articles/cl/ocoof2cl.asp.2004-01/2004-01-30.

[6] Walpole A，Winter J D. The Austpac ERMS and EARS Processes for the Manufacture of High-Grade Rutile by the Hydrochlo-ric Acid Leaching of Ilmenite.http：//www.au-Stpacresources.com/top of page/technical publication.2004-01/2004-01-30.

[7] 中國涂料工業(yè)協(xié)會鈦白粉行業(yè)分會.2011年鈦白粉行業(yè)運(yùn)行情況淺析[J].中國涂料，2012，27（3）：19-20.

作者簡介：孫雪（1993-），女，遼寧興城人，沈陽師范大學(xué)化學(xué)化工學(xué)院應(yīng)用化學(xué)專業(yè)。