DOC《低品位钛渣水热重结晶提高钛铁矿钛品位的研究》

2 试验结果与分析 2.1 主要反应 TiO2+FeSO4+CaO=FeTiO3+CaSO4 (1) TiO2+FeSO4+MgO=FeTiO3+MgSO4 (2) TiO+Fe2(SO4)3+2CaO=FeTiO3+FeSO4+2CaSO4 (3) Ti2O3+Fe2(SO4)3+3CaO=2FeTiO3+3CaSO4 (4) TiN+4Fe2(SO4)3+5CaO=FeTiO3+5CaSO4+7FeSO4+NO2 (5) TiC+4Fe2(SO4)3+5CaO=FeTiO3+5CaSO4+7FeSO4+CO2 (6) MgTi2O5+FeSO4=MgSO4+ FeTiO3+TiO2 (7) CaTiO3+FeSO4=CaSO4+FeTiO3 (8) TiC+FeSO4+SiO2+CaO=FeTiO3+CaSO4+SiC (9) FeSO4-Fe2(SO4)3-H2SO4溶液中的稀硫酸不参与反应,只起pH调整剂和活化剂的作用.基于FeTiO3和CaSO4 的密度差别较大,因此可通过重选的方法将水热反应渣中的钛酸盐和硫酸盐分离,使在反应过程中已长大的FeTiO3晶粒进入精矿,CaSO4进入尾矿. 2.2 硫酸亚铁浓度对精矿中TiO2含量的影响 试验条件:液固比6U

1、温度150 ℃、保温时间3 h、pH=

2、Fe2(SO4)3浓度0.06 mol/L,不同FeSO4浓度下水热反应渣重选精矿中TiO2含量见图1. 图1 FeSO4浓度对精矿中TiO2含量的影响 Fig.1 Effect of FeSO4 concentration on TiO2 content in concentrate 从图1可以看出,随着溶液中FeSO4浓度的增加,重选精矿中TiO2的含量先迅速增加,到FeSO4浓度为0.60 mol/L后增加速度变缓.这可能是因为此时反应已接近反应限度.随着FeSO4浓度的进一步增大,钛铁矿的结晶量只有少量增加.因此,从经济成本角度考虑,确定FeSO4浓度为0.60 mol/L. 2.3 硫酸高铁浓度对精矿中TiO2含量的影响 试验条件:液固比6U

1、温度150 ℃、保温时间3 h、pH=

2、FeSO4浓度0.06 mol/L,图2为重选精矿中TiO2含量与Fe2(SO4)3浓度的关系曲线. 图2 Fe2(SO4)3浓度对精矿中TiO2含量的影响 Fig.2 Effect of Fe2(SO4)3 concentration on TiO2 content in concentrate 由图2可知,随着溶液中硫酸高铁浓度的增加,精矿中TiO2含量逐渐增加,当Fe2(SO4)3浓度达到0.14 mol/L后精矿中TiO2含量变化趋于平缓.说明Fe2(SO4)3浓度达到0.14 mol/L时,利用Fe3+氧化低价钛(Ti2+、Ti3+)的反应已达到反应限度,FeTiO3的结晶量不再随Fe2(SO4)3浓度的增加而增加.在Fe2(SO4)3浓度为0.14 mol/L的条件下,水热改性渣重选钛精矿中TiO2含量为49.56%. 2.4 溶液pH对精矿中TiO2含量的影响 试验发现,稀硫酸pH小于1时,电炉渣中的一些物质就要与之发生反应.由式(1)~(9)可知,水热反应所用FeSO4-Fe2(SO4)3-H2SO4溶液中的H2SO4可不参与反应.因此,为减少硫酸用量,节约成本,溶液中的酸性不宜过大.又由于溶液中Fe3+在pH=1.7时就会发生水解反应,因此为了维持FeSO4-Fe2(SO4)3-H2SO4溶液的稳定性,溶液的pH值也不宜过大. 试验条件:液固比6U

1、温度150 ℃、保温时间3 h、pH=

2、Fe2(SO4)3浓度0.14 mol/L、FeSO4浓度0.06 mol/L,溶液pH对水热反应渣重选精矿中TiO2含量的影响如图3所示. 图3 pH对精矿中TiO2含量的影响 Fig.3 Effect of pH value on TiO2 c........