KOH亚熔盐法分解钛铁矿

以KOH亚熔盐为反应介质,研究了KOH浓度、反应温度与时间、搅拌速率和碱/矿比等因素对钛铁矿在KOH亚熔盐体系中分解率的影响.结果表明,反应温度、反应时间及KOH浓度为主要影响因素,提高反应温度及KOH浓度均有利于钛铁矿在KOH亚熔盐中的分解,但当反应温度超过260℃时,钛铁矿的分解率又随反应温度的升高而降低;在KOH浓度80%(ω)、搅拌速度700r/min、反应温度260℃、碱/矿质量比5、反应时间180min的条件下,钛铁矿在KOH亚熔盐中的分解率超过95%.此外,钛铁矿在KOH亚熔盐中的分解符合未反应收缩核模型,受界面化学反应控制.

KOH亚熔盐法制备钛酸钾晶须和二氧化钛

研究了以高钛渣为原料、采用KOH亚熔盐法制备钛酸钾晶须和二氧化钛的新方法,探讨了反应温度、初始KOH浓度、反应时间和碱矿比等因素对钛酸钾晶须形貌的影响.实验结果表明,反应温度、反应时间和碱矿比对钛酸钾晶须的形貌影响较为显著,并得到长度约20～25μm、长径比约为15～20的钛酸钾晶须.钛酸钾在pH=10～12间水解并煅烧,制备了八钛酸钾晶须;在pH=1～3间水解并煅烧,制备了二氧化钛晶须.

KOH亚熔盐法分解钛铁矿的动力学分析

对钛铁矿在氢氧化钾亚熔盐体系中的分解动力学进行研究，考察反应温度及矿粒粒径对钛铁矿分解率的影响。结果表明：钛铁矿在氢氧化钾亚熔盐体系中的分解符合未反应收缩核模型，受界面化学反应控制；提高反应温度或减小矿粒粒径均能提高钛铁矿的分解率。在一定的操作条件下，根据Arrherius方程得到钛铁矿在氢氧化钾亚熔盐体系中的分解活化能，且活化能随矿粒粒径的减小而减小；当矿粒粒径为58～180μm时，钛铁矿的分解活化能为54．78-46．82kJ／mol。

氢氧化钾亚熔盐法合成钛酸钾的研究

以氢氧化钾亚熔盐法制备K4Ti3O8、KTiO2(OH)及K2Ti2O5.0.5H2O的新方法,得到在常压下,氢氧化钾的质量分数为55%~80%,反应温度为100~280℃时TiO2在氢氧化钾亚熔盐体系中反应相图。采用X射线衍射仪(XRD)及场发射扫描电镜(FESEM)考察反应温度及氢氧化钾浓度对所制备三种钛酸钾晶形及晶貌的影响规律。

KOH-KF亚熔盐法活化含钾岩石制备W沸石

针对含钾岩石的综合利用,以KOH-KF为活化助剂,进行了亚熔盐法活化含钾岩石制备W沸石的研究。采用X射线衍射(XRD)确定了活化产物的组成。实验结果表明,适宜的活化条件为:KF和KOH量比n(KF)/n(KOH)为0.05,KOH和含钾岩石质量比m(KOH)/m(potassic ores)为3,KOH质量分数为70%,反应时间为6 h,反应温度为190℃。向上述适宜活化条件下获得的液固混合产物中按照一定比例补加KOH、气相SiO_(2)和H_(2)O,采用水热法合成了W沸石。制得的W沸石经钠改型后在模拟海水中的提钾量(K+)为48.39 mg×g^(-1)。合成沸石的母液经浓缩后被再次用于含钾岩石活化,有利于实现资源节约和工业化应用。

世界首条亚熔盐法清洁提钒生产线建设及初步运行情况分析

介绍了河钢承钢'5万吨钒渣亚熔盐法高效提钒清洁生产示范工程'的设计、建设及运行情况,并与传统钠化焙烧提钒工艺的经济指标进行了对比分析,结果表明,亚熔盐法清洁提钒新工艺经济、技术指标优于传统的钠化焙烧提钒工艺。项目的成功投产运行开创了以钢铁钒钛产业为依托的钒铬产业发展新模式,为钒、铬生产的绿色化产业升级提供支撑,该项目社会环境效益显著,是河钢承钢做强钒钛的又一科技创新动力。

亚熔盐法制备富钛料技术研究

通过亚熔盐反应温度、反应时间、碱矿质量比、酸水体积比、振荡时间、液固比试验,对商洛低品位金红石精矿亚熔盐法制备富钛料方法进行了研究,制备出了符合氯化法生产钛白要求的高品位富钛料。研究结果表明,制备富钛料的最佳条件工艺为:亚熔盐法反应温度为240℃、反应时间为60min、碱矿比为0.15∶1,酸浸试验的酸水体积比为1∶9、振荡时间为120min、液固比为20∶1。在此条件下,所得富钛料中TiO2含量为94.85%,SiO2含量为3.41%,Fe2O3含量为1.35%。

NaOH-NaCl亚熔盐法活化含钾岩石制备SOD沸石

为了实现含钾岩石的高效利用,以NaOH-NaCl混合碱为助剂进行亚熔盐法活化含钾岩石的研究。采用X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)及滴定法对反应前后的产物组成进行分析。结果表明,含钾岩石活化的适宜条件为:m(NaOH)/m(potassic rocks)=0.7、m(NaCl)/m(potassic rocks)=0.7、m(H2O)/m(potassic rocks)=1.0、反应温度160℃,反应时间120 min。在该条件下,K+浸出率可达92%,碱浓度下降至41wt%,低于常规亚熔盐体系的介质浓度,活化后产物为SOD沸石。通过分析合成后母液组成,设计母液的循环工艺,实现NaCl的循环利用。该法显著减少了亚熔盐活化含钾岩石过程中的碱用量,并实现矿石的高效活化,为含钾岩石的综合利用提供新途径。

亚熔盐活化含钾岩石制备球形羟基钙霞石

为资源化利用含钾岩石,以亚熔盐活化后的含钾岩石为原料,通过水热反应成功制备球形羟基钙霞石。考察了水热反应温度、H_(2)O与K_(2)O物质的量比n(H_(2)O)/n(K_(2)O)及反应时间对合成球形羟基钙霞石的影响。实验结果表明,水热反应的适宜条件为:反应温度为150℃,n(H_(2)O)/n(K_(2)O)为38.62,反应时间为12 h。活化后的含钾岩石在水热反应时先形成羟基方钠石,然后在K+的盐析作用下转化为球形羟基钙霞石。合成羟基钙霞石的滤液制备水合硅酸钙后,可循环利用再次对含钾岩石进行分解。对羟基钙霞石进行Cu(Ⅱ)吸附试验,最大吸附量为51.76 mg·g^(−1)。Cu(Ⅱ)在羟基钙霞石上的吸附动力学符合伪二阶动力学模型,等温吸附符合Langmuir模型。

磷酸三丁酯萃取分离钛铁矿亚熔盐反应产物酸解液中Fe^3＋及金红石型TiO2的制备

在盐酸介质中以磷酸三丁酯(TBP)为萃取剂、磺化煤油为稀释剂,从钛铁矿与氢氧化钾亚熔盐反应产物的酸解液中萃取分离Fe3+,并利用萃取后的含钛液水解制备二氧化钛.考察了萃取剂浓度、盐酸浓度、有机相和水相体积比(O/A)和萃取时间对铁萃取率的影响.结果表明,钾系亚熔盐法分解钛铁矿的分解率在96%以上.萃取率随着TBP浓度及盐酸浓度的增加和O/A值的减小而增大;通过调节萃取条件,萃取率可以达到99%以上.用1.0mol/L的NaCl溶液进行反萃,反萃率可达98%以上.萃取后含钛液经水解可以制得纯度高于98%的金红石型TiO2球状颗粒.

钛酸钾材料的制备及其性能

提出以氢氧化钾亚熔盐法制备K4Ti3O8、KTiO2(OH)及K2Ti2O5·0.5H2O的新方法,得到在常压下,氢氧化钾的质量分数为55%～80%,反应温度为100～280℃时二氧化钛在氢氧化钾亚熔盐体系中的反应相图。以热重(TG)及差示扫描量热仪(DSC)为表征手段,考察3种钛酸钾的高温相转化情况,得出制备单结晶相二钛酸钾(K2Ti2O5)的适宜煅烧温度。

改性钛渣制高品位金红石的研究进展

金红石是生产高档电焊条的必备原料之一,也是制备钛白和海绵钛的重要原料,金红石的质量直接影响了产品的质量,对工业生产具有重要的意义。综述了含钛矿石中钛的提纯和除杂制得高品位金红石的转变条件,重点阐述了改性剂添加、磷酸活化、亚熔盐法和微波法对高品位人造金红石转变的影响和作用机理。结果表明:改性剂的添加可以破坏含钛多元复杂相,溶出杂质,提高金红石的品位,部分的改性剂可以降低钛渣焙烧的温度。磷酸活化、亚熔盐法和微波法在一定的工艺条件下均可有效地提高二氧化钛的品位。钛渣改性后可以破坏矿中的多元复杂相,得到高品位的金红石。

活性炭强化钒渣中钒、铬提取技术

针对钒渣在NaOH低温亚熔盐体系中铬无法溶出问题,提出添加活性炭增加介质氧含量强化铬氧化溶出方法,并考察活性炭种类、活性炭添加量、活性炭粒度、温度对钒、铬溶出率的影响。结果表明,在NaOH亚熔盐体系中添加活性炭可有效促进钒和铬的溶出,活性炭种类和温度是最重要的影响因素;在反应温度215℃、碱与矿质量比6:1、通氧量1 L/min、搅拌速度900 r/min、椰壳活性炭添加量10%的条件下,反应进行600 min后钒、铬溶出率分别达到97%和90%。动力学分析表明,添加活性炭后钒渣的氧化分解受界面化学反应控制,钒、铬尖晶石分解反应的表观活化能分别为54.79和411.15 kJ/mol;活性炭起物理吸附氧气作用。

人造金红石制备技术的研究进展

金红石是一种短缺的自然资源,以钛渣、钛铁矿等为原料生产人造金红石的研究和实践情况不断见诸报道。为了推动人造金红石生产技术的进步,对几种常见的人造金红石制备和生产技术进行了介绍,指出了这些技术的主要优缺点:(1)电热法生产人造金红石虽说"三废"少,工艺技术容易掌握,但其用电量大,生产的人造金红石品位较低,只能作为电焊条表面涂料。(2)酸浸法可获得高品位的人造金红石,但其副流程长,生产成本较高,生产过程中设备腐蚀严重,因而限制了该工艺的工业化应用。(3)亚熔盐法工艺流程较长,添加剂用量大。(4)选择性析出技术存在流程较长,能耗较高,酸耗较大等问题。(5)微波加热技术具有工艺流程简单,产品品质优良,生产能耗低,制备效率高,无环境污染等优点,是一项很有前景的人造金红石生产技术,但目前还仅局限于实验室试验阶段,因此,应加大工业化应用的研究力度。

金红石型TiO2制备及提质技术的研究进展

金红石型TiO2是钛工业生产中重要的原料,探究一种高效、清洁的人造金红石的制备方法已成为世界相关行业研究的热点。对二氧化钛晶型的转变以及人造金红石的制备及提质技术的研究结果表明:还原-氧化法,反应过程简单,适合含铁量较高的钛渣;亚熔盐法,反应过程中的酸碱均能循环利用;选择性析出技术,能够改变钛渣的矿相结构使钛渣中杂质转变为易析出物相;酸浸法,可利用废酸处理钛渣制备金红石。而通过对钛铁矿进行预处理、改性处理及机械活化等方式则可以提高金红石的品位。

Kinetics analysis of decomposition of vanadium slag by KOH sub-molten salt method

A novel process was developed for the decomposition of vanadium slag using KOH sub-molten salt under ambient pressure, and the effects of reaction temperature, alkali-to-ore mass ratios, particle size, and stirring speed on vanadium and chromium extraction were studied. The results suggest that the reaction temperature and KOH-to-ore mass ratio are more influential factors for the extraction of vanadium and chromium. Under the optimal reaction conditions （temperature 180 °C, initial KOH-to-ore mass ratio 4：1, stirring speed 700 r/min, gas flow 1 L/min, and reaction time 300 min）, vanadium and chromium extraction rates can reach up to 95% and 90%, respectively. Kinetics analysis results show that the decomposing process of vanadium slag in KOH sub-molten salt can be well interpreted by the shrinking core model under internal diffusion control. The apparent activation energies for vanadium and chromium are 40.54 and 50.27 kJ/mol, respectively.

一水硬铝石型铝土矿在KOH亚熔盐介质中的溶出行为

采用KOH亚熔盐介质溶出中低品位一水硬铝石型铝土矿,考察了反应温度、碱矿比、初始KOH溶液浓度、反应时间及添加CaO对溶出后赤泥化学成分和物相的影响.结果表明,在反应温度220℃、碱矿质量比1.5、初始KOH溶液浓度50%(ω)、反应时间1h的条件下,Al2O3回收率可达81.4%,赤泥的铝硅质量比降至1.06,赤泥中硅主要以KAlSiO4形式存在.溶出过程中添加CaO不能提高Al2O3溶出率.进一步回收溶出后赤泥中的K2O和Al2O3,终赤泥中K2O含量降至0.61%,Al2O3含量降至8.09%,Al2O3总回收率可达90.7%.

含钒钢渣提钒利用研究

含钒钢渣提钒用途主要有火法、湿法两类。对各种提钒利用的优缺点进行了讨论分析。提出矿热炉碳热还原法、亚熔盐法、生产钒合金、钙化焙烧-酸浸、两步酸化提钒是未来的发展方向。

循环流化床粉煤灰中金属元素的溶出

为实现固体废弃物循环流化床粉煤灰的综合利用,探寻铝土矿的替代资源,采用微波消解、亚熔盐法及直接酸溶法对循环流化床粉煤灰中含量高的金属元素铝、铁和钛进行了溶出实验,比较了不同条件对粉煤灰中上述元素溶出率的影响.结果表明:微波消解粉煤灰,消解剂为质量分数20%的NaOH溶液或HNO_(3)-HCl-HF混合酸,粉煤灰中的铝都全部溶出,但是钛和铁在碱性条件下消解,溶出率小于50%;用亚熔盐法和酸法溶出粉煤灰,粉煤灰中的铝、铁和钛的溶出率都小于50%,但亚熔盐溶出后再加酸浸出,铝和铁都全部溶出.本研究为循环流化床粉煤灰的综合利用提供理论参考.