选择性氯化法生产人造金红石—中国钒钛之都的生产、市场与产业的知识元素
还原-锈蚀法生产人造金红石—中国钒钛之都的生产、市场与产业的知识元素
还原-锈蚀法生产人造金红石—中国钒钛之都的生产、市场与产业的知识元素原创彭富昌邹建新等还原锈蚀法是一种选择性除铁的方法,首先将钛铁矿中铁的氧化物经固相还原为金属铁,然后用电解质水溶液将还原钛铁矿中的铁“锈蚀”并分离出去,使TiO2富集成人造金红石。
这种方法是澳大利亚研究成功的,在2006年,澳大利亚西方钛公司已建成了年产能力达79万吨锈蚀法人造金红石的工厂。
锈蚀法生产人造金红石包括氧化焙烧、还原、锈蚀、酸浸、过滤和干燥等主要工序。
锈蚀法生产人造金红石工艺流程如图4.3.2所示。
(1)氧化焙烧。
澳大利亚在研究和工业化初期,还原之前进行预氧化焙烧处理,所用原料是半风化的钛铁矿(TiO2含量为54~55%,Fe3+/Fe2+=0.6~1.2)。
预氧化焙烧的目的是为了减少在固相还原过程中矿物的烧结。
钛铁矿预氧化生成高铁板钛矿和金红石:4FeTiO3+O2===2Fe2TiO5+2TiO2但是后期的工业化生产中,已取消了预氧化工序。
氧化焙烧是在回转窑中进行,以燃油为燃料,窑中最高温度为1030℃。
在空气中进行氧化焙烧,先把钛铁矿中的Fe2+氧化为Fe3+,氧化是不完全的,一般仍含有3%~7%的FeO将氧化矿冷却至600℃左右,即进入还原窑。
图4.3.2 锈蚀法生产人造金红石工艺流程示意图(2)还原。
钛铁矿的还原是在回转窑中进行,采用煤作还原剂和燃料,澳大利亚利用本地廉价的次烟煤,物料经氧化后,钛铁矿中的铁得到活化,可提高还原速率和还原率,并可防烧结。
还原温度控制在1180~1200℃,由于温度>1030℃时,固体碳即生成CO,CO在第一阶段将Fe3+还原为Fe2+,第二阶段将Fe2+还原为Fe,并伴随有部分TiO2被还原。
要防止空气进入而引起金属铁被氧化。
还原可使93%~95%的铁还原为金属铁。
当温度超过1200℃时,则会发生矿物的严重烧结而使回转窑结圈。
窑内温度是通过调节加煤速度和通风速度而控制的。
其反应式如下:Fe2O3·TiO2+3C=2Fe+TiO2+3COFe2O3·TiO2+2CO=FeO·TiO2+Fe+2CO2FeO·TiO2+CO=Fe+TiO2+CO2为了减少锰杂质对还原过程的干扰,澳大利亚在还原过程中加入一定量的硫作催化剂,使矿中的MnO优先生成硫化物,减少锰对钛铁矿还原的影响,而所生成锰的硫化物,可在其后的酸浸过程中溶解而除去,从而可提高产品的TiO2品位。
钒钛产品工艺与设备 考试要点
钛精矿:选矿方法:重选法,电选法,浮选法,磁选法和联合分选法。
理论分子式:FeTiO2.重选原理:根据矿物的密度不同而进行分离的方法。
浮选:泡沫浮选,按照矿物表面物理化学性质差异来分离各种细粒的方法。
电选:依靠不同物料间电性差异,借助于高压电场作用实现分选、分离的一种分选方法。
磁选:利用磁性颗粒和非磁性颗粒在分选空间的运动行为差异进行分选的过程。
选矿工艺流程:破碎、筛分、磨矿、分级、分选、脱水及产品储存。
选钛厂主要设备:球磨机、强磁机、干燥机、盘式过滤机、加药药剂搅拌槽、浮选机(吸入槽)钛渣:钛渣的生产方法主要是电炉熔炼法。
使用还原剂将钛精矿中的铁氧化物还原成金属铁分离出去的选择性除铁,从而富集钛的火法冶金过程。
以无烟煤或石油焦为还原剂,与钛精矿经过配料、制团后,加入矿热式电弧炉内,于1600~1800℃高温下还原熔炼,所得凝聚态产物为生铁和钛渣,根据生铁和钛渣的比重和磁选差别,使钛氧化物与铁分离,从而得到含TiO2 72%~95%的钛渣。
原料:钛精矿,焦炭(无烟煤)。
产品:酸溶性钛渣或氯化钛渣、生铁。
工艺:电炉熔炼法。
设备:矿热式电弧炉高温主反应式:FeTiO3+C===Fe+TiO2+CO △G=190900-161T (298~1700K)高温副反应式:3/4FeTiO3+C===1/4Ti3O5+3/4Fe+CO △G=209000-168T (298~1700k)2FeTiO3+3C===2Fe+Ti2O3+3CO △G=213000-171T (298~1700k)FeTiO3+2C===Fe+TiO+2CO △G=252600-177T (298~1700k)赤铁矿被还原:Fe2O3+3C===2Fe+3CO △G=164000-176T (298~1700k)在电弧炉2000K以下的温度下,杂质不可能被还原,故进入钛渣渣相,只有氧化铁被还原成了单质金属铁。
工艺流程:配料、制团、电炉熔炼、渣铁分离、冷却炉前钛渣、破碎,磁选、获得产品高钛渣。
人造金红石制备技术探讨
人造金红石制备技术探讨摘要:金红石是一种富钛料,被认为是生产钛产品理想的原材料,具有易采、易碎、易选的优点,但存在金红石原料不足,纯度不够的问题。
人造金红石解决了以上问题。
这篇文章介绍了目前国内外生产金红石生产现状、常用的制备方法,并简述了这些方法的工艺流程。
关键词:人造金红石;制备技术钛资源广泛分布于世界各地,储量丰富,但由于技术上的限制,国内外现阶段可以有效使用的原材料只有钛铁矿和金红石等几种矿物,仅有少量的钛以金红石的形式存在。
目前,国内外人造金红石的工业生产技术仍处在不断的探究之中,以求最佳的生产方案将人造金红石为世界所用。
1电热法电热法制备人造金红石是将钛铁矿与还原剂混合后在电炉中进行熔炼反应,然后通过磁选法分离钛渣和金属铁,所得钛渣经焙烧即可获得人造金红石。
该工艺生产的人造金红石品位较低,主要用于生产电焊条表面涂料,但该方法具有“三废”少、工艺技术简单等优点。
2 酸浸法酸浸法可分为盐酸浸出法和硫酸浸出法。
2.1盐酸浸出法盐酸浸出法主要包括BCA盐酸循环浸出法、预氧化—流态化盐酸浸出法、ERMS法、QIT法等。
该法具有杂质去除效果好、浸出效率高、用于浸出的酸可再循环利用等优点。
2.1.1BCA盐酸循环浸出法BCA盐酸循环浸出法在回转窑反应器中进行,850℃条件下利用重油还原剂把高品位钛铁精矿中的铁还原为Fe2+,然后在140℃条件下用浓度约为19%的盐酸浸出还原钛铁矿中的铁、锰、镁、钙、镉等杂质,过滤、洗涤后在870℃条件下焙烧即获得人造金红石。
含过量余酸、FeCl2和少量杂质氯化物的浸出母液采用传统的喷雾焙烧技术进行再生,用HCl吸收器中的洗涤水吸收挥发出来的HCl气体,形成浓度为18%~20%的盐酸,再次用于盐酸加压浸出,实现了盐酸的循环利用。
BCA盐酸循环浸出法能除去钛铁矿中的大多数杂质,制备的人造金红石产品TiO2含量高,且工艺过程产生的废酸和洗涤水都能二次利用,因此对环境污染较轻。
人造金红石生产概述—中国钒钛之都的生产、市场与产业的知识元素
人造金红石生产概述—中国钒钛之都的生产、市场与产业的知识元素原创彭富昌邹建新等金红石是一种黄色至红棕色的矿物,其主要成分是TiO2,还含有一定量的铁、铌和钽。
铁是由于它与钛铁矿共生的结果。
由于Ti4+与Nb+、Ta+5离子的相似性,铌和钽常伴生在钛矿石中。
金红石是较纯的二氧化钛,一般含二氧化钛在95%以上,但地壳中储量较少。
人造金红石(artificial rutile)又称合成金红石(synthetic rutile)。
系指利用化学加工方法,将钛铁矿中的大部分铁成分分离出去所生产的一种在成分上和结构性能上与天然金红石相同的富钛原料,其TiO2含量视加工工艺之不同波动在91~96%,是天然金红石的优质代用品,大量用于生产氯化法二氧化钛,也可用于生产四氯化钛、金属钛以及搪瓷制品和电焊条药皮,还可用于生产人造金红石黄颜料。
主要生产国家有澳大利亚、美国、日本、印度、马来西亚等。
目前产量已超过天然金红石,主要原因是天然金红石贮量日渐枯竭,产量逐年下降。
由于金红石有用作宝石的优良性质,所以人们一直在研究科学合成金红石的方法。
1947年,美国铅业公司首先用焰熔法制出了人造金红石,其中的无色透明者,主要就是用作钻石的代用品或假冒品。
用无色透明的人造金红石琢磨成的宝石闪亮刺眼、五彩缤纷,超过了真钻石,常被称为“五彩钻”或“五色钻”,与真钻石不难区别。
由于金红石有强烈的双折射,用放大镜从顶面观察“五彩钻”,可以发现底部的棱线的显著的双影,真钻石则绝不会出现双影。
此外,“五彩钻”因为闪光过分艳丽,并带有不清亮的乳白光,看来有庸俗之感。
——《钒钛产品生产工艺与设备》,北京:化工出版社,邹建新等,2014.01【钒钛资源综合利用四川省重点实验室(攀枝花学院),cnzoujx@】。
人造金红石国内外研究现状及进展
人造金红石国内外研究现状及进展*汪云华(云南新立有色金属有限公司,昆明650100)摘要 综合评述了国内外人造金红石的制备工艺及研究进展,重点介绍了我国在该领域的研究现状及所遇到的问题,并对我国人造金红石产业的研究和发展提出了建议,以期对我国人造金红石的发展提供有益的启示。
关键词 人造金红石 钛铁矿 酸浸 还原锈蚀中图分类号:TB321;N19 文献标识码:APresent Status and Development Trend of ArtificialRutile Both in China and AbroadWANG Yunhua(Yunnan Xinli Nonferrous Metal Co.,Ltd.,Kunming 650100)Abstract The preparation processes and research status of artificial rutile in China and abroad are reviewed,fo-cusiong on the introduction of the research status and problems in the artificial rutile production technique.Useful inspi-rations for the development of the artificial rutile production industry in China are provided,some suggestions are alsoproposed.Key words artificial rutile,ilmenite,acid leaching,reduction-rusting *国际科技合作与交流专项(2010DFB43290) 汪云华:男,1972年生,高级工程师,从事富钛料、海绵钛、钛白粉等相关领域的研究 Tel:0878-4819515 E-mail:pkwyh@163.com0 引言钛白粉是目前世界上最重要的一种白色颜料,被广泛应用于各种领域。
制备金红石方法高中化学
制备金红石方法高中化学
(1)石原法:将钛铁矿中的铁用石油焦弱还原至二价铁,然后用硫酸法钛白厂的废硫酸浸取除铁.富集钛的固体煅烧,产出人造金红石,最终废酸用于生产肥料。
(2)Benelite法:由XX公司发明,用重油焙烧钛铁矿使铁弱还原为二价铁,用盐酸加压浸出除Fe及Ca、Mg、Mn,富集钛为人造金红石形式。
该工艺需解决氯化铁及废盐酸的治理。
(3)Murso法:先在900℃下流态化焙烧钛铁矿使之预氧化,然后用一氧化碳和氢将铁弱还原至二价,用盐酸于100℃浸出除铁,最终将钛富集成人造金红石。
该法原料要求宽,但需粒度一定。
气体还原消除了固体炭还原时煤灰的污染。
(4)Becha法:又称锈蚀法。
于1100℃下用细磨煤将钛铁矿中的铁强还原为金属铁,在无氧条件下冷却,在有氯化铵作催化剂的水中用淬气将铁锈蚀为氢氧化三铁
(5)选择氯化法:钛铁矿预氧化后,在石油焦存在下通氯气选择氯化,使铁呈三氯化铁形式挥发,固体磁选进一步除铁,浮选除去过量还原剂,最终获得人造金红石。
(6)钛渣法:以钛渣为原料经酸浸除杂,最后产出人造金红石。
氯化法钛白生产的特点---乘钒钛文化之风 创钒钛经济之业
氯化法钛白生产的特点---乘钒钛文化之风创钒钛经
济之业
原创邹建新李亮侯盛东教授等
氯化法钛白生产的特点
氯化法钛白工艺流程短,装置生产能力大,自动化程度高,产品质量好,,与环境友好性优于硫酸法,日益被人们所公认,获得快速发展。
目前,国际够经济规模的钛白粉装置都首选氯化法钛白工艺。
氯化法最大的特点如下。
①工艺流程短。
原料高品位钛铁矿、天然金红石、富钛料或人造金红石进厂前都已按要求加工好。
省略原料加工准备工序。
氯化、精制、氧化工艺过程简单,连续化,生产不停顿,工艺流程短。
②核心设备如氧化炉装置小,反应速度快,生产能力大。
主要设备连续运行,装置生产弹性较小,中间无法存贮停留。
③各相关工艺要求可靠性高,自动化程度高,较难掌控。
因为全过程在有压力、高温、强腐蚀介质中进行,调节控制需要非常迅速、精确才能保证系统安全运行,所有的工艺动力、原料必须保证连续不间断。
④产品质量好。
原料纯度高,特别是四氯化钛精制除钒、铁的能力是硫酸法所不及的。
氧化系统参数可调节,所以氯化法半成品粒度细,均匀,分布窄,白度好。
由于环保法规的日益强化和用户对产品质量要求的日益提高,氯化法在钛白生产中已占有明显的优势。
但是,氯化法钛白生产技术难度大,关键设备结构复
杂,要求采用耐高温耐腐蚀抗氧化的特殊材料,研究开发形成商业化生产需巨额投资,因此,氯化法钛白生产技术至今仍被世界上少数几家公司所垄断。
参考文献:《钒钛产品生产工艺与设备》,北京:化工出版社,作者:邹建新等,2014.01 (钒钛资源综合利用四川省重点实验室【攀枝花学院】,cnzoujx@)。
2024年天然金红石市场分析报告
2024年天然金红石市场分析报告1. 概述天然金红石是一种稀有的宝石,具有艳丽的红色调和独特的纹理,受到许多消费者的青睐。
本报告旨在对天然金红石市场进行详细分析,包括市场规模、市场竞争、市场趋势等方面的内容。
2. 市场规模天然金红石市场在过去几年里呈现出快速增长的趋势。
根据市场调查数据显示,天然金红石市场在去年达到了XX亿美元的规模,预计未来几年仍将保持较高的增长率。
市场规模的增长主要受到国内外消费者对于稀有宝石的需求不断增加的影响。
3. 市场竞争天然金红石市场存在着一些主要的竞争者,包括国内外的宝石企业和矿业公司。
这些竞争者通过不断地推出新产品、开拓新市场和提高市场份额来保持竞争优势。
同时,一些知名的宝石品牌通过精心策划的营销活动和品牌推广也在市场上取得了显著的地位。
4. 市场趋势天然金红石市场的主要趋势如下:•持续增长:由于消费者对于宝石的需求不断增加,天然金红石市场有望保持持续增长。
•品质要求提高:消费者对于宝石的品质要求不断提高,对于天然金红石的颜色、切割和纹理等方面的要求也愈发严格。
•交易方式多样化:市场中出现了更多的在线交易平台和拍卖机构,使得购买天然金红石的方式更加多样化和便利化。
5. 市场前景天然金红石市场未来的前景相当乐观。
随着全球宝石需求的持续增加和消费者对于稀有宝石品类的兴趣日益浓厚,天然金红石市场有望继续保持良好的发展势头。
同时,随着技术的进步和市场竞争的加剧,天然金红石的生产成本可能进一步降低,从而促进市场更为广泛的普及。
6. 结论综上所述,天然金红石市场在未来几年里有望继续保持稳定的增长。
消费者对于宝石的需求不断增加,而天然金红石作为一种稀有的宝石,具有独特的魅力,将受到越来越多的消费者的追捧。
然而,市场竞争也将日益激烈,对于企业来说,提高产品品质和拓展市场份额是关键。
因此,企业应密切关注市场趋势,抓住机遇,做好市场营销和品牌推广,以保持竞争优势并实现持续增长。
由钛精矿制备人造金红石的研究进展
由钛精矿制备人造金红石的研究进展作者:孙雪姜志铭付雅君来源:《科技风》2016年第09期摘要:综合评述了国内外由钛精矿制备人造金红石的研究方法及工艺特点。
通过对各种研究工艺的对比找到最佳的研究方法,以期对我国人造金红石的发展提供有益的启示。
关键词:人造金红石;钛精矿;研究方法;研究进展我国钛精矿资源比较丰富,相比天然金红石储量却很少。
目前以人造金红石作为生产钛产品的主要理想原料,因此生产优质的人造金红石产品变得尤为重要,资源丰富的钛精矿就成为了制备人造金红石的理想原料。
国内外对人造金红石的研究工艺取得了相应的进展。
1 国内研究状况中国的人造金红石技术远远落后于国外,导致每年人造金红石的年产量非常稀少,总计生产能力每年只有几万吨而已,生产规模特别小,生产技术落后,几乎都是中试规模。
1.1 氯化法在1980年北京有色金属研究总院以钛精矿为生产原料进行研究,其原理是利用钛精矿中各组分在氯化过程中热力学上变化的不一样,以达到分离TiO2 的目的。
其优点是制得的人造金红石品位高,缺点是杂质含量高,减少杂质含量,面临的技术难度很大,经济问题棘手。
该法在原理上可行,但很难实现工业化。
1.2 盐酸法在1984年成都科技大学与自贡东升钛黄厂等单位以浸出罐这样的实验设备为主体,进行盐酸加压浸出生产高品位人造金红石工艺研究[ 1 ]。
其优点是基本可以实现工业化,但是缺点是由于设备腐蚀比较严重,维护成本较高,环保问题难以有效解决。
1.3 硫酸法北京有色金属研究总院开展了用钛白废酸处理攀枝花钛精矿制取人造金红石的试验。
该工艺最大的优点是废酸循环利用,但存在的缺点是有副产物产生所带来的环境污染问题[ 2 ]。
1.4 氧化还原改性—盐酸浸出以攀枝花钛精矿为原料,采用流态化强氧化还原,常压浸出,浸出母液喷雾焙烧,盐酸循环利用工艺技术路线,可以生产高品位的人造金红石[ 3 ]。
该工艺最大的优点是实现了盐酸闭路循环利用,全流程无污染物排放,使环保问题得到有效解决。
选择性氯化法生产人造金红石—中国钒钛之都的生产、市场与产业的知识元素
选择性氯化法生产人造金红石—中国钒钛之都的生产、
市场与产业的知识元素
原创彭富昌邹建新等
选择性氯化法是在流态化氯化炉中,以钛铁精矿为原料,加入还原剂碳,通氯气在一定温度下对矿石中的铁进行选择性氯化。
反应生成的FeCl3在高温下挥发出炉,TiO2不被氯化,经选矿分离后得到人造金红石,基本方式如下:
Fe2O3·TiO2+3/2C+3Cl2=TiO2+2FeCl3+3/2CO2
FeO·TiO2(s) + C(s) + 3/2Cl2(g)=FeCl3(g) + TiO2 + CO(g) 选择氯化法是在沸腾炉里选择氯化铁以及钙、镁成分,经水洗获得TiO2含量90%以上的人造金红石。
控制配碳量(约为精矿量的6~8%),在800~1000 ℃下,钛铁矿中的铁被优先氯化并挥发。
氯化后的固体料经过湿法除去过剩的碳和MgCl2、CaCl2,磁选除去未被氯化的钛铁矿后,可获得TiO2的质量分数达90%以上的人造金红石。
氯化过程在沸腾炉中进行,产生的FeCl3可回收利用。
——《钒钛产品生产工艺与设备》,北京:化工出版社,邹建新等,2014.01
【钒钛资源综合利用四川省重点实验室(攀枝花学院),cnzoujx@】。
氯化法钛白工艺流程简介---乘钒钛文化之风 创钒钛经济之业
氯化法钛白工艺流程简介---乘钒钛文化之风创钒钛经济之业原创邹建新李亮侯盛东教授等氯化法钛白工艺流程简介氯化法钛白主要有以下三大工艺过程。
①用高品位钛铁矿或天然金红石、人造富钛料,采用氯化工艺生产粗TiCl4;粗TiCl4经过提纯制取精TiCl4。
②精TiCl4气相氧化制取符合颜料性能的金红石型TiO2粒子。
③后处理生产出适应不同用途的产品。
氯化法钛白生产工艺全流程如图4.7.1所示。
图4.7.1 氯化法钛白生产原则工艺流程我国氯化法钛白的开发研究始于六十年代,至八十年代,分别建设了中试装置和千吨级的工业性试验装置,尽管在开发研究过程中取得了不少进步,但距大规模工业化生产的要求尚有较大差距。
八十年代末,锦州铁合金(集团)公司面对国外技术的垄断和封锁,采用咨询方式从美国引进了氯化法钛白生产技术和关键设备,并于1994年建成了我国第一套1.5万吨/年氯化法钛白生产装置,经多次的技术攻关,目前此套装置已经实现正常运行,达到设计产能,特别是氯化钛白的核心部分——氧化炉能够实现连续运行,产品质量亦稳步提升。
锦州氯化钛白生产线的成功达产,标志着我国已经逐步攻克氯化钛白生产技术,具备在此基础上进一步建设、形成真正有市场竞争能力的产业化生产线的条件。
主要工序如下:1.配料以高钛渣为主要富钛料原料,来自高位料仓合格粒度的富钛料与破碎、干燥后的石油焦按一定配料比加入到螺旋输送机,经初混后送入流化器,风送至氯化工段,经旋风和布袋收尘卸入混合料仓,供氯化炉使用。
2.氯化来自混合料仓的富钛料和石油焦连续加入氯化炉,与氧化工段返回氯气和补充的新鲜氯气在高温下反应生成含TiCl4的混合气体,向混合气体中喷入精制返回钒渣泥浆和粗四氯化钛泥浆以回收TiCl4,并使热气流急聚冷却,在分离器中分离出钒渣、钙、镁、铁等氯化物固体杂质。
分离器顶部排出的含TiCl4气体进入冷凝器,用粗TiCl4循环冷却液将气态TiCl4冷凝,冷凝尾气再经冷冻盐水冷凝后,废气进入废气处理系统处理合格后,由烟囱排空。
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选择性氯化法生产人造金红石—中国钒钛之都的生产、
市场与产业的知识元素
原创彭富昌邹建新等
选择性氯化法是在流态化氯化炉中,以钛铁精矿为原料,加入还原剂碳,通氯气在一定温度下对矿石中的铁进行选择性氯化。
反应生成的FeCl3在高温下挥发出炉,TiO2不被氯化,经选矿分离后得到人造金红石,基本方式如下:
Fe2O3·TiO2+3/2C+3Cl2=TiO2+2FeCl3+3/2CO2
FeO·TiO2(s) + C(s) + 3/2Cl2(g)=FeCl3(g) + TiO2 + CO(g) 选择氯化法是在沸腾炉里选择氯化铁以及钙、镁成分,经水洗获得TiO2含量90%以上的人造金红石。
控制配碳量(约为精矿量的6~8%),在800~1000 ℃下,钛铁矿中的铁被优先氯化并挥发。
氯化后的固体料经过湿法除去过剩的碳和MgCl2、CaCl2,磁选除去未被氯化的钛铁矿后,可获得TiO2的质量分数达90%以上的人造金红石。
氯化过程在沸腾炉中进行,产生的FeCl3可回收利用。
——《钒钛产品生产工艺与设备》,北京:化工出版社,邹建新等,2014.01
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