硫酸-盐酸体系中钛液水解行为基础研究

发布时间：2021-07-11 05:12

　　二氧化钛（钛白）是性能最好的白色颜料,应用广泛且前景广阔。基于我国大量赋存的重大特色钒钛磁铁矿资源,本课题组提出钠化冶炼新工艺以实现高效清洁分离钛、钒和铁。新工艺提取钒和铁后,大量钛组分仍以钙钛矿形式赋存于钛渣中,现有钛白生产工艺难以实现该钛渣的高值化利用。而采用硫酸-盐酸混合酸体系在低温低酸度下即可高效溶解该钛渣并获得钛液,后经水解过程制备合格偏钛酸。其中水解反应是决定偏钛酸与钛白性能的关键控制步骤,目前尚无混酸体系钛液水解研究报道。因此,本论文对硫酸-盐酸混酸体系钛液水解过程进行重点研究,明晰混酸体系钛水解机理,并将其应用于含钙钛矿钛渣的处理过程中,为混酸体系进一步应用制备钛白产品奠定理论和实践基础。主要研究成果和创新如下:（1）对混酸体系钛液水解过程进行系统调控:（Ⅰ）升高反应温度及钛液浓度可以提高水解率、减小偏钛酸团聚粒径和增大晶粒尺寸;水解温度的促进作用明显,当水解温度达到150～160℃时,水解率>95%,且偏钛酸团聚粒径降至2 μm。（Ⅱ）Cl-:SO42-摩尔比例对水解率影响较小,但对水解团聚粒径及其形貌影响明显。当Cl-:SO42-=1:1时,水解粒径达到2μm... 

【文章来源】：中国科学院大学(中国科学院过程工程研究所)北京市

【文章页数】：215 页

【学位级别】：博士

【部分图文】：

图１．２国内钛白粉产量与消费走势图??

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Ｍａｉｎ?ｒｅａｇｅｎｔｓ?ａｎｄ?ａｐｐａｒａｔｕｓ??恒温千燥箱?ＤＨ－２０１?天津中环实验电炉有限公司??电动搅拌器?Ｄ－８４０１－ＷＺ?天津华兴科学仪器厂??２．２．２实验方法??物扣??ｆ??Ｔ???ｌ??｜￣￣￣??ＳＣＭＡ?ｔａｇ）???ｉ???Ｉ?ｏｆ?ａｆｔｄ?ａｍｉ?ｌｉｔａｆｌｉＭｍ?＜？＞？＜ｔａｔｒａ＜ｉ？ｇ?ｊ??＿＿｜￣??Ｃｏｍｐｏｔｉｌｉ＾ａ?＾ｎＷａａｖｌ??ＶＩＡ?ｖｏｌｕｌｉｏａ?（４＜Ｄ??图２．１混酸钛液制备流程图??Ｆｉｇｕｒｅ?２．１?Ｆｌｏｗ?ｃｈａｒｔ?ｏｆ?ｐｒｅｐａｒａｔｉｏｎ?ｏｆ?ｍｉｘｔｕｒｅ?ａｃｉｄ?ｔｉｔａｎｉｕｍ?ｓｏｌｕｔｉｏｎ??制备硫酸－盐酸混酸体系钛液流程如图２．１所示。将一定质量配比的硫酸钛与??盐酸溶液混于烧杯中，加入一定质量的去离子水揽拌至完全溶解均匀，缓慢加入??碳酸钙调节溶液酸浓度，过滤杂质和生成的硫酸钙沉淀后，引入容量瓶定容，制??备所需要的混酸钛液。其钛溶液中酸钛摩尔比（一般以Ｔｉ０２计为钛液的钛浓度）??和ｓｏ４２－：?Ｃｌ－摩尔比例按照不同实验需要分别配制。并且通过添加适当比例的氯??化钠及氯化铝，探宄Ａｌ３＋和Ｎａ＋对水解过程的影响规律。采用自生晶种方式，进??行加压水热水解这一广泛用于纳米结构材料的合成的方法［１２３］。加入ＰＥＧ?１０００??探宄分散剂对水解过程的影响，配制不同质量分数（〇、１％、２％和５％）的含有??ＰＥＧ?１０００的钛液，自生晶种，常压水解方法，即将模拟钛液直接加热到微沸后??水解４?ｈ，得到偏钛酸沉淀。经过滤洗涤后，分析偏钛酸沉淀的颗粒性能。水解??

【参考文献】：
期刊论文
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本文编号：3277406