钛铁矿研磨-浸出耦合工艺中陶瓷磨球磨损和腐蚀行为
2015-08-21罗文波袁绍军王小梅唐思扬李春岳海荣梁斌
化工学报 2015年5期
罗文波,袁绍军,王小梅,唐思扬,李春,岳海荣,梁斌
(四川大学化学工程学院,四川 成都 610065)
引 言
攀枝花钛铁矿占我国钛资源约90.5%,但因钙、镁元素含量高不适于采用氯化法工艺生产钛白粉,造成国内的钛白粉生产以硫酸法为主[1]。硫酸法工艺的主要问题是废硫酸污染严重,每生产1 t 钛白粉,要排放6~8 t 质量分数约为20%的稀废酸[2]。目前,国内大部分工厂都对废酸采用石灰中和处理后进行排放,既造成硫资源浪费,又产生大量硫酸钙废渣[3]。实现稀硫酸(质量分数40%~60%)酸解钛铁矿,则可将20%废硫酸与98%硫酸混合使用实现循环利用,有望从根本上解决硫酸法生产中存在废酸污染问题,同时节约资源和降低成本。
利用稀硫酸酸解钛铁矿的难点是活性低。美国NL 公司[4]报道了利用25%~60%的稀酸酸解钛铁矿,在温度140℃下酸解率达到85%,但是酸解时间长达48 h,导致钛液早期水解。本课题组前期研究表明机械活化可明显提高钛铁矿的浸出活性[1,5],从而实现稀酸酸解过程。为了进一步提高反应效率,近年来Li 等[6]提出了钛铁矿磨浸结合的新工艺,在进行机械活化的同时采用稀酸对活化钛铁矿进行浸取,实现了30%~50%稀酸酸解高的浸出率。磨浸结合的优点是原位活化的钛铁矿颗粒表面能与稀酸快速发生反应并溶入稀酸,表面产生的固体产物也可在颗粒碰撞过程中脱落,使剩余未活化矿物层继续活化,实现了不断反应浸出,保证了较高的固体转化率。但是,磨浸结合反应过程对磨球材料的耐酸性和耐磨性提出了更高的要求,寻找一种耐酸且耐磨的研磨球对该工艺的工业化至关重要。……
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