目前硫酸法鈦白粉工廠普遍采用鈦液的制備方法
更新時間：2021-10-09 點擊次數(shù)：1057次
在硫酸法鈦白粉生產中，第一步就是先把固體的鈦鐵礦通過酸分解制備成可溶性鈦的硫酸鹽溶液，同時鈦鐵礦中的鐵和大部分金屬雜質也變成可溶性的硫酸鹽，以便以后將各種雜質分離。因為偏鐵酸亞鐵(鈦鐵礦)是一種弱酸弱堿鹽，用強酸(H2SO4)與它反應基本上是不可逆的，反應可以進行得比較*。
鈦鐵礦的酸分解(簡稱酸解)有干法和濕法。干法是把磨細后的鈦鐵礦與硫酸混合進行加熱、焙炒，待分解完成后加水稀釋浸取，獲得鈦的硫酸鹽溶液。該法不能進行大規(guī)模的工業(yè)化生產，目前在實驗室中制備鈦的硫酸鹽溶液有時還用這種方法。
濕法就是目前普遍采用的硫酸法。濕法從發(fā)展的歷史來看，曾有過5種不同方法:即液相法、固相法、兩相法、加壓法和連續(xù)法。
液相法:反應始終在液相狀態(tài)下進行。在這里，硫酸(有效酸)濃度與鈦總含量之比值非常重要叫做酸比值，通常以F來表示。采用55%~65%的硫酸酸比值較高(F值3~3.2)，所以得到的鈦液絕大部分以正硫酸鈦—Ti(SO4)2的形式存在。該方法因為反應時間太長，耗酸、耗蒸汽多，加上F值太高造成以后水解困難，水解率低，工業(yè)生產一般不采用此法。試驗證明液相法的硫酸濃度即使只有10%，也能獲得硫酸鈦溶液，但反應時間更長，因為10%硫酸的沸點只有10℃，在98℃下反應8h，酸解率只有30%。
兩相法:兩相法采用的硫酸濃度為65%~80%，F(xiàn)值控制在1.8~2.2之間，操作時先把硫酸加熱至120℃左右，然后加入礦粉繼續(xù)攪拌加熱到150~200℃，主反應3h，反應物為糊狀物，接著冷卻、加水浸取保持一定的懸浮液濃度，至酸解率達到85%~90%時為止。兩相法雖比液相法耗用硫酸少，但反應時間長，酸解率低仍不經濟。
固相法:該法是目前硫酸法鈦白粉工廠普遍采用的方法，因為它與前兩種方法相比具有反應溫度高、反應歷程短、耗用硫酸少的優(yōu)點。用這種方法生產的硫酸濃度一般在85%~95%，反應激烈、迅速，由于濃硫酸的沸點高，最高反應溫度可高達200~250℃，反應一般在5~15min內即可完成，反應放出大量的熱，因此能源較省，耗酸也較少，F(xiàn)值一般控制1.7~2.1，所得產品為多孔的固相物，容易加水浸取，酸解率通常可以達到95%以上。
加壓法:采用20%~50%濃度的稀硫酸，在一耐腐蝕的受壓設備中進行，一般生產人造金紅石或電焊條用的金紅石有時采用此種方法。
連續(xù)法:該法使用發(fā)煙硫酸和20%硫酸的混合酸，先制得半流體狀的反應物，然后再高溫固化。加壓法、連續(xù)法對反應設備的材質要求很高，操作復雜，在工業(yè)化鈦白粉生產中尚未采納。
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