机械活化强化钛白浸渣回收钛.docxVIP

第六届高校环保科技创意设计大赛 第六届高校环保科技创意设计大赛 作品题目：机械活化强化钛白浸渣回收钛 学 校：**大学 作品编号：** 团队成员：** 团队名称：** 指导老师：** 联系电话：** 作品名称 机械活化强化钛白浸渣回收钛 作 品 简 介 利用机械活化方法回收钛白浸渣中的钛。 硫酸法制取钛白粉的生产过程中，钛铁矿的酸解率一般都达到95%以上[1]，但钛白粉的生产规模很大，浸渣很多，浸渣中还含有10~25%的TiO2无法被浓硫酸酸解。本课题利用机械活化能改变矿物表面理化性质，增加钛白浸渣化学活性的原理，将机械活化强化矿物浸出的方法应用到钛白浸渣的浸出中，可望改善反应条件，回收浸渣中残留的钛，使原来废弃的钛渣成为资源并得以利用。 目录 1、绪论………………………………………………………………...…1 1.1、研究目的…………………………………………………………1 1.2、研究背景…………………………………………………………1 1.3、特色与创新点……………………………………………………2 2、实验原理…………………………………………………………..…3 3、实验步骤………………………………………………………..……3 3.1、式样预处理………………………………………………………3 3.2、常规浸出…………………………………………………………3 3.3、机械活化强化浸出………………………………………………5 3.4实验结论………………………………………………………9 4、经济效益分析……………………………………………………..…9 5、结论……………………………………………………….……….…10 11 - 1、绪论 1.1研究目的 在用硫酸法生产钛白粉的生产过程中，虽然钛的酸解率达到95%以上，但在矿渣中仍会残留用一般酸解法不能浸出的钛元素，从而造成钛资源的浪费，并占用大量堆场且存在环境污染的隐患。为了解决钛白废渣存在的上述问题，本设计利用机械活化能改变矿物表面理化性质，增加钛白浸渣化学活性的原理[2]，把机械活化强化矿物浸出的原理应用到钛白浸渣的钛回收利用工艺中，通过机械活化钛白浸渣，改善钛回收的条件，高效回收有价钛，从而达到废物减量化、资源化和减少环境污染的绿色环保目的。 1.2研究背景 目前全国TiO2的总产量有200~250万吨，而广西的9家产钛企业TiO2生产量约为40万吨，约占全国总产量的六分之一，在这些企业中钛的总回收率均低于85%，按国家的86%回收率为二档，88%为一档的标准，广西各厂TiO2的钛回收技术达不到二档水平。这些工厂每年都会产出大量的浸渣，若直接堆放不仅会占用大量的地方，工厂还需花费大笔的存放费用，直接堆置会因粉尘张扬从而造成环境污染，因降雨而使酸性物质流入土壤与河流从而污染土壤与水源，而这些浸渣中还含有10%~25%左右的TiO2，若直接丢弃会造成资源的浪费。 机械活化即通过机械力的作用，使固体物质的晶体结构及物理化学性能发生改变,使部分机械能转变成物质的内能，并在矿物处理中有着广泛的应用。在湿法冶金工业中,该技术已成功地用于钨矿物原料碱分解等多种矿物提取的工业实践[3]。国内的李希明、陈家铺等[4]进行了细磨活化浸出白钨矿及湿法炼锌中铁酸锌浸渣的小型试验研究，取得了明显的效果。从上世纪９０年代末，国外学者开始对砂矿型钛铁矿进行了机械活化及浸出的研究。近年来李春等人对攀枝花钛铁矿的机械活化及其浸出进行了系统的研究，其浸出率接近80％，低于硫酸法生产中钛的浸出率且出现钛液水解现象[5]。而研究机械活化在浸钛渣中应用的研究的学者较少。 1.3、特色与创新点 (1)回收钛白浸渣中的钛，使矿渣减排、增效和资源化，实现绿色化学。 (2)用机械活化的方法，将机械能施加到物料的表面或内部，使钛的回收率提高。 2、实验原理 TiO2溶解原理： 硫酸法：Fe2O3＋3H2SO4＝Fe2(SO4)3+3H2O TiO2+2H2SO4=Ti(SO4) 2+2H2O 机械活化原理： 固体物质受到摩擦、碰撞、冲击、剪切等机械力的作用时，在接触点或裂纹顶端处会产生应力集中，当机械力达到一定强度时，会使固体在产生裂纹的同时产生塑性变形和各种类型的缺陷，如晶格畸变、晶体结晶度降低乃至无定型化，使部分机械能转变成物质的内能，从而提高固体的反应活性，这一过程称为机械活化[6]。通过机械活化改变矿物表面理化性质，增加钛白浸渣化学活性，从而提高浸出率。 3、实验步骤及结果讨论 3.1、试样预处理 将原钛白渣晾干、粉碎、过筛，利用堆分法将渣混合均匀。 3.2常规浸出 在常温常压以及充分搅拌的条件下进行实验考察了酸浓度以及液固比对TiO2浸出率的影响。 3.2.1酸浓度对Ti