由鈦精礦制備人造金紅石的研究進展

孫雪 姜志銘 付雅君

摘 要：綜合評述了國內外由鈦精礦制備人造金紅石的研究方法及工藝特點。通過對各種研究工藝的對比找到最佳的研究方法，以期對我國人造金紅石的發展提供有益的啟示。

關鍵詞：人造金紅石；鈦精礦；研究方法；研究進展

我國鈦精礦資源比較豐富，相比天然金紅石儲量卻很少。目前以人造金紅石作為生產鈦產品的主要理想原料，因此生產優質的人造金紅石產品變得尤為重要，資源豐富的鈦精礦就成為了制備人造金紅石的理想原料。國內外對人造金紅石的研究工藝取得了相應的進展。

1 國內研究狀況

中國的人造金紅石技術遠遠落后于國外，導致每年人造金紅石的年產量非常稀少，總計生產能力每年只有幾萬噸而已，生產規模特別小，生產技術落后，幾乎都是中試規模。

1.1 氯化法

在1980年北京有色金屬研究總院以鈦精礦為生產原料進行研究，其原理是利用鈦精礦中各組分在氯化過程中熱力學上變化的不一樣，以達到分離TiO2 的目的。其優點是制得的人造金紅石品位高，缺點是雜質含量高，減少雜質含量，面臨的技術難度很大，經濟問題棘手。該法在原理上可行，但很難實現工業化。

1.2 鹽酸法

在1984年成都科技大學與自貢東升鈦黃廠等單位以浸出罐這樣的實驗設備為主體，進行鹽酸加壓浸出生產高品位人造金紅石工藝研究[ 1 ]。其優點是基本可以實現工業化，但是缺點是由于設備腐蝕比較嚴重，維護成本較高，環保問題難以有效解決。

1.3 硫酸法

北京有色金屬研究總院開展了用鈦白廢酸處理攀枝花鈦精礦制取人造金紅石的試驗。該工藝最大的優點是廢酸循環利用，但存在的缺點是有副產物產生所帶來的環境污染問題[ 2 ]。

1.4 氧化還原改性—鹽酸浸出

以攀枝花鈦精礦為原料，采用流態化強氧化還原，常壓浸出，浸出母液噴霧焙燒，鹽酸循環利用工藝技術路線，可以生產高品位的人造金紅石[ 3 ]。該工藝最大的優點是實現了鹽酸閉路循環利用，全流程無污染物排放，使環保問題得到有效解決。

1.5 濕法生產人造金紅石

北京礦冶研究總院等單位針對攀西地區鈦精礦的特點，提出了鈦精礦濕法制備人造金紅石的新工藝[ 4 ]。較高的鹽酸濃度和浸出溫度為鹽酸直接浸出提供了有利條件。該方法的優點是通過采用多級逆流浸出的方法可明顯地降低鹽酸濃度而達到相當好的浸出效果，可以得到高品質的人造金紅石。

2 國外研究狀況

目前國外人造金紅石的研究工藝比較前沿，大部分是大型化或特大型化工廠。近年來國外對人造金紅石的制造方法進行了更廣泛和更深刻的研究，包括對現有方法的改進和新方法的研究，取得了許多新進展。

2.1 Becher法

Becher法是澳大利亞研究的一種制備人造金紅石的方法，原理是以風化的高品位鈦精礦為原料，以廉價的褐煤為燃料和還原劑，在高溫下通過回轉窯將鈦精礦中鐵氧化物全部還原為鐵，使分離出的TiO2 富集成優質的人造金紅石[ 5 ]。

2.2 Benilite法

Benilite法是20世紀70年代初最先由美國Benilite公司研究成功的特有的鹽酸循環浸出法[ 1 ]。它是以風化的高品位鈦精礦為原料，將三價鐵還原成單質鐵，然后用鹽酸溶解雜質從而與鈦實現分離。

2.3 ERMS法

ERMS法首先是由澳大利亞Austpac資源公司研究成功的，是屬于鹽酸浸出法的一種改進方法[ 6 ]。經過長期研究該工藝已完成試驗工廠試驗階段，據稱已對世界幾十種鈦精礦進行了試驗都取得了較滿意的結果。

3 結語

中國在全球是第二大的鈦白生產國和消費國，僅次于美國[ 7 ]。國外人造金紅石的生產技術已經逐步成熟，而國內人造金紅石生產卻處于研發階段。所以我國必須重視由鈦精礦制備優質人造金紅石技術的研究和開發，這樣才能提升我國鈦行業的整體實力，實現鈦行業的可持續發展。

參考文獻：

[1] 鄧國珠.制取人造金紅石工藝技術的新進展[J].鋼鐵釩鈦，2004（01）.

[2] 馬勇.人造金紅石生產路線的探討[J].鈦工業發展，2003（1）：22.

[3] 葉恩東.攀西鈦精礦制備人造金紅石研究[J].2015.

[4] 蔣偉.鈦鐵礦濕法生產人造金紅石新工藝[J].有色金屬，2010（04）.

[5] Miningaustralia.Austpac Look to Synthetic RutileJV.http：//www.miningaustralia.com.au/articles/cl/ocoof2cl.asp.2004-01/2004-01-30.

[6] Walpole A，Winter J D. The Austpac ERMS and EARS Processes for the Manufacture of High-Grade Rutile by the Hydrochlo-ric Acid Leaching of Ilmenite.http：//www.au-Stpacresources.com/top of page/technical publication.2004-01/2004-01-30.

[7] 中國涂料工業協會鈦白粉行業分會.2011年鈦白粉行業運行情況淺析[J].中國涂料，2012，27（3）：19-20.

作者簡介：孫雪（1993-），女，遼寧興城人，沈陽師范大學化學化工學院應用化學專業。