改性電爐鈦渣酸解法制備沸騰氯化爐料新工藝研究

郭宇峰，景建發(fā)，王帥，陳鳳，楊凌志，邱冠周，段文婷

(中南大學 資源加工與生物工程學院，湖南 長沙，410083)

鈦產(chǎn)業(yè)屬國家戰(zhàn)略新材料領(lǐng)域，完善我國鈦工業(yè)的產(chǎn)業(yè)鏈和需求鏈，實現(xiàn)我國鈦資源的高端化利用，是鈦工業(yè)發(fā)展的重大需求[1-4]。鈦冶金過程中高端鈦產(chǎn)品以氯化-氧化法生產(chǎn)鈦白粉[5]和氯化-鎂還原法[6]生產(chǎn)海綿鈦為主，氯化工序首選沸騰氯化工藝。沸騰氯化過程中鈣和鎂雜質(zhì)會轉(zhuǎn)變?yōu)槿廴趹B(tài)的氯化鈣和氯化鎂會黏附在氯化爐中，影響氯化過程順利進行。因此，沸騰氯化工藝只能采用鈣鎂雜質(zhì)質(zhì)量分數(shù)低(TiO2的質(zhì)量分數(shù)＞92%，CaO+MgO的質(zhì)量分數(shù)＜1.5%)的原料[7-8]。

我國的鈦資源主要位于攀西地區(qū)，以巖鈦型鈦鐵礦為主，鈣鎂雜質(zhì)含量高，難以用于沸騰氯化工藝，因此，高效清潔的利用我國的高鈣鎂型鈦資源生產(chǎn)沸騰氯化爐料是我國鈦資源高端化利用的難點[9]。鈦鐵礦經(jīng)過電爐冶煉后鈦主要富集在電爐鈦渣中(TiO2品位約70%)，電爐鈦渣中的氧化鈣和氧化鎂總含量(質(zhì)量分數(shù))超過了8%，需要進一步脫除雜質(zhì)鈣鎂才能滿足沸騰氯化入爐要求[10-14]。

目前針對電爐鈦渣脫除鈣鎂雜質(zhì)制備沸騰氯化爐料的方法有很多，主要包括硫酸化焙燒-浸出、鈉化焙燒-浸出、氧化焙燒浸出、氧化還原焙燒浸出和磷酸化焙燒浸出。硫酸化焙燒浸出[15]雖然可以高效脫除電爐鈦渣中的鈣鎂雜質(zhì)，制備出滿足要求的沸騰氯化爐料，但該過程需要通入SO3或SO2氣體，這會帶來嚴重的環(huán)境污染。鈉化焙燒浸出[16]是將鈦渣與鈉鹽在高溫發(fā)生反應(yīng)，使鈦渣轉(zhuǎn)化為易溶的鈦酸鈉，然后通過水浸的方式脫除水解，從而獲得滿足要求的沸騰氯化爐料，此工藝需要添加大量的鈉鹽，并且工藝過程涉及酸堿中和，對設(shè)備腐蝕嚴重，加大了實驗操作難度。氧化還原焙燒浸出[17-18]雖然是目前唯一工業(yè)化應(yīng)用的方法，但采用此方法需要兩段高溫工序處理，存在能耗高等問題。磷酸化焙燒浸出[19]是將鈦渣與磷酸在高溫下發(fā)生反應(yīng)，使鈦渣轉(zhuǎn)化為可溶性磷酸鹽，然后經(jīng)過后續(xù)的浸出制備出滿足要求的沸騰氯化爐料，但此過程需要添加大量磷酸，并且浸出后的磷酸廢液進一步回收利用困難，目前還未有工業(yè)化進展。氧化焙燒浸出[20-21]是將鈦渣在高溫下進行改性，后續(xù)改性鈦渣經(jīng)過一系列浸出選擇性分離出鈦，鈦渣經(jīng)過改性后大部分鈦轉(zhuǎn)化為穩(wěn)定的金紅石，很難與一般的酸和堿發(fā)生反應(yīng)，未轉(zhuǎn)化完全的黑鈦石和硅酸鹽可以被酸堿聯(lián)合分解，因此氧化焙燒浸出工藝是目前最具發(fā)展前景的方法。

本研究以氧化焙燒后的改性電爐鈦渣為原料，采用硫酸酸解-氟化氫銨浸出-鹽酸浸出三段聯(lián)合工藝制備沸騰氯化爐料，進行三段工藝過程的熱力學分析，并研究工藝條件對鈦酸解行為及雜質(zhì)脫除的影響，為我國攀西鈦資源高端化利用提供了新思路。

1 實驗原料與方法

1.1 實驗原料

以改性的攀枝花電爐鈦渣為原料，其改性條件為1 550 ℃氧化焙燒2 h，改性電爐鈦渣的化學成分見表1。改性后的電爐鈦渣TiO2品位為70.23%，主要雜質(zhì)CaO 和MgO 質(zhì)量分數(shù)分別為1.69%和6.34%，是典型的高鈣鎂型鈦渣。圖1 所示為電爐鈦渣高溫改性后的XRD 圖譜。從圖1 可以看出，主要物相為金紅石相(TiO2)、未轉(zhuǎn)化完全的黑鈦石相和鈣鎂硅酸鹽相。圖2所示為改性電爐鈦渣的顯微結(jié)構(gòu)圖。從圖2 可見亮色為金紅石相，淺灰色為未轉(zhuǎn)化完全的黑鈦石相，深灰色為硅酸鹽相，黑色為孔洞，金紅石和黑鈦石相交錯分布，并且金紅石顆粒粒徑為100 μm左右。

圖1 改性電爐鈦渣XRD圖譜Fig. 1 XRD patterns of modified titanium slag

圖2 改性電爐鈦渣顯微結(jié)構(gòu)Fig. 2 Microstructure of modified titanium slag

表1 改性電爐鈦渣主要化學成分(質(zhì)量分數(shù))Table 1 Chemical composition of titanium slag modified by oxidation roasting%

1.2 實驗方法

1) 硫酸浸出。將改性后的鈦渣細磨至粒徑小于74 μm 顆粒質(zhì)量分數(shù)＞85%，稱取一定質(zhì)量的濃硫酸倒入150 mL 的燒杯中，將濃硫酸加熱至180 ℃左右，然后將一定比例的改性鈦渣迅速倒入熱濃硫酸中，邊加熱邊攪拌至鈦渣固化后，迅速轉(zhuǎn)入到提前設(shè)好溫度的密封加熱爐中進行加熱，反應(yīng)一定時間后取出熟化渣，待樣品冷卻至室溫，取一定比例的水加入至燒杯中，放置在60 ℃水浴鍋中進行加熱攪拌2 h，結(jié)束后取出樣品進行過濾，分析濾液中鈦和雜質(zhì)元素的含量，濾液濃縮后作為硫酸法鈦白粉原料，濾渣烘干、稱質(zhì)量，取樣分析濾渣中的鈦及雜質(zhì)含量。

2) 氟化氫銨浸出。稱取一定質(zhì)量的水洗渣倒入至150 mL 具有聚四氟乙烯內(nèi)襯的高壓反應(yīng)釜中，將提前配置好的氟化氫銨溶液按照設(shè)定的液固比加入至反應(yīng)釜中，將高壓反應(yīng)釜密封后，開始加熱并啟動攪拌，溫度升高至目標溫度后開始計時，待反應(yīng)結(jié)束后取出樣品進行過濾，分析濾液中的鈦和雜質(zhì)元素含量，濾液循環(huán)使用，濾渣烘干、稱質(zhì)量，取樣分析。

3) 鹽酸浸出。稱取一定質(zhì)量的氟化氫銨浸出渣，倒入至150 mL 具有聚四氟乙烯內(nèi)襯的高壓反應(yīng)釜中，將提前配置好的鹽酸溶液按照設(shè)定的液固比加入至反應(yīng)釜中，采用與氟化氫銨浸出相同的方法進行浸出，反應(yīng)結(jié)束后過濾，濾渣進行烘干、稱質(zhì)量，取樣分析。

采用AXIOSmax 型X 射線熒光分析儀(XRF，荷蘭帕納科公司)分析檢測改性鈦渣、硫酸酸解渣、水洗渣、氟化氫銨浸出渣和鹽酸浸出渣中的元素含量。 采用電感耦合等離子光譜儀(ICP，iCAP7000, 美國賽默飛)分析濾液中的雜質(zhì)元素含量。所有樣品采用Empyren 型X 射線衍射儀(PANalytical，Cu 靶，電壓45 kV，電流40 mA)進行物相衍射分析。采用帶有徠卡系統(tǒng)的光學顯微鏡對改性鈦渣的微觀結(jié)構(gòu)進行分析。

2 結(jié)果與討論

2.1 改性鈦渣硫酸酸解過程

2.1.1 改性鈦渣硫酸酸解熱力學

根據(jù)改性鈦渣XRD 結(jié)果可知，渣中的主要物相為金紅石(TiO2)，黑鈦石(MxTi3-xO5)和鈣鎂硅酸鹽類。黑鈦石是鐵板鈦礦(Fe2TiO5)、鎂板鈦礦(MgTi2O5)、 鋁板鈦礦(Al2TiO5) 和錳板鈦礦(MnTi2O5)的總稱。鈣鎂硅酸鹽(CaMg[Si2O6])是硅酸鈣和硅酸鎂的總稱。改性鈦渣濃硫酸酸解過程的主要反應(yīng)及ΔGT-T關(guān)系式見表2。

表2 改性鈦渣濃硫酸酸解過程反應(yīng)方程式Table 2 Reaction equations of modified titanium slag digested by concentrated sulfuric acid

從表2 可以看出，在硫酸酸解過程中鐵板鈦礦、鎂板鈦礦、鋁板鈦礦、錳板鈦礦和鈣鎂硅酸鹽均能發(fā)生反應(yīng)即ΔGT＜0。硫酸法酸解溫度一般在150～300 ℃之間，理論上各反應(yīng)開始發(fā)生的先后順序為硅酸鈣、鋁板鈦礦、硅酸鎂、錳板鈦礦、鎂板鈦礦、鐵板鈦礦。采用硫酸酸解改性電爐鈦渣，可破壞未轉(zhuǎn)化的黑鈦石相，其中的鐵、鎂和鋁等雜質(zhì)元素可以被有效分解，而金紅石經(jīng)過氧化焙燒后結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，不能被強酸分解，這為分離金紅石和黑鈦石相提供了基礎(chǔ)。

2.1.2 改性鈦渣濃硫酸酸解過程鈦的酸解行為及雜質(zhì)脫除規(guī)律

圖3所示為酸礦比、熟化溫度和酸解時間對鈦的酸解行為以及雜質(zhì)元素浸出規(guī)律的影響。從圖3(a)可知，隨著酸礦比(質(zhì)量比)從1.4 增大到1.7，熟化產(chǎn)物的TiO2品位和回收率變化不大，當酸礦比大于1.7時，熟化產(chǎn)物的TiO2品位和回收率明顯降低，當酸礦比從1.7 提高到1.8 時，TiO2的品位從72.6% 降低至64.0%，回收率從42% 降低至24%，繼續(xù)提高酸礦比，熟化產(chǎn)物的TiO2的品位和回收率變化不大。由圖3(b)可知，當酸礦比從1.4增大到2.0，水洗產(chǎn)物的鐵、鎂、鈣等的浸出率變化不大，鐵的浸出率維持在90%左右，鎂的浸出率保持在82%左右，鈣的浸出率保持在26%左右，且隨著酸礦比的增大，鐵、鈣和鎂的浸出率有微弱的上升趨勢。鋁的浸出率隨著酸礦比的增大明顯提高，當酸礦比從1.4 提高到1.7 時，鋁的浸出率從54.2%提高到82.7%，繼續(xù)提高酸礦比，鋁的浸出率變化不大。硅的浸出效果不理想，隨著酸礦比的增加，硅的浸出率呈先增大后減小的規(guī)律，但硅浸出率最高也只有17%左右。從圖3(c)可以看出，隨著熟化溫度從220 ℃提高到310 ℃，酸解產(chǎn)物的TiO2的品位和回收率隨著溫度的升高而逐漸降低，說明在高溫條件下，部分金紅石型二氧化鈦與濃硫酸發(fā)生了反應(yīng)，導致熟化水洗產(chǎn)物的二氧化鈦品位降低。從圖3(d)可以看出，熟化溫度的提高可以促進雜質(zhì)的浸出，當熟化溫度從220 ℃提高到250 ℃時，鋁的浸出率能從48.3%提高到82.7%，鈣的浸出率從11.8%提高到23.4%，鎂的浸出率從77.6%提高到79.8%。繼續(xù)升高熟化溫度，雜質(zhì)的浸出率變化不大。由圖3(e)和圖3(f)可知，延長熟化時間能促進雜質(zhì)元素的浸出，當熟化時間超過2 h時雜質(zhì)的浸出變化不明顯且隨著酸解時間的延長，浸出渣的二氧化鈦回收率有所降低，說明熟化時間延長導致了部分鈦的溶解。因此，適宜的濃硫酸熟化條件如下：濃硫酸與改性細磨鈦渣酸礦比為1.7，熟化溫度為250 ℃，熟化時間為2 h，在此條件下，Al、Ca、Mg、Si 和Fe的浸出率分別為84.90%、 26.90%、 82.70%、12.03%和89.13%，TiO2品位和回收率為72.58%和42.41%。

圖3 不同酸解條件下鈦酸解行為及雜質(zhì)浸出規(guī)律Fig. 3 Leaching patterns of titanium acids and impurity elements under different acid digestion conditions

2.1.3 改性鈦渣濃硫酸酸解過程物相轉(zhuǎn)變規(guī)律

濃硫酸酸解渣物相衍射圖譜如圖4所示。從圖4可以看出，改性鈦渣經(jīng)過濃硫酸酸解后主要的衍射峰物相為金紅石、黑鈦石、鈣鎂硅酸鹽和硫酸氧鈦。金紅石相穩(wěn)定很難被硫酸分解，黑鈦石物相衍射峰相比改性渣的物相衍射峰大部分消失，這說明黑鈦石結(jié)構(gòu)在濃硫酸酸解過程中破壞，硫酸氧鈦物相衍射峰的出現(xiàn)進一步證明黑鈦石與硫酸反應(yīng)生成硫酸鹽和硫酸氧鈦。酸解渣經(jīng)過水洗浸出后所得物相可以看出，主要的衍射峰為金紅石相，硅酸鹽相和未分解徹底的黑鈦石相，相比酸解渣水洗渣中硫酸氧鈦物相衍射峰大部分消失，這說明通過硫酸酸解可以破壞改性鈦渣中的黑鈦石相，但硅酸鹽相很難脫除。

圖4 濃硫酸酸解渣物相XRD圖譜Fig. 4 XRD patterns of acid digest residue of concentrated sulfuric acid

2.2 酸解渣氟化氫銨浸出過程

2.2.1 氟化氫銨浸出熱力學

改性鈦渣經(jīng)濃硫酸熟化處理后，酸解渣水洗過濾后主要存在的物相為金紅石、未分解徹底的黑鈦石和硅酸鹽類物相，雜質(zhì)元素Ca和Si主要賦存于鈣鎂硅酸鹽中。這些物相與氟化氫銨可能發(fā)生的反應(yīng)及在25 ℃的標準吉布斯自由能如表3所示。

表3 改性鈦渣氟化氫銨浸出過程反應(yīng)方程式Table 3 Reaction equations of modified titanium slag by ammonium hydrogen fluoride leaching

從表3 可以看出，在25 ℃條件下，反應(yīng)(9)～(13)吉布斯自由能均為負值，這說明黑鈦石相和硅酸鹽相可以與氟化氫銨發(fā)生反應(yīng)，反應(yīng)(8)吉布斯自由能為正值，這說明金紅石相穩(wěn)定很難被氟化氫銨破壞結(jié)構(gòu)。這為選擇性脫除雜質(zhì)元素硅創(chuàng)造了有利條件。

2.2.2 氟化氫銨浸出過程鈦的酸解行為及雜質(zhì)脫除規(guī)律

圖5所示為液固比為10∶1時氟化氫銨浸出過程中NH4HF2質(zhì)量分數(shù)、浸出溫度以及浸出時間對浸出產(chǎn)物的二氧化鈦品位以及雜質(zhì)浸出率的影響。由圖5(a)可知，隨著NH4HF2質(zhì)量分數(shù)從5%增大到15%，浸出產(chǎn)物二氧化鈦的品位從77.60%提高到82.31%，但二氧化鈦的回收率隨NH4HF2質(zhì)量分數(shù)的增大而逐漸降低，當NH4HF2質(zhì)量分數(shù)高于15%時，浸出產(chǎn)物的二氧化鈦品位開始降低，說明在浸出過程中氟化氫銨可以與硫酸熟化-水洗渣中的含鈦物質(zhì)發(fā)生反應(yīng)從而導致鈦損失。從圖5(b)可以看出，NH4HF2浸出的脫硅效果很好，隨著NH4HF2質(zhì)量分數(shù)從2%增大到15%，浸出產(chǎn)物的硅浸出率從64.60%提高到97.33%，鋁的浸出率保持在27%左右，鐵的浸出率從10.21%提高到23.83%，繼續(xù)提高NH4HF2質(zhì)量分數(shù)，硅、鋁和鐵的脫除效果變化不大，說明NH4HF2浸出能有效地脫除浸出原料中的硅雜質(zhì)，但NH4HF2浸出對鈣和鎂雜質(zhì)的浸出效果很差，基本可以忽略。從圖5(c)可以看出，浸出溫度對浸出產(chǎn)物的鈦品位影響不大，升高浸出溫度可以使浸出產(chǎn)物的鈦品位出現(xiàn)小幅增大，但與常溫條件下浸出結(jié)果相比差異不大。從圖5(d)可以看出，升高溫度可以使浸出產(chǎn)物的雜質(zhì)浸出率出現(xiàn)小幅增大，但與常溫條件下浸出結(jié)果相比差異不大，說明在常溫條件下反應(yīng)也能達到理想的脫硅效果，因此，綜合考慮選擇浸出溫度為常溫。從圖5(e)和圖5(f)可以看出，當浸出時間從0.5 h延長至2 h后，浸出產(chǎn)物硅的浸出率從82.73%提高至97.33%，浸出產(chǎn)物二氧化鈦品位從77.83%提高至82.31%，鈦的回收率變化不大，繼續(xù)延長浸出時間，浸出產(chǎn)物的硅以及其他雜質(zhì)的浸出率變化不大。因此，適宜的氟化氫銨浸出條件如下：NH4HF2質(zhì)量分數(shù)為15%，液固比為10∶1，浸出時間為2 h，浸出溫度為25 ℃，在此條件下，Al、Ca、Mg、Si 和Fe 的浸出率分別為29.21%、2.25%、2.32%、98.01%和26.74%，TiO2品位和回收率分別為82.31%和89.60%。

2.2.3 氟化氫銨浸出過程物相轉(zhuǎn)變規(guī)律

圖6 所示為氟化氫銨浸出渣物相XRD 圖譜。從圖6可以看出，氟化氫銨浸出渣主要的衍射峰物相為金紅石和鈣鎂氟化鹽。金紅石相較穩(wěn)定，很難被氟化氫銨分解，殘余的黑鈦石物相衍射峰消失，這說明未反應(yīng)完黑鈦石物相在氟化氫銨浸出過程中發(fā)生分解，即反應(yīng)(9)～(12)發(fā)生。鈣鎂氟化鹽物相衍射峰的出現(xiàn)，說明鈣鎂硅酸鹽與氟化氫銨發(fā)生了反應(yīng)，即反應(yīng)(13)發(fā)生。

圖6 氟化氫銨浸出渣物相XRD圖譜Fig. 6 XRD patterns of leaching residue by ammonium hydrogen fluoride

2.3 氟化氫銨浸出渣鹽酸浸出過程

2.3.1 氟化浸出渣鹽酸浸出反應(yīng)熱力學

氟化氫銨浸出渣中的主要物相為金紅石相和鈣鎂氟化鹽，鈣鎂氟化鹽屬于雜質(zhì)類需要采用鹽酸才能脫除，氟化氫銨浸出渣與鹽酸可能發(fā)生的反應(yīng)如表4所示。由表4可知，在25 ℃下，氟化物相與鹽酸的浸出標準吉布斯自由能小于零，這表明在鹽酸浸出過程中可以有效脫除氟化鹽，即反應(yīng)(15)～(17)發(fā)生。金紅石相與鹽酸反應(yīng)的吉布斯自由能為正值說明反應(yīng)很難發(fā)生，即反應(yīng)(14)不與鹽酸發(fā)生反應(yīng)。

表4 氟化氫銨浸出渣鹽酸浸出過程反應(yīng)方程式Table 4 Reaction equations of ammonium hydrogen fluoride leaching residue by hydrochloric acid leaching

2.3.2 鹽酸浸出過程鈦的酸解行為及雜質(zhì)脫除規(guī)律

圖7所示為不同鹽酸浸出條件下鈦酸解及雜質(zhì)浸出規(guī)律。由圖7(a)和圖7(b)可知，隨著鹽酸質(zhì)量分數(shù)從5%提高到15%，浸出產(chǎn)物二氧化鈦品位從85.15%提高到94.62%，隨著鹽酸質(zhì)量分數(shù)的增大，二氧化鈦的回收率有降低的趨勢，主要雜質(zhì)元素鈣、鎂、鐵的浸出率增大，當鹽酸質(zhì)量分數(shù)高于15%時，雜質(zhì)浸出率變化不明顯，說明當鹽酸質(zhì)量分數(shù)達到15%時，雜質(zhì)的浸出反應(yīng)基本完全。由圖7(c)和圖7(d)可知，隨著浸出溫度從常溫升高到100 ℃，主要雜質(zhì)元素的浸出率均有提高，且浸出產(chǎn)物的二氧化鈦品位也從91.01%提高到94.62%，但隨著浸出溫度的升高，浸出產(chǎn)物的二氧化鈦回收率從95.8%降低到86.9%。這說明提高浸出溫度有利于雜質(zhì)鈣鎂等主要元素的浸出，但同時也會加大鈦的損失，而在常溫條件下，氟化氫銨浸出渣稀鹽酸浸出產(chǎn)物二氧化鈦品位達到90%以上，且鈣鎂雜質(zhì)質(zhì)量分數(shù)低于1.5%。由圖7(e)和圖7(f)可知，延長浸出時間可以促使浸出除雜反應(yīng)的進行。當浸出時間從1 h延長到3 h，浸出產(chǎn)物二氧化鈦品位從89.36%提高到93.14%，繼續(xù)延長浸出時間，產(chǎn)物的雜質(zhì)浸出率和二氧化鈦品位變化不大，但為了除雜反應(yīng)的充分進行，實驗選擇適宜的浸出時間為4 h。因此，適宜的酸浸條件如下：鹽酸質(zhì)量分數(shù)為15%，酸浸溫度為25 ℃，液固比為10∶1，酸浸時間為4 h，在此條件下，Al、Ca、Mg、Si 和Fe 的浸出率分別為91.24%、93.15%、92.89%、1.29%和70.12%。

圖7 不同鹽酸浸出條件下鈦酸解及雜質(zhì)浸出規(guī)律Fig. 7 Leaching patterns of titanium acid digestion and impurity elements under different hydrochloric acid leaching conditions

2.4 沸騰氯化爐料產(chǎn)品表征分析

改性電爐鈦渣在選定的最佳熟化條件下獲得的熟化產(chǎn)物，經(jīng)水洗過濾后進行NH4HF2浸出實驗，在最佳浸出條件下能獲得二氧化鈦品位為83%左右的富鈦料產(chǎn)品，獲得的產(chǎn)物在最佳稀鹽酸浸出條件下獲得的產(chǎn)品主要化學成分和粒度組成分析分別如表5和表6所示，最終產(chǎn)品的X射線衍射結(jié)果如圖8所示。

圖8 沸騰氯化爐料的XRD圖譜Fig. 8 XRD pattern of boiling chlorination charges

表5 沸騰氯化爐料的主要化學成分（質(zhì)量分數(shù)）Table 5 Main chemical composition of boiling chlorination charges%

表6 沸騰氯化爐料的粒度組成（質(zhì)量分數(shù)）Table 6 Particle size distribution of boiling chlorination charges%

由表5、表6 以及圖8 可知：改性鈦渣通過與濃硫酸反應(yīng)聯(lián)合用一段氟化氫銨二段稀鹽酸浸出可以獲得二氧化鈦品位達94.36%、鈣鎂總質(zhì)量分數(shù)低于0.5%的沸騰氯化爐料，但最終獲得的沸騰氯化爐料產(chǎn)品為人造金紅石，產(chǎn)品平均粒度低于100 μm，可通過后續(xù)的富集制粒過程提高產(chǎn)品的整體粒度達到沸騰氯化法生產(chǎn)鈦白原料要求。

3 結(jié)論

1)鈦渣高溫氧化焙燒改性后在選定的最佳濃硫酸熟化實驗條件為酸礦比1.7、熟化溫度250 ℃、熟化時間2 h；獲得的熟化產(chǎn)物經(jīng)水洗過濾后進行NH4HF2浸出實驗，最佳浸出條件為NH4HF2質(zhì)量分數(shù)15%、浸出溫度25 ℃、液固比10∶1、浸出時間2 h；獲得的產(chǎn)物經(jīng)稀鹽酸浸出，最佳浸出條件為鹽酸質(zhì)量分數(shù)10%、液固比10∶1、浸出溫度25 ℃、浸出時間4 h。

2) 在最優(yōu)實驗條件下獲得的浸出產(chǎn)品二氧化鈦品位達94.36%，雜質(zhì)鈣鎂總質(zhì)量分數(shù)低于0.5%的沸騰氯化爐料，該爐料平均粒度低于100 μm，可通過后續(xù)的富集制粒過程提高產(chǎn)品的整體粒度達到沸騰氯化法生產(chǎn)鈦白原料要求。