1、http:/ 55%-65的硫酸，酸解反应在液相进行，反应温度为 130-140，反应时间为 12-16h,为了防止早期水解，酸比值（F）控制在 3-3.2，直接得到硫酸钛溶液。2.两相法采用 65%-80的硫酸，反应温度为 150-200，反应时间为 6-8h，F 值控制在 1.8-2. 2，加热至有沉淀析出为止，所得产物呈糊状，加水浸取后，生成悬浮溶液，反应率达 85一 90。3.固相法采用 80以上的硫酸，反应剧烈迅速，在 5-30min 内完成，反应最高温度达 250，由于硫酸的沸点为 338，所以能够适应这一要求。所得产物为固相物，然后加水浸取为溶液，控制 F 值在 1. 6-2.
2、0，最高酸解率可达 97。二、固相法酸解的优点液相法和两相法酸解的反应时间长，耗用硫酸多，钛铁矿的分解率低。与这两种方法比较，固相法具有下列优点：耗用硫酸量最少；反应最迅速，可减少加温时间，缩短生产周期，提高设备利用率和产量，节约燃料；酸解率最高；溶液 F 值比较低，有利于后期水解的进行；http:/ 3），它是一种弱酸弱碱盐，能与强酸反应，并能进行得比较完全。硫酸分解铁铁矿的反应一般认为是按下列反应式进行：酸解后生成的硫酸钛和硫酸氧钛之间的比例，由酸解条件而定，从反应式(1)、反应式(2)可以看出，每生成 lmol 的硫酸钛，需要 2mo1 的硫酸，而每生成 lmol 的硫酸氧钛，只需要 1
3、 mol 的硫酸。由此可见，硫酸过量得越多，越有利于反应的进行，且生成硫酸钛。四、有效酸在酸解产物浸取所得的钛液中，硫酸主要以三种形式存在：与钛结合的硫酸；与其他金属（主要是铁）结合的硫酸；未被结合，过剩的游离酸。由于无法单独测定与钛结合的酸和游离酸，只能测定这二者的总和，因此就把这两者的总和称为有效酸。有效酸=与铁结合的酸游离酸http:/ F 来表示：从公式看，游离酸、与钛结合酸和总 TiO2含量等三个因素会影响 F 值。但是 F 值只是一个酸比值，它在很多情况下，并不能说明一些本质的问题。例如，钛液经过浓缩或稀释后，其总 TiO2浓度和有效酸浓度变化了，但其性质和 F 值是保持不变的，溶
4、液中硫酸氧钛与硫酸钛的比值改变时，游离酸也随之而变，但是其 F 值却不会改变；有效酸的测定由于终点不够明显，也容易出现误差，因此 F 值只能作为生产参考，对其数值要结合工艺过程进行具体分析。F 值的高低，除了能显示钛液中钛的组成、能评价酸的效果与质量外，还会影响水解速率、水解率和水解产物偏钛酸的结构。六、固相法酸解所得钛液可用硫酸氧钛表达中，既有硫酸钛，也有硫酸氧钛。可以认为，如果全部是硫酸钛，则其 F 值应为 2. 45，再加上铁液中尚有一定量的游离酸，那么，其 F 值更应该大于 2. http:/ F 值，一般只有 1.6-2.0，其 F 值远远没有达到 2. 45，更没有超过 2.45，
5、因此铁液中硫酸钛的含量不会很多，而铁液的F 值2. 45 时，都说明其含量是以硫酸氧钛为主。固相法钛液的 F 值只有1.6-2.0，就可以用硫酸氧钛表达。在酸解反应的 200以上，反应物水和反应生成的水都已蒸发了，具备生成 Ti(S04)2的条件，但是用酸矿比为(1. 45-1. 55)：1，不足以将钛变成 Ti (S04） 2，所以在固相物中还存在 TiOS04。Ti (S04） 2只存在于固相物，一旦浸取遇水即水解生成 TiOS04，因此钛液的钛均以TiOS04的形式存在。七、与钛结合酸和游离酸的计算固相法酸解得的钛液，一般 F 值在 1.6-2. 0 之间，则 FOA 值就在 30. 4
6、5-63. 07之间。F 值每相差 0.1，则 FOA 值相差 8.15，使用 FOA 值来表示，更易于控制。http:/ 25的蒸馏水稀释到刚出现白色浑浊时，所需要蒸馏水的毫升数来表示：稳定性是衡量钛液质量好坏的重要指标。一般颜料级加压水解钛液的稳定性控制在 K350;常压水解钛液可以放宽到 K300。要是出现稳定性差的钛液，则会对钛白粉生产带来下列不良影响：钛液容易出现早期水解而生成胶体微粒悬浮于钛液中，造成沉降和压滤的困难，以至于影响产量的提高；钛液产生的含钛胶体微粒，最终要跟残渣一起沉降而被除掉，使钛的回收率降低；钛液属于非颜料级钛液，只能生产出低档的搪瓷钛白粉，这种钛白粉价格较低；钛
7、液后期水解所生成的偏钛酸，有一部分粒子较小，容易造成水洗穿滤流失，直至锻烧时从烟囱飘散不少，使回收率降低；这种钛液本身就已经产生早期水解而生成有胶体微粒，这种胶体微粒极易穿过滤层而存在于钛液中，到后期水解时，成为不良的结晶中心，使水解得到的偏钛酸粒子大小不均匀，容易吸附较多杂质，不仅使水洗时间延长而影响产量，还使产品带色影响白度。同时不规则的小颗粒多，还会造成锻烧时易烧结，而使产品的白度、消色力和分散性能降低，影响到产品的质量。http:/ 1mL,测得其稳定性为 400；若取同样的浓钛液1mL，再加人浓硫酸 1 滴，结果测得其稳定性为 450，说明多加酸其稳定性会提高。2.从水解的反应式(7
8、)、反应式(8)、反应式(9)可知，水是反应物，按化学反应规律，增加反应物会使反应向右进行，增加了水，就增加了反应物，就有利于水解的进行，而使钛液不稳定，说明水多没有好处。http:/ 1mL 钛液，在 12，K=500；在 25，K400；在65，K200；在 100，K=0。由此可见，温度上升，钛液的稳定性下降，加热对钛液的稳定性不利。综上所述，影响钛液稳定性差的主要原因是酸少、水多、加热。那么要提高钛液的稳定性，就必须针对钛液的酸度、浓度、温度这三个主要因素进行分析研究并加以控制。1酸度酸解用酸多既可提高钛液的稳定性，又可使酸解反应较完全而提高酸解率，但是用酸过多，既会增加硫酸的消耗，增
9、大钛白粉的生产成本，又会增大后工序钛液后期水解的困难，因为从水解反应式可知，酸多会使水解反应可逆，偏钛酸粒子难以长大，水解率降低，水洗时由于偏钛酸粒子细而出现穿滤流失造成损失。因此要权衡利弊，优化出一个既使钛液稳定，不至于出现早期水解，又要有利于后期水解的最佳用酸量。根据酸解反应式计算，要想得到稳定性高的硫酸钛，则要按反应式(1)反应，这样其酸矿比是 1. 932：1,也就是说，1 吨钛铁矿要用 1. 932 吨的硫酸；要想得到稳定性差的硫酸氧钛，则要按反应式(2)反应，这样其酸矿比是 1.29：1，也就是说，1 吨钛铁矿要用 1. 29 吨的硫酸。除此之外，其他化合物特别是铁的氧化物也要消耗
10、一定量的酸。一般来说，酸矿比越大，用酸越多，钛液就越稳定；酸矿比越小，用酸越少，钛液就越不稳定。从理论分析和实践应用证实，加压水解流程采用酸矿比在(1.50-1.60)：1 为最佳比值；常压水解流程采用的http:/ 为最佳比值。究竟采用多少才适宜，还要视钛铁矿的质量、工艺要求的酸度和浸取时是否加废酸及废酸加人量而定。2.浓度酸的浓度 使用硫酸的浓度和控制反应时硫酸的浓度，对铁液的稳定性影响较大。使用时硫酸其浓度大于 96时，酸解反应所得到的固相物硬实，多孔性差，浸出时很难溶解，所得钛液的稳定性会下降，当然酸解率也低；若使用的硫酸浓度小于 92，则酸解后的固相物不易固化，甚至呈糊状，反应不完全
11、，浸出所得的铁液稳定性也差，还会造成沉降等净化的困难，酸解率也不高。一般使用硫酸的浓度在 92-96之间为宜。现在很多厂家都摸索并掌握了浓酸反应的规律而直接采用 98的硫酸进行酸解。反应时硫酸的浓度大于 90%，则反应温度高，使反应初期的生成物在反应结束时已发生早期水解而使钛液不稳定；反应时硫酸的浓度小于 85，浸取所得铁液的稳定性也差，一般控制反应时硫酸的浓度在 85-90之间。实践证明，使用越浓的硫酸，反应时稀释的浓度要偏低限；使用较稀的硫酸，反应时稀释的浓度要偏高限。不过使用稀酸时，由于酸解加水较少，水与硫酸作用产生的热量少，常常需要用加蒸汽的方法来提高引发热，才能获得较好的酸解效果。钛
12、液的浓度 较少、钛液的 Ti02浓度较高，溶液不容易析出胶体颗粒，稳定性较好；水太多，浸取的浓度太低，则钛液不稳定，容易发生早期水解，同时对后期水解产物偏钛酸的颗粒大小和结构也会产生不良影响，还会增加浓缩的工作量。为此在加水浸取时，必须严格控制，相对密度一般控制在 1. 5-1. 55 之间，即总 Ti02含量要120g/Lo 为了减少水分，在将钛液结晶时，除去大部分硫酸亚铁的同时，也带走了大量的结晶水，使钛液的总 Ti02浓度得到提高，有利于钛液稳定性的提高。为了减少水分，还必须将钛液进行浓缩，使其继续除去一部分水，使总 Ti02 含量达到(2005) g/L（加压水解）或 215-http
13、:/ 温度上升，钛液的黏度下降，这对杂质颗粒的沉降有利，但是对钛液的稳定性却不利。因为温度过高，钛液的稳定性下降，会出现早期水解。钛液要采取负压蒸发浓缩的原因，一就是因为常压蒸发温度高，钛液稳定性下降，很快就会出现早期水解。而钛液水解的临界温度为 80，采用真空浓缩，沸点可以降低到 80以下，这样既保证了水分的大量蒸发，又保证了不会出现早期水解。由此可见，温度上升，钛液的稳定性下降，温度下降对钛液的稳定性有利。一般浸取时控制温度要小于 75，净化时控制温度在（60士 5）。若钛铁矿中三价铁含量高，其酸解浸取所得的钛液其稳定性会差一些。原因之一是三价铁含量高，其酸解反应放出的热量多，温度高，反应
14、剧烈，有时甚至出现冒锅现象，极容易出现早期水解而使钛液不稳定；原因之二是三价铁含量高，酸解反应本身就需要多消耗硫酸，况且制出的钛液需要很多铁屑（或铁粉）来将三价铁还原成二价铁，而多消耗铁屑还原，也需要多消耗硫酸，这些消耗的硫酸属于无效酸。在定量的酸中，无效酸多了，相对来说有效酸就少了，即游离酸少了，这样钛液的稳定性就会下降。影响钛液稳定性的三个因素作用顺序为：温度酸度浓度。在较低的温度和较弱的酸度下，浓度高，含水少，钛液较稳定；浓度低，含水多，钛液稳定性差。但是在温度高、酸度大的情况下，钛液浓度的高低影响钛液的稳定性居次要地位。在 80以下，钛液的稳定性随酸度的增大而提高。但是在 80以上甚至更高的温度下，酸度偏大的钛液也不稳定，也能进行热水解而生成偏钛http:/ 2、S0 3等气体能及时排出；锥底的分布板用铅或耐酸陶瓷制成，开孔的角度要保证压缩空气能均匀地吹到反应锅的四周而不留死角，好让固相物溶解完全，大型酸解锅的分布板常设计成泡罩形，有利于压缩空气分布均匀和防止杂物堵塞孔眼；放料阀既要耐温、耐腐蚀，又要能满足放料、通压缩空气、通蒸汽的功能；国内通常使用的容积为 12-50m3，国外一般为 90m3，引进国外的 3 套装置的容积都为 130m3，酸解每锅投矿为 27-30吨。酸解锅的高度（含锥底部分）是直径（圆柱部分）的两倍。锥底夹角 a 为60。酸解锅的构造如下图所示。
