Synthesis of TiO2 from Ilmenite ore using the molten salt method
LÊ THỊ VÂN ANH1,2*, TRẦN VŨ DIỄM NGỌC2, NGUYỄN THỊ THẢO2
1 Viện Khoa học và Công nghệ Mỏ – Luyện kim, 79 An Trạch, Đống Đa, Hà Nội
2 Viện Khoa học và Kỹ thuật Vật liệu, Đại học Bách khoa Hà Nội, số 01 Đại Cồ Việt, Hà Nội
*Email: vananh300398@gmail.com
Ngày nhận bài: 2/2/2023, Ngày duyệt đăng: 16/3/2023
TÓM TẮT
Đã nghiên cứu tổng hợp TiO2 từ tinh quặng ilmenit (chứa 80,48 % TiO2; 9,65 % SiO2; 4,84 % ZrO2; 1,36 % Fe2O3,… ) bằng phương pháp kiềm nóng chảy. Tinh quặng Ilmenit được khảo sát trong quá trình thiêu kiềm với các chế độ: tỉ lệ NaOH/ilmenit (0,9 – 1,2), nhiệt độ (500 – 650 oC) trong 60 phút. Kết quả nghiên cứu cho thấy hiệu suất thiêu đạt kết quả cao nhất là 95 % khi tỉ lệ NaOH/ilmenit là 1,1/1,0 ở nhiệt độ 550 oC trong 60 phút. Thiêu phẩm sau đó được hòa tách trong nước tạo thành H2TiO3 và một số tạp chất hòa tan vào nước được loại bỏ các chất tan. Hợp chất rắn tiếp tục được hòa tách trong axit HCl và khảo sát ở các chế độ như: nồng độ axit (10 – 25 %), nhiệt độ (25 – 80 oC), thời gian (45 – 90 phút). Hòa tách trong axit HCl có nồng độ 20 % ở nhiệt độ 60 oC trong thời gian 60 phút đạt hiệu suất tối đa là 97 %. Kết thúc quá trình, dung dịch hòa tách được thủy phân ở 100 oC thu được kết tủa TiO(OH)2, kết tủa được nung ở 900 oC trong 120 phút, sản phẩm đạt 92 % TiO2.
Từ khoá: tinh quặng ilmenit, titan đioxit, kiềm nóng chảy.
ABSTRACT
In this study, the titanium dioxide was synthesized from ilmenite ore concentrate (containing 80,48 % TiO2; 9,65 % SiO2; 4,84 % ZrO2; 1,36 % Fe2O3,…) using the molten alkali method. The alkali roasting process was investigated under various conditions: NaOH/ilmenite mass ratio (0.9 – 1.2), reaction temperature from 500 to 650 oC for 60 minutes. These experimental results showed that the highest roasting efficiency was 95 % when NaOH/ilmenite ratio was 1,1/1,0 at a temperature of 550 oC for 60 minutes. The roasted product was then leached in water to form H2TiO3 solid and remove soluble impurities. The solid was further leached in HCl acid under different conditions: acid concentration (10 – 25 %), temperature (25 – 80 oC), time (45 – 90 minutes). The highest leaching efficiency of 97 % was achieved under the condition of 20 % acid concentration at a temperature of 60 oC for 60 minutes. At the end of the process, the leached solution was hydrolyzed at 100 oC, resulting in a precipitate that was calcined at 900 oC for 120 minutes, producing a product with 92 % TiO2.
Keywords: ilmenite, titan dioxide, molten alkali method.
