타이타늄 철석으로부터 염산 침출에 의한 고순도 이산화 타이타늄 회수
Recovery of High Purity TiO2 Powder from Ilmenite by Hydrochloric Acid Leaching
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초록
타이타늄 철석은 이산화 타이타늄 제조를 위해 사용되는 주요 광석 중 하나이다. 순도 99.9% 이상의 이산화 타이타늄 제조를 위해, 타이타늄 철석에 존재하는 철(III), 규소(IV) 그리고 망간(II)과 같은 불순물로부터 타이타늄(IV)을 분리해야 한다. 본 논문에서는타이타늄 철석으로부터 염산 침출 및 고순도 타이타늄(IV) 용액으로부터 가수분해를 통해 고순도 이산화 타이타늄 습식 제련 공정을 조사했다. 타이타늄(IV), 철(III), 규소(IV) 그리고 망간(II)의 침출률에 대한 염산 농도, 광액농도 그리고 침출 시간에 따른 영향에 대해 조사했고 최적 침출 조건을 얻었다. 타이타늄(IV)을 가수분해하기 위한 중화제로 수산화암모늄 및 수산화나트륨 용액을 사용했다. 수산화 암모늄 용액으로 가수 분해된 침전물을 소성하여 아나타제상의 이산화 타이타늄을 얻었다. 타이타늄 철석으로부터고순도 이산화 타이타늄 분말 제조를 위한 습식 제련 공정이 개발 가능하다.
Abstract
Ilmenite is one of the principal ores for the production of titanium dioxide. To produce titanium dioxide with purity higher than 99.9% from ilmenite, Ti(IV) should be separated from the dissolved impurities such as Fe(III), Si(IV), and Mn(II) present in ilmenite. In this work, a hydrometallurgical process was investigated to recover pure titanium dioxide from ilmenite by HCl leaching followed by separation and hydrolysis of Ti(IV). An optimum leaching condition was obtained by investigating the effect of HCl concentration, pulp density, and leaching time on the leaching percentage of Ti(IV), Fe(III), Si(IV), and Mn(II). Ammonium hydroxide and sodium hydroxide solutions were employed as neutralizing agents to hydrolyze Ti(IV) from the stripping solution of Ti(IV). Titanium dioxide of the anatase phase was obtained by calcination of the hydrolyzed precipitates with NH4OH solution. A hydrometallurgical process can be developed to produce pure TiO2 powders from ilmenite.
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