Processing of TiO2 from titanium-bearing blast furnace slag as titanium source

Procesamiento de TiO2 a partir de escoria de alto horno con titanio como fuente de titanio

El dióxido de titanio (TiO₂) se preparó mediante descomposición eficaz de escoria de alto horno con contenido en titanio (TBBFS) en un sistema de sales fundidas. El TiO₂ preparado se caracterizó por difracción de rayos X (DRX) y microscopía electrónica de barrido (MEB). Se consiguió una lixiviación casi completa del Ti cuando la TBBFS se llevó a cabo a 500 °C durante unas 3 h con una relación másica NaOH/TBBFS de 3:1 y una relación molar NaOH a NaF de 3:1. El patrón de DRX mostró que el producto que contenía titanio obtenido en condiciones óptimas era Na₂TiO₃. El tamaño medio del TiO₂ rutilo obtenido era de aproximadamente 1,0μm y el contenido alcanzaba el 99,23 %.

INTRODUCCIÓN

El TiO₂ ha atraído mucha atención debido a sus propiedades químicas y físicas superiores y a sus aplicaciones potenciales en la detección de gases, la fotocatálisis y las baterías de iones de litio [1-4]. En la región china de Panzhihua se ha depositado uno de los mayores minerales de magnetita de vanadio-titanio [5]. En la actualidad, aproximadamente el 53 % del Ti se concentra en la escoria de alto horno portadora de titanio (TBBFS) mediante el proceso de altos hornos de hierro, en la que la concentración de TiO₂ es del 19 % - 22 %.

Debido a las distribuciones dispersas de Ti en varias fases minerales, como titanaugita, perovskita y diópsido rico en Ti, la TBBFS es una de las escorias más difíciles de tratar. Por ejemplo, Sui et al [6] enriquecieron los componentes de Ti en la fase perovskita y el contenido de TiO₂ en la escoria puede aumentar hasta el 35 - 45 % en peso. Zhang et al [7] obtuvieron TiO₂ de cristal de rutilo mediante modificación a alta temperatura y la fracción másica de Ti en la fase de rutilo fue de aproximadamente 64 % en peso. Xiong et al [8] lixiviaron Ti a partir de TBBFS por el método del ácido sulfúrico y la eficiencia de la lixiviación fue de alrededor del 74 %.

En este trabajo, el propósito de la presente investigación es preparar TiO₂ mediante la descomposición eficiente de TBBFS en un sistema de sales fundidas. Además, se investiga la identificación y transformación de fases en el proceso de sales fundidas.

EXPERIMENTAL

En este estudio se utilizó TBBFS de Panzhihua Iron and Steel Corporation. La composición del TBBFS se indica en la Tabla 1.