赤泥硫酸銨焙燒浸出液水解制備偏鈦酸的研究

潘思呈，徐紅彬，張紅玲，董玉明，張宏軍，婁太平

（1.東北大學(xué)，遼寧沈陽(yáng) 110819；2.中國(guó)科學(xué)院綠色過(guò)程與工程重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，北京 100190；3.中國(guó)科學(xué)院過(guò)程工程研究所戰(zhàn)略金屬資源綠色循環(huán)利用國(guó)家工程研究中心，北京 100190；4.中國(guó)科學(xué)院大學(xué)，北京 100049；5.甘肅錦世化工有限責(zé)任公司，甘肅張掖 734500）

赤泥是氧化鋁行業(yè)產(chǎn)生的一種大宗固體廢棄物［1］，根據(jù)鋁土礦類型和生產(chǎn)工藝不同，生產(chǎn)1 t氧化鋁會(huì)產(chǎn)生0.6～2.5 t赤泥。據(jù)統(tǒng)計(jì)，中國(guó)赤泥每年的排放量超過(guò)1億t，累計(jì)堆存量超過(guò)10億t［2］。由于赤泥細(xì)小且具有強(qiáng)堿性，常用的筑壩堆存處置方式存在較大的安全隱患和環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)［3］，亟待更多的赤泥處置方法來(lái)減少這些風(fēng)險(xiǎn)。赤泥中富含多種有價(jià)金屬元素，如鋁、鐵、鈉、鈦、鈧、釩、釔等，是一種可綜合利用的二次資源。其中，赤泥中二氧化鈦（TiO2）的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為1.9%～21.2%［4］，具有較高的提取利用價(jià)值。

目前，赤泥提鈦方法已有較多報(bào)道，主要分為兩類：濕法提鈦和火法-濕法聯(lián)合提鈦［5］。研究表明，直接酸浸可有效回收赤泥中的鈦，且浸出率較高［6］，但是直接酸浸提鈦的條件通常較為苛刻，控制不當(dāng)將直接影響鈦的浸出。另外，酸浸液中其他有價(jià)金屬元素難以分離，且易產(chǎn)生大量含酸廢液［7］?；鸱?濕法聯(lián)合提鈦是指在酸浸前對(duì)赤泥進(jìn)行焙燒預(yù)處理，使其礦物結(jié)構(gòu)發(fā)生改變，提高浸出選擇性，然后再通過(guò)酸浸提鈦。在提取鈦的同時(shí)，其他有價(jià)金屬元素也得到富集［8］。然而，火法-濕法聯(lián)合提鈦工藝存在流程長(zhǎng)、能耗高、尾渣量大等問(wèn)題，至今尚未實(shí)現(xiàn)工業(yè)化應(yīng)用。

針對(duì)赤泥提鈦存在的技術(shù)難題，中國(guó)科學(xué)院過(guò)程工程研究所提出了赤泥硫酸銨焙燒-水浸法同步回收赤泥中有價(jià)金屬的技術(shù)路線［9］。該方法以硫酸銨為分解劑，通過(guò)低溫焙燒酸解，將赤泥中的鈦轉(zhuǎn)化為可溶性硫酸鹽，然后通過(guò)水浸法將鈦轉(zhuǎn)移至浸出液中，從而實(shí)現(xiàn)鈦的高效提取。然而，在低溫焙燒酸解過(guò)程中，赤泥中的其他有價(jià)金屬如鐵、鋁、鈉等也會(huì)進(jìn)入溶液，導(dǎo)致浸出液成分復(fù)雜。同時(shí)，浸出液中含大量銨根（NH4+）和硫酸根（SO42-），導(dǎo)致其穩(wěn)定性較差。因此，如何高效分離與回收赤泥硫酸銨焙燒浸出液中的鈦是該技術(shù)實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用的關(guān)鍵。

目前，從酸性浸出液中分離回收鈦的方法主要有溶劑萃取法和水解沉淀法［1］。溶劑萃取法具有選擇性高、分離效果好的優(yōu)點(diǎn)，已被廣泛應(yīng)用于酸浸液中鈦的提純與分離［10］。溶劑萃取法通常在低溫下操作，而赤泥硫酸銨焙燒浸出液的低溫穩(wěn)定性較差，在萃取過(guò)程會(huì)發(fā)生結(jié)晶或沉淀反應(yīng)，影響鈦的分離［11］。水解沉淀法具有工藝簡(jiǎn)單、過(guò)程易于控制等優(yōu)勢(shì)，已實(shí)現(xiàn)工業(yè)化應(yīng)用。然而，現(xiàn)有的水解技術(shù)主要圍繞高濃度的鈦液體系［12］，而硫酸銨焙燒浸出液（NH4+-SO42--Al3+-Fe3+-Na+-Ti4+）為低濃度的復(fù)雜體系，水解沉淀法不適用于赤泥硫酸銨焙燒浸出液體系。因此，有必要深入研究赤泥硫酸銨焙燒浸出液中鈦的選擇性水解。

通過(guò)將浸出液中三價(jià)鐵離子（Fe3+）轉(zhuǎn)化為二價(jià)鐵離子（Fe2+），然后控制水解條件實(shí)現(xiàn)赤泥硫酸銨焙燒浸出液中四價(jià)鈦離子（Ti4+）的選擇性水解，進(jìn)而得到鈦沉淀產(chǎn)物。通過(guò)電感耦合等離子體發(fā)射光譜儀（ICP-OES）、X射線衍射儀（XRD）、紅外光譜分析儀（FT-IR）、掃描式電子顯微鏡（SEM）、激光粒度儀等表征手段研究了還原鐵粉添加比、水解溫度、水解時(shí)間、終點(diǎn)pH、晶種添加量等因素對(duì)Ti4+水解行為的影響，并對(duì)沉淀產(chǎn)物進(jìn)行了分析表征。本工作為低濃度復(fù)雜體系鈦的分離與回收提供技術(shù)基礎(chǔ)與理論依據(jù)。

1 實(shí)驗(yàn)

1.1 實(shí)驗(yàn)原料與試劑

將河南某氧化鋁廠生產(chǎn)的赤泥與硫酸銨進(jìn)行混合、焙燒、浸出，得到實(shí)驗(yàn)所需的原料液［9］。表1為赤泥硫酸銨焙燒熟料浸出液的化學(xué)組成，由表1可知，赤泥硫酸銨焙燒浸出液主要成分為Ti4+、Fe3+、Al3+、Na+、SO42-、NH4+等，浸出液中鈦含量遠(yuǎn)低于工業(yè)鈦液，且浸出液中NH4+、Fe3+、Al3+及SO42-含量偏高。在常溫狀態(tài)下，赤泥硫酸銨焙燒浸出液中存在結(jié)晶現(xiàn)象導(dǎo)致其低溫穩(wěn)定性較差。根據(jù)硫酸法制備鈦白粉的工藝條件，并結(jié)合浸出液的主要組成，得出赤泥硫酸銨焙燒浸出液中酸比值（F）為20.35，鐵鈦質(zhì)量比為3.73，pH約為1。

表1 赤泥硫酸銨焙燒熟料浸出液的化學(xué)組成Table 1 Chemical compositions of leaching solution of roasted mixture of red mud and ammonium sulfate

1.2 實(shí)驗(yàn)方法

取一定量的硫酸氧鈦溶于80 ℃去離子水中制得Ti4+質(zhì)量濃度為50 g/L的硫酸氧鈦溶液，待溶解完畢后升溫至沸騰，保持沸騰狀態(tài)10 min，然后在95 ℃下保溫，當(dāng)晶種穩(wěn)定性在90～140 mL時(shí)，制得晶種［13］。

首先在通入氮?dú)獾臈l件下將赤泥硫酸銨焙燒浸出液加熱至65 ℃；然后加入還原鐵粉，攪拌20 min，使浸出液中的Fe3+充分還原為Fe2+；加入氨水調(diào)節(jié)浸出液pH，隨后添加晶種并升溫至設(shè)定溫度后進(jìn)行水解，水解過(guò)程不斷調(diào)節(jié)浸出液pH；水解結(jié)束后，進(jìn)行固液分離，得到偏鈦酸顆粒和水解母液。

采用ICP-OES測(cè)試浸出液、水解母液中鈦、鐵含量；采用激光粒度分析儀測(cè)量偏鈦酸的粒徑；采用XRD、FT-IR表征分析偏鈦酸的物相組成與結(jié)構(gòu)；采用SEM分析偏鈦酸的表觀形貌；采用熱重-差熱分析法（TG-DTA）分析偏鈦酸的熱分解過(guò)程。

根據(jù)公式（1）和（2）計(jì)算鈦的水解率及鐵的損失率。

式中：ηTi、ηFe分別為鈦的水解率和鐵的損失率，%；C0Ti、C1Ti分別為水解前后溶液中鈦的質(zhì)量濃度，g/L；C0Fe、C1Fe分別為水解前后溶液中鐵的質(zhì)量濃度，g/L；V0、V1分別為水解前后溶液體積，L。

根據(jù)公式（3）和（4）計(jì)算還原鐵粉添加比及晶種添加量。

式中：R為還原鐵粉添加比；A為晶種添加量，%；m鐵粉為還原鐵粉添加量，g；m理論為浸出液中Fe3+全部還原為Fe2+所需的還原鐵粉理論量，g；mTi晶種為加入晶種溶液的鈦量，g；mTi浸出液為浸出液中的總鈦量，g。

2 結(jié)果與討論

2.1 赤泥硫酸銨焙燒浸出液中鈦的水解

2.1.1 還原劑添加量對(duì)鈦水解率的影響

以還原鐵粉為還原劑，在水解溫度為140 ℃、水解時(shí)間為3 h、水解終點(diǎn)pH=2.0的條件下，考察還原鐵粉添加比對(duì)鈦水解率及鐵損失率的影響，結(jié)果如圖1所示。由圖1可知，增大還原鐵粉添加比，鈦水解率升高，溶液中鐵損失率降低。當(dāng)還原鐵粉添加比為1時(shí)，鈦的水解率達(dá)96.98%，鐵損失率為3.28%。由分析可知，赤泥硫酸銨焙燒浸出液中Fe3+和Ti4+在水解條件下分別形成黃銨鐵礬和偏鈦酸，同時(shí)釋放出H+。因此，F(xiàn)e3+和Ti4+的水解過(guò)程存在競(jìng)爭(zhēng)關(guān)系，使得Ti4+的水解率受Fe3+濃度影響［14］。此外，Ti4+水解形成的偏鈦酸粒子比表面積較大，黃銨鐵礬易吸附在偏鈦酸粒子的表面上，作為不良結(jié)晶位點(diǎn)，抑制偏鈦酸的成核過(guò)程及Ti4+的水解過(guò)程［15］。隨著還原鐵粉添加比的增大，溶液中Fe3+濃度降低，F(xiàn)e3+對(duì)Ti4+水解的影響減弱，從而提高了鈦水解率。但是，當(dāng)還原鐵粉添加比為1.1時(shí)，鈦水解率急劇下降，這主要是因?yàn)檫^(guò)量的還原鐵粉將浸出液中的Ti4+還原為Ti3+，從而造成浸出液中鈦水解率的降低［16］。

圖1 還原鐵粉添加比對(duì)鈦水解率及鐵損失率的影響Fig.1 Effect of addition ratio of reduced iron powder on hydrolysis efficiency of Ti and loss ratio of Fe

圖2為不同還原鐵粉添加比下鈦水解產(chǎn)物的XRD譜圖。由圖2可知，當(dāng)還原鐵粉添加比小于0.6時(shí)，水解生成的產(chǎn)物中含有明顯的黃銨鐵礬衍射峰（PDF#26-1014），推測(cè)在水解過(guò)程中，F(xiàn)e3+與鈦共同水解使得產(chǎn)物中雜質(zhì)較多；當(dāng)還原鐵粉添加比為0.8及以上時(shí)，黃銨鐵礬的雜質(zhì)峰消失；當(dāng)還原鐵粉添加比為1.0時(shí)，在2θ=17°及2θ=28.54°處出現(xiàn)了一些歸屬于Fe2+的水解聚合物的雜峰；當(dāng)還原鐵粉添加比為1.1時(shí)，根據(jù)離子還原順序得知，體系中不存在Fe3+，同時(shí)XRD譜圖中未檢測(cè)出明顯的雜質(zhì)峰，這可能是因?yàn)殡s質(zhì)含量較少，雜質(zhì)衍射峰被遮蓋，因而檢測(cè)不出相應(yīng)的雜質(zhì)衍射峰。以上結(jié)果說(shuō)明，還原鐵粉的添加可以有效降低水解產(chǎn)物中鐵的含量，提高水解反應(yīng)中選擇性分離鈦的效果，因此最佳的還原鐵粉添加比為1。

圖2 不同還原鐵粉添加比下鈦水解產(chǎn)物的XRD譜圖Fig.2 XRD patterns of titanium hydrolysates with different addition ratios of reduced iron powder

2.1.2 水解溫度對(duì)鈦水解率的影響

在水解終點(diǎn)pH=2.0、還原鐵粉添加比為1、水解時(shí)間為3 h的條件下，考察水解溫度對(duì)鈦水解率的影響，結(jié)果如圖3所示。由圖3可知，隨著水解溫度的升高，鈦水解率也隨之升高。鈦水解反應(yīng)過(guò)程是吸熱過(guò)程，當(dāng)水解溫度為110 ℃時(shí)，鈦的水解率為36.68%。這是因?yàn)楫?dāng)溫度較低時(shí)，溶液中分子間的有效碰撞行為較緩和，能量不易聚集到結(jié)晶中心，使得Ti4+水解過(guò)程中的形核生長(zhǎng)期較長(zhǎng)，導(dǎo)致鈦水解速率較低［17］。當(dāng)水解溫度達(dá)到140 ℃時(shí)，溶液處于微沸狀態(tài)，在此溫度下，鈦水解率達(dá)86.43%。這主要是因?yàn)樯邷囟群螅芤褐辛Ｗ娱g的無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)速率加快，反應(yīng)活化分子數(shù)量增加，提高了Ti4+與H2O的有效碰撞，加快了晶體形核速率，使得鈦水解率提高。繼續(xù)升高溫度，沸騰加劇，鈦水解率仍繼續(xù)增大，但升高幅度不大。因此，最佳水解溫度為140 ℃。

圖3 水解溫度對(duì)鈦水解率的影響Fig.3 Effect of hydrolysis temperature on hydrolysis efficiency of Ti

2.1.3 水解時(shí)間對(duì)鈦水解率的影響

在終點(diǎn)pH=2.0、水解溫度為140 ℃、還原鐵粉添加比為1的條件下，考察水解時(shí)間對(duì)鈦水解率的影響，結(jié)果如圖4所示。由圖4可知，隨著水解時(shí)間的延長(zhǎng)，鈦的水解率逐漸升高。根據(jù)文獻(xiàn)［18］報(bào)道，硫酸鈦液的水解過(guò)程包括3個(gè)階段：晶核形成階段、晶核成長(zhǎng)與沉淀形成階段、偏鈦酸粒子凝聚沉析階段。當(dāng)水解時(shí)間為1 h時(shí)，鈦水解率僅為44.06%，但水解速率較高，此時(shí)鈦的水解處于晶體形核階段，在此階段，反應(yīng)自發(fā)生成晶核，其他Ti4+以晶核為中心生長(zhǎng)，鈦水解率不斷增大；當(dāng)水解時(shí)間為2～3 h時(shí)，水解率最高達(dá)87.23%，但水解速率有所減緩，此階段主要為偏鈦酸的長(zhǎng)大與凝聚階段，水解粒子的生長(zhǎng)降低了其表面活性［19］，導(dǎo)致水解速率降低；繼續(xù)延長(zhǎng)水解時(shí)間至6 h，鈦水解率緩慢提高至93.92%，此階段以偏鈦酸的團(tuán)聚為主。因此，最佳水解時(shí)間為4 h。

圖4 水解時(shí)間對(duì)鈦水解率的影響Fig.4 Effect of hydrolysis time on hydrolysis efficiency of Ti

2.1.4 終點(diǎn)pH對(duì)鈦水解率的影響

在水解溫度為140 ℃、水解時(shí)間為4 h、還原鐵粉添加比為1的條件下，考察終點(diǎn)pH對(duì)鈦水解率的影響，結(jié)果如圖5所示。由圖5可知，提高水解終點(diǎn)的pH，鈦水解率逐漸增大，當(dāng)終點(diǎn)pH為2.0時(shí)，鈦水解率達(dá)到96.34%，繼續(xù)提高終點(diǎn)pH，鈦水解率下降。當(dāng)終點(diǎn)pH由1.6調(diào)節(jié)至2.0時(shí)，水解率逐漸上升，這是由于Ti4+水解是羥基的脫氫聚合過(guò)程，隨著水解反應(yīng)的進(jìn)行，體系中H+含量增加，使得水解體系的酸度增大，從而抑制水解反應(yīng)的進(jìn)行，因此提高pH可以促進(jìn)Ti4+水解反應(yīng)向正方向進(jìn)行。當(dāng)繼續(xù)提高水解終點(diǎn)pH至2.4時(shí)，鈦水解率逐漸降低，這是由于赤泥硫酸銨焙燒浸出液成分復(fù)雜，且Al3+、Fe2+等雜質(zhì)濃度較高，鈦、鐵水解反應(yīng)平衡常數(shù)分別為KTi=1×1015、KFe=0.25×1024，在實(shí)際水解過(guò)程中，較高pH下均可發(fā)生沉淀反應(yīng)［14］，且KFe遠(yuǎn)大于KTi，所以隨著pH升高，F(xiàn)e優(yōu)先發(fā)生水解沉淀，在一定程度上阻礙了Ti4+的水解反應(yīng)，導(dǎo)致鈦水解率下降［20］。因此，最佳終點(diǎn)pH為2.0。

圖5 終點(diǎn)pH對(duì)鈦水解率的影響Fig.5 Effect of end point pH on hydrolysis efficiency of Ti

2.1.5 晶種添加量對(duì)鈦水解率的影響

在終點(diǎn)pH為2.0、水解溫度為140 ℃、水解時(shí)間為4 h、還原鐵粉添加比為1的條件下，考察晶種添加量對(duì)鈦水解率的影響，結(jié)果如圖6所示。由圖6可知，隨著晶種添加量的升高，Ti4+水解率也呈上升趨勢(shì)。晶種的加入降低了偏鈦酸的生長(zhǎng)活化能，即隨著水解反應(yīng)的進(jìn)行，水解產(chǎn)物直接以晶種為反應(yīng)中心進(jìn)行結(jié)晶聚合并長(zhǎng)大，減少了反應(yīng)體系中自生晶種所需的生長(zhǎng)活化能，因此添加晶種可誘導(dǎo)水解反應(yīng)的進(jìn)行。當(dāng)晶種添加量在0～5%時(shí)，鈦水解率增加較為緩慢；當(dāng)晶種添加量超過(guò)5%時(shí)，鈦水解率升高的幅度較快；當(dāng)晶種添加量超過(guò)9%時(shí)，鈦水解率維持在95%。分析可知，當(dāng)加入晶種過(guò)少時(shí)，晶體誘導(dǎo)中心不足，水解過(guò)程還需要依靠自身反應(yīng)形成的結(jié)晶中心，導(dǎo)致水解反應(yīng)過(guò)程較慢，水解率偏低。因此，最佳的晶種添加量為9%。

圖6 晶種添加量對(duì)鈦水解率的影響Fig.6 Effect of additive amount of seed on hydrolysis efficiency of Ti

2.2 最優(yōu)水解產(chǎn)物分析表征

圖7為最優(yōu)水解條件（水解溫度為140 ℃、水解時(shí)間為4 h、還原鐵粉添加比為1、終點(diǎn)pH=2.0）下所得產(chǎn)物的XRD譜圖。由圖7可知，水解所得沉淀產(chǎn)物的衍射峰較寬，衍射強(qiáng)度較低，表明偏鈦酸的結(jié)晶度較低，對(duì)比標(biāo)準(zhǔn)卡片（PDF#00-001-0562）可以看出產(chǎn)物具有銳鈦礦晶型結(jié)構(gòu)。這是由于在硫酸氧鈦溶液體系中，水解初期所生成的偏鈦酸具有銳鈦型微晶結(jié)構(gòu)，隨著水解反應(yīng)的進(jìn)行，偏鈦酸在硫酸根的作用下加速凝聚并沉降析出，造成水解過(guò)程中偏鈦酸的聚集速率大于結(jié)晶速率，導(dǎo)致新生成的偏鈦酸粒子不能均勻地在初始晶核上沉析，使得水解產(chǎn)生的偏鈦酸呈現(xiàn)銳鈦礦結(jié)構(gòu)但結(jié)晶度較低［21-22］。

圖7 Ti水解產(chǎn)物的XRD譜圖Fig.7 XRD patterns of hydrolysate of Ti

圖8為最優(yōu)水解條件下所得產(chǎn)物的SEM照片。由圖8看出，水解產(chǎn)物主要由直徑為0.5～1 μm的球狀體顆粒及當(dāng)量直徑為1～3 μm的有棱角、不規(guī)則團(tuán)聚塊狀聚集體構(gòu)成。團(tuán)聚現(xiàn)象的出現(xiàn)是由于在水解反應(yīng)過(guò)程中，浸出液中的雜質(zhì)離子使偏鈦酸粒子在成核過(guò)程中產(chǎn)生晶面缺陷，導(dǎo)致新的晶體以此為中心生長(zhǎng)，進(jìn)而發(fā)生團(tuán)聚［23-24］。

圖8 Ti水解產(chǎn)物的SEM照片F(xiàn)ig.8 SEM image of hydrolysate of Ti

圖9為最優(yōu)水解條件下所得產(chǎn)物的紅外光譜圖。由圖9可知，在3 400 cm-1附近存在一個(gè)不對(duì)稱的寬峰歸屬于Ti—OH的—OH伸縮振動(dòng)，1 630 cm-1處的峰歸屬于水的—OH彎曲振動(dòng)，1 055 cm-1處的峰為自由HSO4-的譜峰，1 120 cm-1處的峰為化學(xué)吸附的SO42-伸縮振動(dòng)峰，568 cm-1處存在一個(gè)不對(duì)稱的寬峰歸屬于無(wú)定型的Ti—O結(jié)構(gòu)［25］。由此可以推測(cè)，水解產(chǎn)物具有偏鈦酸結(jié)構(gòu)，且存在一些吸附殘留的硫酸。

圖9 Ti水解產(chǎn)物的紅外光譜圖Fig.9 FT-IR spectrum of hydrolysate of Ti

圖10 為最優(yōu)水解條件下所得產(chǎn)物的TG-DTA曲線。由圖10可以看出，水解產(chǎn)物偏鈦酸的質(zhì)量損失分為3個(gè)階段。第一階段為30～120 ℃，此階段處于100 ℃左右的低溫段，質(zhì)量損失為偏鈦酸產(chǎn)物快速脫去吸附水所致，120 ℃的DTA曲線上也呈現(xiàn)出較強(qiáng)的吸熱峰，該階段質(zhì)量損失約為4.3%；第二階段為120～530 ℃，質(zhì)量損失約為8.7%，失重主要原因?yàn)闅溲趸锩摿u基分解［26］；第三階段為530～800 ℃，質(zhì)量損失約為6.4%，失重主要原因?yàn)樗猱a(chǎn)物中硫酸根的分解，該階段的DTA曲線也呈現(xiàn)出較為明顯的吸熱峰，同時(shí)該階段還伴隨著水解產(chǎn)物晶體由無(wú)定型轉(zhuǎn)變?yōu)殇J鈦礦晶相的過(guò)程［27-28］。綜合以上分析，確定產(chǎn)物中的吸附水、結(jié)晶水、SO42-與TiO2的質(zhì)量比為0.55∶1.1∶0.8∶10，根據(jù)質(zhì)量比推測(cè)水解產(chǎn)物的主要分子式為TiO2·0.7H2O·0.08SO3。

圖10 Ti水解產(chǎn)物的TG-DTA曲線Fig.10 TG-DTA curves of hydrolysate of Ti

3 結(jié)論

本文探究了赤泥硫酸銨焙燒浸出液中鈦選擇性水解生成偏鈦酸的過(guò)程，采用ICP-OES考察了不同水解條件對(duì)鈦水解率的影響，并通過(guò)FT-IR、XRD、SEM、TG-DTA等表征方法分析了偏鈦酸產(chǎn)物的結(jié)構(gòu)特征，具體結(jié)論如下：1）還原鐵粉的添加可以有效分離水解產(chǎn)物中的鐵雜質(zhì)，提高產(chǎn)物的純度，實(shí)現(xiàn)浸出液中鈦的有效分離回收。2）赤泥硫酸銨浸出液選擇性水解生成偏鈦酸的最優(yōu)水解工藝：還原鐵粉添加比為1、水解溫度為140 ℃、水解時(shí)間為4 h、終點(diǎn)pH=2.0、晶種添加量為9%，此時(shí)水解率可以達(dá)到95%。3）水解產(chǎn)物是結(jié)晶度低的銳鈦礦晶型偏鈦酸；水解產(chǎn)物形貌呈不規(guī)則的圓形球體及塊狀聚集體；熱分解過(guò)程主要分為3個(gè)階段，分別為吸附水的蒸發(fā)、結(jié)晶水的蒸發(fā)以及脫硫反應(yīng)，偏鈦酸吸附有一定量的硫酸鹽，其組成為TiO2·0.7H2O·0.08SO3。