三氧化鈦鑭開采涉及復雜的礦物提取與化學處理流程,其核心在于從富含稀土元素的礦石中分離出特定組分。常見原料來自獨居石或氟碳鈰礦等稀土礦物,這些礦床往往與其他金屬共生,需要重點關(guān)注礦石的選別處理,特別是通過重選、磁選等物理方法初步富集稀土元素。
化學浸出是關(guān)鍵步驟,通常采用濃硫酸(濃度98%)或鹽酸(濃度6mol/L)在高溫(200-300℃)條件下分解礦石,使鑭系元素轉(zhuǎn)入溶液。值得注意的是,三氧化鈦鑭作為復合氧化物,其形成需要嚴格控制鈦/鑭摩爾比(建議1:1.05),并在后續(xù)煅燒階段維持特定溫度曲線(800℃保溫4小時)。
分離提純環(huán)節(jié)需借助溶劑萃取技術(shù),常用P507萃取劑(2-乙基己基膦酸單酯)在pH值2.5-3.0條件下選擇性提取鑭離子,而鈦元素則通過調(diào)節(jié)溶液氧化還原電位(Eh值+0.8V以上)使其保持四價態(tài)留在水相。該過程對設(shè)備耐腐蝕性要求極高,推薦采用哈氏合金C276材質(zhì)反應釜。
最終產(chǎn)物需要通過X射線衍射(2θ角10-80°掃描)驗證晶體結(jié)構(gòu),同時檢測比表面積(BET法測量>15m2/g)和粒徑分布(激光粒度儀D50<500nm)?,F(xiàn)代開采工藝正逐步引入膜分離技術(shù),如納濾膜(截留分子量200Da)可有效降低酸堿消耗,使稀土回收率提升至92%以上。