年产5万吨硫酸法钛白粉生产工艺设计可行性方案.doc

年产5万吨硫酸法钛白粉生产工艺设计可行性方案摘要本设计介绍了钛白粉的性质、用途、发展趋势、及各种钛白粉的生产方法并做相应的比较,最终采用目前国内普遍使用并且技术比较成熟的酸解法。本设计的目的是完成年产5万吨酸解法钛白粉(金红石型)生产工艺设计,其中包括工艺流程设计、物料衡算、能量衡算、主要设备的选型、生产过程中的三废处理以及废副产品的利用。关键词:钛白粉;硫酸法;水解;工艺计算目录第1章概述 10第2章酸解法钛白粉生产工艺流程设计及主要工段介绍 [12] 15第3章酸解法生产钛白粉的工艺计算 (以生产1吨100%TiO2计) (以生产1吨100%TiO2计) 23第4章主要设备计算及选型 27第5章污染物治理及废副产品的利用 30第6章车间布置说明 31致谢 32参考文献 33附录 ,化学性质稳定,在一般情况下与大部分物质不发生反应。在自然界中二氧化钛有三种结晶:板钛型、锐钛和金红石型。板钛型属不稳定晶型,无工业利用价值;锐钛型(Anatase,简称A型)和金红石型(Rutile,简称R型)都具有稳定的晶格,是重要的白色颜料和瓷器釉料。与其他白色颜料相比,有优越的白度、着色力、遮盖力、耐候性、耐热性、和化学稳定性,特别是没有毒性。在二氧化钛晶体结构中,一个钛粒子被六个氧粒子所包围,而四价钛粒子与二价氧粒子之间又有很强的结合力。这种晶体特性决定了二氧化钛具有较强的化学稳定性,微溶于碱和热硝酸,只有在长时间煮沸下才能完全溶于浓硫酸和氢氟酸。若没有还原剂存在,即使在1800℃的高温下也不与氯气作用。二氧化钛不溶于水,对酸的作用很弱,只有在高温和长时间煮沸下才溶于氢氟酸和浓硫酸,能微溶于碱,与强碱或碱金属碳酸盐熔融可转化为微溶于酸的钛酸盐。以下是相关的反应式:TiO2+6HF→H2TiF6+2H2OTiO2+2H2SO4→Ti(SO4)2+2H2OTiO2+H2SO4→TiSO4+H2OTiO2+2KHSO4→Ti(SO4)2+K2SO4+H2O高温下,若有还原剂(如碳)存在,二氧化钛能被氯气氯化成四氯化钛。反应式如下:TiO2+2C+2Cl4→TiCl4+2CO二氧化钛与金属钠反应,可生成Ti2O3、TiO和钛酸钠。在不同的条件下,二氧化钛与碳作用,分别生成Ti2O3和TiC,钛白粉为二氧化钛多晶型化合物,它有两种晶型:金红石型为细长成双的晶体,每个晶包的两个氧化钛分子以两个棱边相连,结构密度大,折射率高,遮盖性好;锐钛晶型为八面体结构,氧位于八面体的顶角,每个锐钛型晶包含有四个二氧化钛分子,与八个棱边相接,结构松,易磨细,粘度小反射带蓝光,白度高,遮盖力较差,可根据要求在制造乳胶浆时调节两种晶型的比例。、塑料、橡胶、油墨、纸张、化纤、陶瓷、日化、医药、食品等行业。涂料行业是钛白粉的最大用户,特别是金红石型钛白粉,大部分被涂料工业所消耗。用钛白粉制造的涂料色彩鲜艳,遮盖力高,着色力强,用量省,品种多,对介质的稳定性可起到保护作用,并能增强漆膜的机械强度和附着力,防止裂纹,防止紫外线和水分透过,延长漆膜的寿命。塑料行业是钛白粉的第二大用户,在塑料中加入钛白粉,可以提高塑料制品的耐热性,耐光性,耐候性,使朔料制品的的物理化学性质得到改善,增强制品的机械强度,延长使用寿命。造纸行业是其第三大用户,作为纸张填料,主要用在高级纸张和薄型纸张中。在纸张中加入钛白粉,能是纸张具有较好的白读,光泽好,强度高,薄而光滑,印刷时不易穿透,质量