硫酸法钛白粉生产.ppt

硫酸法生产钛白粉
钛白粉的性质
钛白粉各指标的含义及影响因素
钛白粉的应用领域
硫酸法钛白粉生产工艺
钛白粉的性质
钛白粉化学名二氧化钛，商用名钛白，分子式TiO2。
二氧化钛是多晶型化合物，自然界中存在三种结晶形态：金红石圈产生挤压和研磨作用，达到粉碎的目的。主要调节投料量，离析器和风机风压来控制出料粒度。
球磨机：万吨级项目。采用研磨介质是直径大小不等的球体，球与球之间的摩擦使其间的矿粉被研磨。
，还原沉降
过程：将钛铁矿中的钛酸铁和可溶性杂质分解成硫酸盐溶解于水形成悬浮液，以便后续通过沉降和过滤除掉不溶性杂质。
FeTiO3+3H2SO4→Ti(SO4)2+FeSO4+3H2O
FeTiO3+2H2SO4→TiOSO4+FeSO4+2H2O
沉降
酸解得到的钛液属于极其复杂的悬浮液，里面有未分解的钛铁矿，也有没参与反应的白石，石英砂，金红石等，也有硅铝等元素形成的胶体。这些不溶性杂质在钛液中有很强的稳定性，特别是胶体，单靠重力沉降不足以去除。需加入沉降剂使得分散的细颗粒聚集成大颗粒，提高沉降分离的速度和效率。
常用的沉降剂：
有机絮凝剂：改性的聚丙烯酰胺AMPAM
Sb2O3-FeS絮凝剂
Sb2O3-FeS絮凝剂
Sb2O3 + H2SO4 = Sb2(SO4)3 + 3H2O
FeS + H2SO4 = FeSO4 + H2S↑
3H2S + Sb2(SO4)3 = Sb2S3↓ + 3H2SO4
最后生成的硫化锑是带负电荷的胶团，它与钛液中带正电荷的悬浮离子及胶体离子产生电中和，使分散状态的胶体颗粒发生凝聚，从而絮凝沉降。
3. 硫酸亚铁的结晶与分离
冷冻结晶：经过沉降除去大部分不溶性残渣的钛液中，还含有大量的可溶性铁盐-硫酸亚铁，降低钛液温度，达到过饱和状态，亚铁结晶析出；
目的：
（1）有利于后期偏钛酸的水洗，缩短水洗时间提高效率；
（2）可以调整铁钛比，符合水解工艺；
（3）除去硫酸亚铁可以带走大量结晶水，提高总钛浓度；
（4）避免输送和存放过程中硫酸亚铁结晶析出，堵塞管道
4. 钛液浓缩
颜料级钛白水解总钛控制在（200±5）g/L，才能得到颗粒细而均匀的偏钛酸；
钛液水解的临界温度只有80℃,所以要采用真空浓缩去除溶剂（水）。沸点与压力成正比，要使浓缩温度不超过75 ℃ ，其真空度必须控制在
8×104Pa以上；
薄膜浓缩器—连续真空浓缩
钛液经流量计从底部的加料室进入钛管蒸发器，在此受管外的蒸汽加热，蒸发出来的水汽以很快的速度在管内上升，钛液被这高速气流拉成薄膜，在极短的时间内上升至浓缩器顶部涌出，在分离器进行气液分离，浓钛液经溢流管进入钛液水封池，蒸汽则经冷却水混合冷凝后通过气管排到水封池流出系统外。

制备方式：自生晶种和外加晶种
诱导热水解按一定的速度进行，保证制得的粒子大小适当均匀，消除无规则结晶中心的影响；
能使水解速度加快，水解反应进行得较完全，得到较高水解率和优良颜料性能；
浓缩交料6大指标：
总钛，铁钛比，F值，稳定度，澄清度，三价钛
水解过程3阶段:
结晶中心-晶核的制备
晶核的成长与沉淀的形成
以晶核为成长中心，钛在晶核表面发生固析，促使晶体的长大，使偏钛酸粒子凝聚沉淀
指标
对水解影响
总钛浓度
总钛浓度高，钛液稳定性好，不良结晶中心少，水解颗粒细，消色力高；总钛浓度超过200 g/L后，总钛浓度的提高对消色力的影响已不显著
F值
F值高，水解受抑制，水解粒子较粗，水洗速度慢；F值较低，水解速度快，容易导致粒径不均匀，但偏钛酸粒子较细不易水洗。
铁钛比
影响总粒子浓度，一定程度上可以起着调节水解速度和控制粒子大小的作用。一般铁钛比高的钛液水解速度慢，所生成的水合二氧化钛的粒子较细，水洗时间较长。
三价钛
三价钛含量过高，对水解有抑制作用，同时在低pH下三价钛不会水解（pH>3才水解）,留在母液中的三价钛会在水洗和过滤过程中同滤液一同被排掉，降低收率。
指标
对水解影响
稳定度
稳定度差的钛液有许多不规则的结晶中心,其组成、数量和粒径等方面都是无序和无法控制的，而且吸附较多杂质，它们的存在使得水解生成的水合二氧化钛粒子不均匀，延长水洗和过滤时间，而且煅烧时脱硫困难，粒子易烧结变硬，最终使得产品的颜料性能和应用性能变差。
澄清度
澄清度的好坏与稳定度密切相关，澄清度差说明钛液中杂质多，这些杂质包括早期水解的胶体二氧化钛颗粒，控制过滤时未能分离干净的助滤剂，重金属的杂质硫酸盐和硫化物。
6. 偏钛酸的水洗
水解后的偏钛酸是水合二氧化钛粒子的聚集