硫酸法钛白粉生产.ppt

硫酸法钛白粉生产
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：金红石型（R)，锐态型（A）和板钛型。
板钛型属斜方晶系，不稳定晶型，当加热高于650 ℃会直接转 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体，吸附了大量母液，组成一般为:
TiO2 160~180g/L， H2SO4 22%~30%
200~250g/L
设备:真空叶滤机
利用真空造成的压力差，将滤液吸过过滤介质，固体偏钛酸吸附在介质表面，水洗时清水不断将溶解性 杂质离子带过过滤层而去除。
影响因素：
真空度
偏钛酸的粒度
水洗温度
水洗时间
水洗的酸度
滤饼厚度
过滤介质

水洗时间的延长，酸度降低，铁以氢氧化高铁形式存在，无法通过延长水洗时间去除，必须进行漂白转化为可溶性的亚铁，再经过二洗去除。漂白就是高铁被还原为亚铁的过程。

锐态型盐处理剂：钾盐，磷酸，铵盐。
钾盐:有助于粒子的成型，降低脱硫温度，提高脱硫速度，同时抑制粒子的生