硫酸法鈦白粉生產工藝流程

鈦白粉是當前(qian)應用(yong)較(jiao)多的白(bai)色(se)無機(ji)化(hua)工(gong)顏料，廣(guang)泛用(yong)于(yu)涂料、塑料、紙張、油墨和化(hua)纖等領域。目前(qian)全球(qiu)鈦白(bai)粉(fen)生產(chan)能力(li)近(jin)600萬t/a， 市場價(jia)值約200億美元。

我國蘊藏著極其(qi)豐富(fu)的鈦(tai)礦資源，這給我國發展鈦(tai)白(bai)粉產(chan)業提供了雄厚(hou)的物質(zhi)基礎，目前，我國已經(jing)超(chao)過(guo)美國成為世(shi)界第一鈦(tai)白(bai)粉生(sheng)產(chan)大國。

目前，我國(guo)鈦白粉的生產主要采用(yong)硫酸法。

硫酸法鈦白粉制作流程詳解

1、酸解。

經研磨、干燥(zao)的鈦(tai)鐵礦(kuang)或鈦(tai)渣用濃硫酸在150-180℃的溫度下酸解。由于白鈦(tai)石、人造金紅石和金紅石不(bu)溶于硫酸，因(yin)此(ci)不(bu)能用硫酸法來制備。鈦(tai)鐵礦(kuang)中的鈦(tai)含量越低，所用硫酸的稀釋(shi)程度就(jiu)越高，對(dui)處(chu)理(li)(li)巖(yan)礦(kuang)而言，合(he)適的酸濃度為(wei)85%；而處(chu)理(li)(li)鈦(tai)渣，硫酸濃度一般為(wei)91%-92%。

酸解(jie)過(guo)程中需將三(san)價鐵還原(yuan)成(cheng)二(er)價鐵，三(san)價鐵會吸(xi)附在二(er)氧(yang)化鈦粒(li)子表面，造成(cheng)最終鈦白粉白度(du)指標降低，因此(ci)，在整個工藝過(guo)程中使(shi)鐵保持二(er)價形態至關重(zhong)要。

硫(liu)酸法產(chan)生的空(kong)氣污染大部分來(lai)自(zi)于酸解。反應中，大量硫(liu)氧(yang)化物、酸霧和夾(jia)帶(dai)的未(wei)反應原料粒子在(zai)很短時間內釋放出來(lai)。

該圖片由注冊用戶"晴子"提供，版權聲明反饋

2、沉降精濾。

冷卻酸解(jie)液、固體惰性(xing)物(wu)質和未反應的(de)(de)原(yuan)料殘(can)余(yu)物(wu)溶液從酸解(jie)罐的(de)(de)底部全部排放到沉(chen)(chen)降(jiang)池中(zhong)。該工序的(de)(de)主要目的(de)(de)是除去鈦礦(kuang)雜質形(xing)成(cheng)的(de)(de)可溶性(xing)殘(can)余(yu)物(wu)。這些殘(can)余(yu)物(wu)可能包括硅石、鋯(gao)石/硫酸石、白鈦石或金(jin)紅石。加(jia)入酪蛋白、淀(dian)粉(fen)或其他有(you)機絮凝劑，液體便(bian)通過簡單的(de)(de)重(zhong)力分(fen)解(jie)沉(chen)(chen)淀(dian)在沉(chen)(chen)降(jiang)池中(zhong)。

沉(chen)降(jiang)(jiang)池中的固體物質(zhi)排除后，先(xian)用廢酸洗(xi)滌以回收未反應的原料(liao)，然后用水洗(xi)掉(diao)殘留液。沉(chen)降(jiang)(jiang)后的鈦(tai)液通(tong)過精濾(lv)(lv)除掉(diao)細小的殘余粒(li)子。這些(xie)精濾(lv)(lv)濾(lv)(lv)渣與沉(chen)降(jiang)(jiang)池中收集的其(qi)他固體物質(zhi)送(song)往堆放場。

3、水解。

將可(ke)溶性硫酸(suan)氧鈦(tai)在90℃時水解成不溶于水的(de)(de)水合二氧化鈦(tai)沉淀(dian)物(wu)或稱偏鈦(tai)酸(suan)，為獲(huo)得所需粒(li)度的(de)(de)高質量(liang)(liang)水解產物(wu)，必須嚴格控制諸如加(jia)熱速度、鈦(tai)液的(de)(de)二價鐵(tie)離子(zi)和四(si)價鈦(tai)離子(zi)含量(liang)(liang)以及其(qi)他因素等。其(qi)中，避免出現三價鐵(tie)離子(zi)是此環節的(de)(de)關鍵。

為控(kong)制水解(jie)(jie)速度(du)、水解(jie)(jie)物的(de)(de)(de)過濾洗滌(di)性能(neng)和(he)最終產(chan)品的(de)(de)(de)細度(du)及質量(liang)指標，需要再水解(jie)(jie)時加(jia)(jia)入(ru)晶(jing)種(zhong)(zhong)(zhong)。晶(jing)種(zhong)(zhong)(zhong)的(de)(de)(de)加(jia)(jia)入(ru)方式有兩種(zhong)(zhong)(zhong):自(zi)身晶(jing)種(zhong)(zhong)(zhong)和(he)外加(jia)(jia)晶(jing)種(zhong)(zhong)(zhong)。自(zi)身晶(jing)種(zhong)(zhong)(zhong)是在水解(jie)(jie)時利用預先加(jia)(jia)入(ru)的(de)(de)(de)水解(jie)(jie)鈦液和(he)水所產(chan)生的(de)(de)(de)晶(jing)種(zhong)(zhong)(zhong)進行水解(jie)(jie)工序，不用另外制備晶(jing)種(zhong)(zhong)(zhong)。外加(jia)(jia)晶(jing)種(zhong)(zhong)(zhong)是向鈦液加(jia)(jia)入(ru)經另外制備的(de)(de)(de)金(jin)紅(hong)石或銳鈦型(xing)晶(jing)種(zhong)(zhong)(zhong)。

水解沉淀物漿(jiang)料經過(guo)濾、洗滌后，在(zai)還原條(tiao)件(jian)下用硫酸(suan)酸(suan)浸以除去(qu)最后微量(liang)吸附鐵(tie)和其他金屬，即通常所說的漂白。此(ci)步驟是硫酸(suan)法(fa)中產生廢酸(suan)的主要(yao)原因。

4、煅燒。

水合二(er)氧(yang)化鈦(tai)在900-1250℃下(xia)煅燒(shao)，通過煅燒(shao)環節脫(tuo)去(qu)水分和除去(qu)殘余的三(san)氧(yang)化硫，同時還可以將銳鈦(tai)型轉變成金紅(hong)石(shi)型。煅燒(shao)有助于增強最(zui)終鈦(tai)白粉(fen)產品的化學惰性和確(que)定其(qi)粒度。煅燒(shao)后，二(er)氧(yang)化鈦(tai)經研磨破(po)碎(sui)燒(shao)結成顆粒，然后對其(qi)進行后處理。

在煅燒階段(duan)，隨著三(san)氧(yang)化(hua)硫和酸霧的(de)排出(chu)，其中夾帶著一些細微(wei)的(de)二(er)氧(yang)化(hua)鈦粒(li)子，這是硫酸法中產(chan)生廢氣的(de)主要來源(yuan)。

5、后處理。

后處理(li)主要有濕磨(mo)、無機(ji)(ji)包(bao)膜、干燥、氣(qi)流磨(mo)及(ji)有機(ji)(ji)包(bao)膜和產品(pin)包(bao)裝等工序。

濕磨，將二氧化鈦顆(ke)粒(li)在(zai)無(wu)(wu)機或有(you)機分散劑(ji)的存在(zai)下進行濕磨，將二氧化鈦聚集粒(li)子盡(jin)量(liang)磨細(xi)解聚，以(yi)利于進行無(wu)(wu)機包膜。濕磨設備主要采用介(jie)質(zhi)(zhi)磨，有(you)機球磨、球磨機、砂(sha)磨機、重(zhong)介(jie)質(zhi)(zhi)磨等(deng)。

無機包(bao)覆和(he)干燥(zao)，經濕磨解(jie)聚后的二氧化(hua)鈦需要進行(xing)無機包(bao)膜(mo)，以屏蔽紫外光，提高(gao)(gao)鈦白粉(fen)的耐(nai)候(hou)性。常用的無機包(bao)膜(mo)劑有硅、鋁(lv)的氧化(hua)物及水和(he)氫氧化(hua)物。近年來采用鋯進行(xing)混合包(bao)膜(mo)，達到高(gao)(gao)耐(nai)候(hou)、高(gao)(gao)光澤的效果。采用帶式干燥(zao)機、噴霧干燥(zao)機等進行(xing)干燥(zao)。

氣流粉碎與有機包膜。目前采用的粉碎機多數為扁平式氣流粉碎機，此過程中根據產品用途加入有機包膜劑。有機包膜劑一方面可以中和鈦白粉表面能，避免其重新團聚，起到助磨效果，另一方面改變鈦白粉的(de)(de)表面物(wu)理化(hua)學(xue)性能，提高其在(zai)涂(tu)料、塑料等(deng)(deng)物(wu)質的(de)(de)配伍性及相容性。有機包膜(mo)劑(ji)用于涂(tu)料有胺、醇胺類(lei)、硅(gui)烷類(lei)；用于塑料有二甲基硅(gui)烷、聚乙(yi)醇、三乙(yi)醇胺等(deng)(deng)。