钛白粉硫酸法与氯化法清洁生产比较(1)

钛白粉硫酸法与氯化法清洁生产比较

中国钛白网研究室

一、概述

钛白粉学名二氧化钛(TiO2)具有最佳的不透明性、最佳的白度和光亮度，被认为是目前世界上性能最为优异的白色颜料。被广泛应用于涂料、塑料、造纸、印刷油墨、化纤、橡胶、陶瓷、化妆品、食品和医药等工业。目前其生产工艺主要分为硫酸法和氯化法两种。

据SRIC统计，截止2009年底，世界钛白粉总产能已增至570万t/年，其中硫酸法为250万t/年，占44%;氯化法为320万t/年，占56%。目前，全球钛白粉产能在530万t左右，其中氯化法产能已占63.2%，氯化法在总量上占有绝对的优势。如图1所示。

图1 全球氯化法和硫酸法产能对比

二、钛白粉硫酸法与氯化法生产工艺比较

1、硫酸法钛白生产工艺

硫酸法钛白生产工艺主要是以钛铁矿为原料，用硫酸分解成TiOSO4溶液，过滤除去钛液中的不溶性杂质，然后通过真空结晶、固液分离除去FeSO4·7H2O，再经浓缩后热水解，制得偏钛酸，洗涤、漂白除去可溶性硫酸盐并滤干，经煅烧脱水脱硫转化为二氧化钛，经干磨后得到锐钛型产品或在煅烧时加入促进剂进行晶型转化得到未包膜金红石型初品或产品。如生产较高档的金红石型产品，还须将初品浆化，经湿磨解聚分级，进行无机表面处理后洗去物料中的盐分，干燥后再进行超微粉碎和有机处理。

2、氯化法钛白生产工艺

20世纪40至50年代，美国杜邦公司(DuPont)研究用氯化法制取钛白粉获得成功，并用于工业生产。在九十年代我国锦州铁合金(集团)有限公司通过技术咨询联合设计的方式建起了锦州铁合金厂1.5万 t/a氯化法钛白装置，建成后的装置是迄今为止国内唯一的氯化法钛白生产线。这套装置经过十几年的艰苦攻关，已基本达到设计要求，并于2003年开始筹建年产3万 t/a的氯化法钛白粉工程。目前达产3.6万 t/a，氯化法生产工艺由于其独特的工艺技术受到国内外钛白粉业界的青睐，并已被列入国家产业结构调整中的鼓励类项目。

氯化法是用含钛的原料，如天然金红石、人造金红石、白钛石、钛铁矿或氯化高钛渣等与氯气反应生成四氯化钛，经精馏提纯，然后再进行气相氧化，在速冷后经过气固分离得到TiO2。氯化法钛白主要有三大工艺过程描述如下：

(1)氯化工序：采用加碳氯化工艺将原料中的钛元素转化成粗TiCl4;氯化工艺可以是沸腾氯化、也可以是熔盐氯化，粗TiCl4经过提纯制取纯精TiCl4。钛矿石和石油焦按配比配混料加入氯化炉中，底部通入氯气或氧化尾气在高温下进行氯化反应，炉气主要是四氯化钛、三氯化铝、三氯化铁、一氧化碳、二氧化碳等进入收尘器，把冷凝下来的高沸点氯化物收集下来，气相四氯化钛进入冷凝器，用四氯化钛液体冷凝并淋洗高沸点氯化物使四氯化钛气体净化之后进入低温冷凝器，把四氯化钛、四氯化硅等冷凝下来，不凝性气体经多级淋洗回收氯化氢、氯气后排空。收尘器收集的氯化渣经水冲洗后，按照原料的不同可采用不同的处理办法。如果采用的是人造金红石、天然金红石或人造富钛料，则一般用石灰中和处理、过滤、渣送渣场堆存或用于生产水泥制品，废水中氯化钙按浓度制得不同规格的氯化钙产品，其他废水处理合格后排放;如采用的是60% - 70%的钛铁矿，则可以将采用两级过滤将不溶于水的固体分离出来送渣场填埋，过滤得到的金属氯化液则可以通过深井灌注技术进行无害化处理。

粗四氯化钛经过有机物除钒并除去高、低沸点氯化物得到精四氯化钛，过程中产生的含钒泥浆返回氯化工序处理。

(2)氧化工序：精TiCl4气相氧化制取符合颜料性能的金红石型TiO2粒子。过程包括精四氯化钛预热并加入同步制备的三氯化铝，两步法氧气预热，进行氧化反应。得到二氧化钛半成品和炉气经过冷却、气固分离、氯气返氯化回用。分离出来的二氧化钛半成品制浆，脱氯送后处理加工;

(3)后处理工序：后处理与硫酸法基本相似，只是包膜处理的工艺技术不同，生产适应不同用途的产品。

因后处理的工艺流程及设备与硫酸法相似大体一致，浆料可砂磨亦可不砂磨。所以氯化法工艺流程与硫酸法的差异主要在前面工序过程。如图2所示。

图2 氯化法与硫酸法工艺流程比较

三、钛白粉硫酸法与氯化法清洁生产比较

1、国家有关钛白粉清洁生产政策

针对以钛白粉行业，我国采取了一系列宏观调控和加快产业结构调整的措施：对新建钛白粉产能实行较为严格的准入制度;对钛白粉行业积极推行环境友好型清洁生产工艺的普及和政策扶植，如信贷扶植政策、保险扶植政策、出口优惠政策、税收优惠政策、排污权交易政策等。2006年以来，国家颁布了关于钛白粉行业的政策文件有：《产业结构调整指导目录》、和《十二五》期间即将颁布的《清洁生产标准—钛白粉》、《清洁生产审核指南—钛白粉》、《钛白粉行业准入条件》等。

2、钛白粉硫酸法与氯化法清洁生产比较

虽然硫酸法既可生产锐钛型产品，又可生产金红石型产品，但通过图2中氯化法与硫酸法工艺流程的比较，我们可以看出，硫酸法工艺流程复杂，需要20道左右的工艺步骤，排放废弃物较多，晶型转变需更多操作步骤，采用的焚烧工艺需要消耗大量能源。而且存在将锐钛型晶型转化为金红石型晶型的工序，造成所生产的金红石型钛白粉不可能达到100%的金红石晶型，同时产品质量的批次间差异也较氯化法更明显。而氯化法生产技术是连续生产工艺，与非连续工艺的硫酸法相比，过程简单，工艺控制点少，产品质量易于达到最优的控制，大大减少了废弃物的产生，再加上没有转窑煅烧工艺形成的烧结，其钛白粉原级粒子易于解聚，所以产品的质量较硫酸法更好，并且在产品精制的过程较硫酸法大幅度节省能量。

同样使用二氧化钛含量在60%左右的钛精矿生产金红石型钛白粉，氯化法要比硫酸法节能30%，节水50%。如表1、2所示。

表1 钛白粉两种工艺排放物情况比较表(以1万吨钛白粉产量为例)

项目较早的硫酸法工艺最新的氯化法工艺

工艺发明时间始于1918年，工艺相对陈旧。20世纪50年代由杜邦首创，技术较新。

工艺流程非连续生产，工艺流程繁琐，需要20道左右的步骤。连续生产，过程简单，工艺控制点少。

废水(立方米)<20015

废气(万立方米)1.5-2.00.67

废渣0.2-0.3(污泥)+ 6.4(中合产物)0.15，比硫酸法低五倍以上

耗水80-100 立方米节省50% 以上

能耗7-10 百万kcal节省30%

产品类型锐钛型，不是100%金红石型金红石型，纯度更高，最终的颜料更亮、更白、更持久。

面对需求普通型钛白粉客户汽车涂料、节能PVC

占比例全球40%左右的钛白粉是采用硫酸法生产。全球60%左右的钛白粉是采用更加环保的氯化法生产。

未来前景近年来全世界范围内所有关闭的工厂都是使用硫酸法。氯化法成为国际上近20年产能增加普遍选择的技术。

表2 氯化法与硫酸法技术指标比较(以生产每吨钛白粉产品为例)

原料消耗及能耗单位硫酸法氯化法

氯气吨 0.7

钛矿石(含TiO2约60%，质量含量)吨1.81.6

石油焦吨 0.3

硫酸(以100%)吨3

能耗百万kcal7-105

总固体排放量立方米(湿基)2-50.23

新鲜水耗量立方米80-10030

排水量立方米15-3015

产生总盐量吨0.5-10.1

3、氯化法原料选用的多样化

氯化法若采用高钛渣为原料，从表3可见，无论是从理论能耗还是从产品综合能耗来看，与硫酸法相比氯化法都有明显的优势。但从产品生命周期看，如把高钛渣冶炼的能耗也能包括进去，使用高钛渣的氯化法综合能耗略高于硫酸法。但是从万元产值能耗看氯化法仍具有明显优势，而且资源利用率高。若采用60%的钛铁矿为原料，可省掉高钛渣冶炼的能耗，氯化法产品综合能耗仍维持在吨钛白1.27tce，全生命周期能耗较硫酸法低30%以上。由此看来，氯化法，特别是能够直接使用铁铁矿的氯化法与硫酸法相比能耗更低，环保优势更明显。

除了操作便捷和能耗较低外，面对当今各种矿产资源紧缺，氯化法原料的选用还具有多样性的优势，可以使用二氧化钛含量60% - 95%的多种原材料。

由于国内硫酸法生产厂对环境的影响，我国有关部门早就将硫酸法钛白工厂定为限制产业。自2011年6月1日起施行的《产业结构调整指导目录(2011年本)》(国发[2011]9号)中则将所有新建的硫酸法钛白粉设置为限制类项目，对鼓励类氯化法在原料的选择上有着近乎苛刻的要求：单线产能3万t/年及以上，而且必须以二氧化钛含量不小于90%的富钛料(人造金红石、天然金红石、高钛渣)为原料。

矿业人士都熟知，我国虽然是世界上钛储量最丰富的国家，但这些重要的资源大都以中低品位(45%-47%)的形式存在，二氧化钛含量不小于90%的富钛料是很难得到的，况且这些富钛料的供应大多由少数的国际矿业寡头垄断。对于新增氯化法产能，仅仅鼓励使用二氧化钛含量不小于90%的富钛料，则极有可能使中国氯化法钛白粉的生产重蹈中国钢铁行业原材料受制于人的覆辙，不利于我国厂家积极投入开发自主知识产权研究各种工艺路线，长远来讲阻碍了中国氯化法钛白粉行业的健康发展，限制了我国钛白行业和国际巨头的竞争能力。而硫酸法的限制更是让当前我国钛白粉产业的发展更显窘态。

然而，条条大路通罗马，《产业结构调整指导目录(2011年本)》最重要的意义在于，抑制低端产品产能过剩、提高资源能源利用效率、推行清洁生产，从而最终达到完善产业布局，提高产业集中度的目的。因此，无论方法如何，最终清洁生产的目的达到，既然90%的富钛料不好找，那么我们可以借鉴国外的先进经验，发挥氯化法原料选择多样性的特点寻找其它途径。

表3 氯化法与硫酸法综合能耗分析表

四、结论

氯化法钛白粉生产技术比硫酸法生产技术更先进、更环保是国际钛白粉生产企业的共识。这也是为什么近年来，国际知名钛白粉生产企业使用氯化法生产的钛白粉比例持续升高的原因。这也是为什么中国制定国家钛白粉行业清洁生产推行方案(推荐稿)中总体目标：到2014年，通过沸腾氯化法钛白粉清洁生产技术的推广，达到节约标准煤约3.3万t/a，节约水约630万m3/a，削减COD排放量约1.2万t/a 的原因所在。

三酸两碱工业制法【仅供参考】

一.硫酸 1.制取二氧化硫（沸腾炉）燃烧硫或高温处理黄铁矿，制取二氧化硫 S+O2═点燃═SO2 4FeS2+11O2═高温═8SO2+2Fe2O3 2.接触氧化为三氧化硫（接触室） 2SO2+O2═2SO3（用五氧化二钒做催化剂该反应为可逆反应） 3.用98.3%硫酸吸收 SO3+H2SO4═H2S2O7（焦硫酸） 4.加水（吸收塔） H2S2O7+H2O═2H2SO4 主要方程式4FeS2+11O2=2Fe2O3+8SO2 2SO2+O2=2SO3 SO3+H2O=H2SO4 环境污染so2的废气排放导致酸雨注意事项：在接触氧化阶段，SO2在一定温度（400～500℃）和催化剂存在的条件下，被空气中的O2氧化为SO3。由于在常压下SO2转化为 SO3的转化率已经很高，而且催化剂要求较高的反应温度，所以一般不采用高压、低温的反应条件。在三氧化硫的吸收阶段，反应的本质是SO3与H2O化合生成 H2SO4。但由于用H2O吸收SO3会形成不利于吸收的酸雾，所以工业上用98.3％的硫酸来吸收SO3，然后再稀释成所需浓度的硫酸。在制硫酸是，矿石需要粉碎：空气足量：沸腾炉出来的SO2需经过除尘、洗涤、干燥等：接触式在工作过程中，利用热交换器原理。尾气处理：一般采用氨水吸收法。二.硝酸原理主要方程式氨氧化法制硝酸,

工业制法原料:NH3 ,水,空气. 主要反应为：4NH3 + 5O2 =催化剂+强热= 4NO + 6H2O [氧化炉中]；反应条件：800度高温，催化剂铂铑合金作用下） 2NO + O2 = 2NO2 [冷却器中]； 3NO2 + H2O = 2HNO3 + NO [吸收塔]； 4NO2 + O2 + 2H2O == 4HNO3 [吸收塔]。三盐酸原理主要方程工业上生产盐酸的主要方法是使氯气跟氢气直接化合，然后用水吸收生成的氯化氢气体。氯化氢是在合成塔里合成的。 H2+Cl2=2HCl（反应条件：点燃）然后用水吸收在合成塔内完成环境污染在氯气和氢气的反应过程中，有毒的氯气被过量的氢气所包围，使氯气得到充分反应，防止了对空气的污染。在生产上，往往采取使另一种原料过量的方法使有害的、价格较昂贵的原料充分反应四纯碱制法原理主要方程式侯氏制碱法又名联合制碱法（1）NH3+H2O+CO2=NH4HCO3 （2）NH4HCO3+NaCl=NH4Cl+NaHCO3↓ （3）2NaHCO3（加热）=Na2CO3+H2O+CO2↑ 即：①NaCl(饱和)+NH3+H2O+CO2=NH4Cl+NaHCO3↓ ②2NaHCO3（加热）=Na2CO3+H2O+CO2 五烧碱制法原理主要方程式（1）过滤海水（2）加入过量氢氧化钠，去除钙、镁离子，过滤 Ca2++2OH-==== Ca(OH)2↓（Ca(OH)2微溶，可出现浑浊现象） Mg2++2OH-==== Mg(OH)2↓ （3）利用反渗透膜法生产技术出去盐水中的SO4 2- （4）加入过量碳酸钠，去除钙离子、过量钡离子，过滤 Ca2++ CO32-==== CaCO3↓ Ba2++ CO32-==== BaCO3↓ （5）加入适量盐酸，去除过量碳酸根离子 2H+ +CO32-==== CO2↑ + H2O

降低硫酸法烷基化酸耗

降低硫酸法烷基化酸耗的措施【摘要】降低酸耗的一些措施。【关键词】异丁烷与异丁烯；硫酸烷基化；措施在石油炼制工业中,异丁烷与丁烯的烷基化反应工艺是一个生产清洁的、高辛烷值汽油组分的重要过程。烷基化汽油具有辛烷值高(RON94～96,MON92～94)和低Reid蒸气压，不含硫、芳烃、烯烃，具有理想的挥发性和清洁的燃烧性，是航空汽油和车用汽油的理想调和组分，采用新配方汽油作为汽油发动机的燃料,将会大大缓和由于汽车尾气排放造成的城市空气污染,烷基化汽油是一种环境友好的石油炼制产品。烷基化工艺能充分利用炼厂气体资源的优点，而且，随着环保要求越来越高，因此烷基化工艺是炼油厂中应用最广、最受重视的一种气体加工过程。异丁烷与丁烯的烷基化是将石油炼制工业中的催化裂化反应产物C4烃组分转化为C8支链异辛烷(烷基化汽油)的催化反应过程。该反应是在酸性催化剂的存在下,烷烃分子与烯烃分子的有机加成反应。异丁烷与丁烯在强酸催化剂作用下反应生成的异构C8烷烃(三甲基戊烷)称为烷基化汽油。硫酸法烷基化装置最主要的一个能耗消耗点就是由于原料中的一些组份容易造成硫酸消耗，这样就会使生产成本提高，同时造成后

续废酸处理装置负荷增大，也间接的造成了废酸处理装置的生产成本提高，因此硫酸法烷基化很重要的一点就是控制酸耗。原料中对硫酸造成污染组份如下：化合物KG酸KG污染物化合物KG酸KG污染物水9.8甲醚12.5 乙硫醇15.7乙醚10.5 乙基二硫化脂11.7甲基叔丁基醚9.2 硫化氢29.3乙基叔丁基醚15.0 乙烯28.2甲基叔戊基醚12.8 环戊烷 2.31，3-丁二烯8.3 乙炔11.13-甲基-112.6 1-丁烯12.92-甲基-111.3 1-戊炔17.41，3-戊二烯12.4 甲醇26.01，4-戊二烯8.1 乙醇19.4环戊二烯18.5 1-丁醇9.8甲醛16.7 乙醇胺21.0乙醛10.0综合上表造成硫酸烷基化装置酸耗高的原因归结如下：(1)原料中二烯烃未被饱和，酸耗高；(2)原料中有机氧化物含量高；(3)原料中二甲醚含量高；(4)原料中硫及硫化物含量高；（5）原料中水含量高。针对这四种原因我们应采取如下措施：

硫酸法制钛白粉污水处理方案

硫酸法制钛白污污水处理全程解决方案 1.1治污原则 1）依据公司方生产条件及技术要求，全部满足生产前提下，尽量选用最新科研成果，选新设备，新工艺，降低投资，优化处理工艺，吨水处理费用使公司用得起、用得省，治污又增效。 2）设计留有余地，便于应付突发事故。 3）处理工艺不应产生新污染源，实现清洁生产。 4）坚持四好原则：处理稳定性好、工艺控制灵活性好、工程实施可行性好、系统优化整体性好 1.2治污策略用户治污战略决策是选准拥有切实可行的新技术持有单位做战略合作伙伴，选准则事半功倍，否则是劳民伤财，这就是科学是生产力的魅力所在。节能降耗改造离不开先进的、适用的新技术。钛白粉行业产生污水量多、浓度波动大，难于处理达标污水，采用碳酸钙+石灰或电石膏中和，PH 值及SS合格率低，中和剂利用率低，造成处理成本高，是行业普遍存在的问题，必须选用先进的处理技术，以改变这一落后状况。简单的常见“病”，企业一般自己“治”，而碰上这种高难度“病”，还是要找高明一些的专业“医生”。水处理专业是一门多领域、跨学科的新兴综合性边缘学科。工程项目的完成还要涉及工艺设计、技术研发、制造施工、检验调试及维护操作各专业单位的通力合作，他们分属不同行业，难于统一和衔接，一项措施不到位，再好技术也难于达到最佳效果。水处理研究所是一家成立近三十年集科研设计、制造、施工、调试、培训为一体的专业化科研实体队伍，自身建有完整的水处理工程体系，以工程效益最大化为目的，全过程控制质量、工艺、检验和监督，可保证所从事的工程都具有科学性、经济型、安全性及技术性均在最佳状态。为了配合钛白行业破解污水低成本的技术瓶颈，我所投入大量人力、物力，十年磨一剑，终于破解了这一业界难题，为硫酸法钛白污水零排放做出了重大贡献。贡献核心理念是：以循环经济和产业生态学理论为指导，以生态体系构建为核心，形成完整的污水治理管理生态工艺流程，选用低成本回用水技术是节水关键。这是一种可持续发展的和谐经济和对环境友好型生态经济。水资源属不可再生资源，是一切生命源泉，是国家安全保证，也是企业生存基本条件之一，所以说水资源也是国家大力提倡的循环经济的必须依靠的资源，我所在这些先进科学理念的指导下，研发了适合钛白行业（硫酸法）污水处理的低成本技术，选择与我所合作将给您的企业带来效益，这种企、研合作方式是符合科学发展观及走循环经济之路的正确选择，符合双方利益。 1.3 工艺设计 1.3.1工艺设计参数设计处理水量：720m3/h（17280m3/d）根据公司方意见本次设计按二步走：一期处理水量按350-400m3/h设计，一期工程按一次中和法设计。（暂不考虑白渣的回收）设计处理进水中污染物总量： 100%H2SO4：15- 18 t/h 酸浓度平均：2.1-2.5% Fe2+：5000kg/h 设计出水质：SS≤70mg/L PH：6~9 Fe≤50mg/L 1.3.2工艺选择

2.5万吨天硫酸法钛白粉生产废水处理工程可行性报告

攀枝花钢城集团瑞天安全环保有限公司2.5万吨/天硫酸法钛白粉生产废水处理工程可行性研究报告报告提出单位：钢城集团瑞天安全环保有限公司报告单位负责人：贺坤茂项目编制人：谢永生万新丰项目实施单位钢城集团瑞天安全环保有限公司项目时间：二○一二年十一月

2.5万吨/天硫酸法钛白粉生产废水处理工程可行性研究报告一、概述（一）项目名称：2.5万吨/天硫酸法钛白粉生产废水处理工程可行性研究报告（二）项目负责单位：瑞天安全环保有限公司负责人：贺坤茂（三）编制原则：１国家环保产业政策；２污水综合排放标准GB8978-1996；３依据国内硫酸法钛白粉生产废水处理的现状，瑞天公司环保产业发展的客观要求；４效益最大化原则。（四）项目背景：１、硫酸法钛白粉生产废水处理国内外发展现状及趋势钛白粉广泛应用于制造涂料、高级白色油漆、白色橡胶、合成纤维、电焊条、人造丝的减光剂、塑料和高级纸张的填料等方面，还用于电信器材、冶金、印刷、印染、搪瓷等行业。钛白粉生产工艺可分为硫酸法和氯化法，而硫酸法工艺在我国应用较为广泛。硫酸法生产钛白粉的主要原料是钛矿（钛铁矿或酸溶性钛渣）和硫酸，其生产工艺过程通常可分为十大环节：钛矿的干燥和粉碎、钛矿的酸解、硫酸钛溶液的净化、硫酸亚铁的结晶、硫酸钛溶

液水解、水合二氧化钛的水洗和漂白、盐处理、煅烧和粉碎、二氧化钛的表面处理和粉碎。硫酸法生产钛白粉会产生大量的酸性废水，主要包括：酸解尾气洗涤水、煅烧尾气洗涤水、一次水洗废水、设备冲洗水和地坪冲洗水，其产生量为：50~80m3/吨（钛白粉），其中废硫酸含量2%左右，此外还含有少量的硫酸亚铁和钛白粉。目前主要采用石灰中和处理该废水。首先将石灰熟化，制成氢氧化钙乳浊液。然后将其加到酸性废水中产生硫酸钙沉淀。同时在中和过程中通过搅拌使得废水中的Fe2+转化成Fe3+，生成Fe(OH) 沉淀，从而降低废水中的Fe2+、CODcr。，最终使废水达到排放标准要求。硫酸法钛白粉产生的酸性废水采用石灰（石灰乳）进行中和处理是目前较为成熟的方法，出水可稳定达标排放。但是，据对攀枝花市钒钛高新园区内的钛白粉厂进行调研了解到，目前采用该处理工艺的处理成本为1500元/吨（钛白粉）左右。据统计，2011年，全球钛白粉总产量约为600万吨，其中我国钛白粉总产量约为175万吨，产量位居世界第一位。目前国内98%以上的企业采用硫酸法工艺，按每吨钛白粉产生75吨废水计算，则每年产生废水：12863万吨，按每吨钛白粉处理成本1500元，则硫酸法钛白粉酸性废水处理市场达：25.725亿元/年。攀枝花地区目前有大型的钛白粉生产企业十余家，产能达50万吨/年，大部分分布在攀枝花钒钛产业园区内。据统计，2012年上半年，攀枝花地区钛白粉实际总产量达到19.8万吨，按此产量估算，

钛白粉的制备

钛白粉生产工艺介绍钛白粉的生产工艺钛白粉生产工艺钛白粉生产工艺 6.3.1 6.3.1 硫酸法钛白生产的工艺流程简述硫酸法生产钛白是成熟的生产方法，使用的原料为钛铁矿或钛渣。下面主要叙述以钛精矿为原料的生产方法。 A、工艺流程硫酸法生产钛白主要由下列几个工序组成：原矿准备；用硫酸分解精矿制取硫酸钛溶液；溶液净化除铁；由硫酸钛溶液水解析出偏钛酸；偏钛酸煅烧制得二氧化钛以及后处理工序等。 B、工艺流程简述（１）原矿准备按照酸解的工艺要求，用雷蒙磨磨矿，将钛精矿粉碎至一定的粒度。（２）硫酸钛溶液的制备钛液的制备实际上包括钛精矿的酸分解，固相物的浸取，还原等工艺步骤。酸分解作业是在耐酸瓷砖的酸解罐中进行的。将浓度为 92-94％的浓硫酸装入酸解罐中并通入压缩空气，在搅拌的情况下加入磨细的钛精矿。精矿与硫酸的混合物用蒸气加热以诱酸解主反应的进行，主反应结束后，让生成的固相物在酸解罐中熟化，使钛精矿进一步分解，分解后所得固相物基本上是由钛铁硫酸盐和一定数量的硫酸组成。固相物冷却到一定温度后，用水浸出，并用压缩空气搅拌，浸出完全以后，浸出溶液用铁屑还原，将溶液的硫酸高铁还原成硫酸亚铁。（３）钛液的净化钛液净化包括沉降、结晶、分离、过滤等工序。沉降是借助于重力作用，向钛液中加入沉降剂（主要絮凝剂是改性聚丙烯酰胺），除去钛液中的不溶性杂质和胶体颗粒，使钛液初步净化。冷冻结晶在冷冻锅中进行，主要利用硫酸亚铁的溶解度随着钛液温度降低而降低的性质。用冷冻盐水带走钛液热量，使其降至适当的温度，从而使大量的硫酸亚铁结晶析出。分离、过滤是由锥蓝离心机分离，抽滤及板框压滤三个工序构成。冷冻后的钛液经锥蓝离心机分离及抽滤池抽滤，得到初步净化的稀钛液，最后将稀钛液通过板框压滤，得到符合生产需要的清钛液。（４）钛液浓缩钛液浓缩采用连续式薄膜蒸发器，在减压真空的条件下蒸发掉钛液中的水份，以符合水解工序的需要。（５）水解水合二氧化钛是由钛的硫酸盐溶液热水解而生成的。为了促进热水解反应，并使得到的水合二氧化钛符合要求，一般采用引入晶种或自生晶种的方法。 1 （６）水洗及漂洗由于水解反应是在较高的酸度下进行的，因此大部分杂质磷酸盐仍以溶解状态留在母液中。水洗的任务是将水合二氧化钛与母液分离，再用水洗涤以除尽偏钛酸中所含可溶性杂质。经过水洗而仍

关于烷基化装置酸耗高的原因分析

关于烷基化装置酸耗高的原因分析 Revised on November 25, 2020

关于烷基化装置硫酸单耗高的原因分析硫酸法烷基化装置酸耗高的原因具体分析如下： 1、原料中异丁烷和正丁烷含量高的影响烷基化反应通常为一个烯烃分子和一个异丁烷分子发生反应，当异丁烷含量高时，势必要多产异丁烷副产品，相应的烷基化油收率降低。而导致原料中异丁烷含量较高的原因为：（1）为开工积攒异丁烷为了检修开工有足够的异丁烷，特意提高原料中异丁烷含量，从而经过烷基化装置后，副产异丁烷，送异丁烷储罐，为检修开工用异丁烷做准备，这导致了烷基化油收率降低，相应酸单耗升高。（2）MTBE装置反应的影响 T104顶轻碳四经过MTBE装置后，反应掉其中的异丁烯组分，导致了剩余的碳四中异丁烷含量进一步升高，相应的烯烃含量降低。（3）原料中正丁烷含量的影响通常原料中正丁烷含量高则降低烷基化油收率。这种因素不可控制。原料中异丁烷含量相对较高，影响到酸单耗的降低，这是主要原因之一。 2、上游MTBE装置非正常生产的影响由于萃取回收系统有时受到腐蚀导致管线泄漏，需要停掉萃取回收系统，这导致了抽余碳四中甲醇含量升高，进入烷基化装置则造成硫酸耗量增加，而MTBE装置萃取系统的腐蚀无法避免，原因是酸性离子交换树脂的酸根脱落，进入水中形成酸造成腐蚀，另外含甲醇的水也有一定的腐蚀性。 MTBE装置出现设备问题而导致供烷基化装置的原料中携带甲醇等杂质，这是导致酸耗高的主要原因之二。 3、烷基化装置修理反应器密封，切换反应器造成酸耗增加由于反应器有机械密封，使用一定时间后就存在一定的泄漏情况，需要切换反应器，退酸后修理设备。而切换反应器则需要至少（30～45）m3的新酸，原有反应器的酸变成废酸。这导致了酸耗的升高。另外，如果进料—流出物换热器出现泄漏情况，导致反应进料中饱和水脱除不彻底，也增加酸耗。其三、分馏塔底重沸器管束漏、塔顶冷凝器管束漏等因素都会增加烷基化装置的酸耗。设备问题是导致酸耗高的主要原因之三。

硫酸法钛白粉的生产--酸解、浸取、还原18页word

硫酸法钛白粉的生产--酸解、浸取、还原一、酸解方法根据参与反应的硫酸浓度和最终反应产物的状态，钛铁矿酸解的方法有液相法、两相法和固相法三种。 1.液相法采用55%-65％的硫酸，酸解反应在液相进行，反应温度为130℃-140℃，反应时间为12-16h,为了防止早期水解，酸比值（F）控制在3-3.2，直接得到硫酸钛溶液。 2.两相法采用65%-80％的硫酸，反应温度为150-200℃，反应时间为6-8h，F值控制在1.8-2. 2，加热至有沉淀析出为止，所得产物呈糊状，加水浸取后，生成悬浮溶液，反应率达85％一90％。 3.固相法采用80％以上的硫酸，反应剧烈迅速，在5-30min内完成，反应最高温度达250℃，由于硫酸的沸点为338℃，所以能够适应这一要求。所得产物为固相物，然后加水浸取为溶液，控制F值在1. 6-2. 0，最高酸解率可达97％。二、固相法酸解的优点液相法和两相法酸解的反应时间长，耗用硫酸多，钛铁矿的分解率低。与这两种方法比较，固相法具有下列优点： ①耗用硫酸量最少； ②反应最迅速，可减少加温时间，缩短生产周期，提高设备利用率和产量，节约燃料； ③酸解率最高； ④溶液F值比较低，有利于后期水解的进行；

⑤设备强度大，生产能力高。正是由于固相法酸解的优点多，所以工业生产一般都采用固相法。三、酸解发生的化学反应钛铁矿的化学组成是偏钛酸亚铁(FeTi0 ），它是一种弱酸弱碱盐，能与 3 强酸反应，并能进行得比较完全。硫酸分解铁铁矿的反应一般认为是按下列反应式进行：酸解后生成的硫酸钛和硫酸氧钛之间的比例，由酸解条件而定，从反应式(1)、反应式(2)可以看出，每生成lmol的硫酸钛，需要2mo1的硫酸，而每生成lmol的硫酸氧钛，只需要1 mol的硫酸。由此可见，硫酸过量得越多，越有利于反应的进行，且生成硫酸钛。四、有效酸在酸解产物浸取所得的钛液中，硫酸主要以三种形式存在：①与钛结合的硫酸；②与其他金属（主要是铁）结合的硫酸；③未被结合，过剩的游离酸。由于无法单独测定与钛结合的酸和游离酸，只能测定这二者的总和，因此就把这两者的总和称为有效酸。有效酸=与铁结合的酸＋游离酸同样的钛液，如果经过浓缩或稀释，其浓度变化了，但其性质仍没有变化。五、酸比值及其影响因素，酸比值的高低将产生的影响钛液中有效酸与总钛含量之比值称为酸比值，酸比值又称酸度系数，通常用F来表示：从公式看，游离酸、与钛结合酸和总TiO 含量等三个因素会影响F值。 2 但是F值只是一个酸比值，它在很多情况下，并不能说明一些本质的问题。例如，钛液经过浓缩或稀释后，其总TiO 浓度和有效酸浓度变化了，但其性质和F值 2

钛白生产硫酸法工艺与氯化法的差别

钛白生产硫酸法工艺与氯化法的差别：硫酸法钛白粉流程示意图

氯化法工艺流程：

产品性能的影响： 1、粒径，氯化法通过ALCl3,调整粒径，硫酸法通过水解、煅烧及加盐调整粒子大小。 2、杂质，氯化法通过精馏除去Fe、Vn、Mn、Nb等杂质，硫酸法主要通过精滤、沉降、水洗等方法除去杂质。 3、金红石含量，氯化法在氧化后即为金红石型，硫酸法是通过在煅烧前加入煅烧晶种，在煅烧过程中形成金红石。 4、后处理，两种方法的后处理流程基本类似，但各个厂家的后处理都不相同，我公司根据产品的应用性能分为：SR-236、SR-237、SR-2377、SR-238、SR-239、SR-240、SR-2400、SR-241等品种。金红石型与锐钛的区别：金红石型产品的应用性能主要取决于后处理，各个厂家的后处理方法有所区别，另外制作过程中的技术、设备、人元素质也是决定产品性能的条件。钛白粉的检测质量有国家标准，各个品种的也有一些相关的标准，如塑料型材用的钛

白粉就是以我厂的SR-2400为标准的。钛白粉的表面处理硅的表面处理：SiO2包膜的作用是在TiO2表面形成一层膜，使TiO2粒子与有机介质隔离减少TiO2与有机介质直接接触的面积，堵塞TiO2的光活化点，有效保护TiO2不受紫外线侵害降低光化学活性。铝的表面处理：Al2O3在300nm处才开始有吸收紫外光的倾向，而TiO2在405nm 处就开始有吸收，故在TiO2表面包一层Al2O3膜，可使TiO2避免受大气中紫外线照射，另外经Al2O3包膜的TiO2有正三价A l的存在使钛白粉能够较稳定的分散到有机介质中去。锆的表面处理：与硅和铝的表面处理机理基本相当，但是从吸油量和耐候性方面要优于上述两种表面处理。虽然同为包膜的表面处理，但是根据包膜的处理条件以及包覆量的不同其应用性能和侧重点也有不同。钛白颜料的耐侯性钛白粉的耐候性取决与钛白粉的光化学活性，由于钛白粉存在晶格缺陷，使其表面存在许多光活化点，在日照的作用下释放出氧原子，从而破坏漆膜。锐钛型的光化学活性要比未包膜的金红石型钛白粉高10倍。金红石型的表面处理的一个重要目的也是为降低钛白粉表面光化学性，从而提高钛白粉的耐候性。钛白粉在油墨中的应用油墨行业对钛白粉的性能主要为遮盖力和亮度等颜料性能，而钛白粉能否发挥其最佳性能主要取决于钛白粉在体系中的分散性和分散稳定性，即使同一种钛白粉在不同体系中的分散性也有所区别。钛白粉的粒径

钛白粉硫酸法生产工艺

本文由0305016230贡献 pdf文档可能在WAP端浏览体验不佳。建议您优先选择TXT，或下载源文件到本机查看。 TiO2 硫酸法钛白工艺 Ti-Cons Dr. Jendro und Partner Jendro, Weiland und Partner Management Consultants 总体工艺硫酸法工艺 (基础原料基础原料) 基础原料后处理 (TiO2 颜料颜料) Ti-Cons ? 2009 TiTi-Cons ? 2009 Ti- TiO2 硫酸法钛白工艺–第2頁概括尾气矿石 H2SO4 原料, 原料 TiO2 钛渣 H2SO4 废酸浓缩尾气处理原料酸解及沉降过滤及结晶水解及偏钛酸净化煅烧绿矾 (1) 未酸解微颗粒尾气钛白基料进入后处理 (1) 如果使用 TiO2 钛渣则不需结晶钛渣, Ti-Cons ? 2009 TiTi-Cons ? 2009 Ti- 排放、废料副产品公辅原料中间产品 TiO2 硫酸法钛白工艺–第3頁原料酸解及钛矿, 钛矿 TiO2钛渣燃料燃烧器空气硫酸 (H2SO4) 90-98% 废铁 (Fe) 硫酸(H2SO4) ~ 33% 和 ~ 5-19% 酸解罐水 (H2O) 矿石粉碎烟囱搅拌) 空气 (搅拌搅拌黑液 (TiOSO4, FeSO4, H2SO4) 及固体去沉降 Ti-Cons ? 2009 TiTi-Cons ? 2009 Ti- 概括 TiO2 硫酸法钛白工艺–第4頁沉降黑液 (TiOSO4, FeSO4, H2SO4) 及固体从酸解来聚合物添加剂沉降压滤机精滤未酸解细颗粒去填埋黑液 (TiOSO4, FeSO4, H2SO4) 去水解

硫酸法钛白粉产生的废物处理方法

硫酸法钛白粉产生的废物处理方法作为矿物加工的无机化工产品钛白粉的生产，应该说从1918年的硫酸法开始，到氯化法的研究直至1958年的工业化生产，始终伴随着大量废副处理之问题。无论硫酸法还是氯化法，分离过程均是无机化工的本质。众所周知，质量、环保、健康，与之对应的国际标准是ISO 9000、ISO 14000, ISO 18000；这是社会进步的必然结果。20世纪80年代，在发达国家硫酸法钛白粉、氯化法钛白粉生产的质量已经满足应用的发展并与其同步。进人90年代，绿色运动，环保法规迫使生产者进步，废副处理及排放必须达到法规之要求。技术的进步也使此类问题总是迎刃而解。其废气、废渣、废水已经做到达标排放，或加工成其他产品。对废酸的处理和加工，国外成功的方法费用较高，在100-180＄／t钛白粉左右；而且前国内多数未处理，惟一的某厂引进的装置处理费用与国外相比，也仅在其下限，但不能连续生产，也不能满足其废酸生产量。 (1)废水酸解尾气吸收废水，偏钛酸洗涤稀酸用石灰中和生产石膏用于建材原料。 (2)废酸经预处理除铁浓缩，返回生产中，或用于其他需要硫酸原料的化工生产上。 (3)废渣七水合硫酸亚铁，加工成净水剂、饲料添加剂、铁红颜料、磁性铁氧体或生产硫酸。 (4)废气酸解尾气用水或碱液吸收，煅烧尾气用水或碱液吸收，再经静电除雾。 1.全球硫酸法钛白粉废酸处理与综合利用概况硫酸法钛白粉生产工艺自1918年到现在已有八十多年的历史，长期的研究与改进使其工艺已趋于完善，除操作工艺、控制手段和设备选用不同外，各公司的主要流程基本上是一致的。硫酸法的特点是原料（钛铁矿、硫酸）资源丰富，廉价易得；工艺技术成熟，设备简单，易于操作管理。缺点是工艺流程长，间歇操作，废副（硫酸亚铁、稀废硫酸和酸性污水）排放量大。在20世纪80年代后期和90年代初期，硫酸法钛白粉生产工艺引人不同的改进方法，对废酸、废水、废气进行综合开发治理，使硫酸法与氯化法在环保上不再有更大差别。在用硫酸法生产钛白粉时，无论采用钛精矿作为原料，还是采用高钛渣为原料生产钛白粉均要产生大量的稀硫酸。因工艺分离技术的不同，所产生的稀硫酸的量和含量也有所不同。每生产It钛白粉平均要副产浓度20％左右的废硫酸6-8t。 2.具有代表性的废酸浓缩工艺 (1)芬兰技术芬兰Ruma-Repola公司是芬兰一家大的国营工程公司。公司下属五个部门，Rosenlew工程部致力于工业环境保护工程技术，专长为工业废水和废酸的治理。据称，他们提供的蒸发设备占世界蒸发量的50％，为世界第一。 Rauma公司的浓缩装置，已在德国、芬兰等国的钛白粉生产厂中应用。据介绍，1981年在德国（原西德）拜耳公司建立一套中试装置，采用强制循环，废酸终点浓度为65％。1982年按中试工艺，建了一个三段蒸发的浓缩装置，每小时处理量为30t，生产78％酸。 1987年再次为拜耳公司提供一套更大的废酸浓缩装置，蒸发量为58t/h,且设备材料方面做了很大的更新，采用玻璃钢衬聚氯乙烯材料，该装置1989年已投产。 1989年又为芬兰科米拉公司在波里的钛白厂建立一套废酸浓缩装置。在我国，Rauma公司曾经洽谈向淄博临淄有机化工厂、保定第二化工厂的糠醇车间提供废酸浓缩装置。据称，还为甘肃404厂15 OOOt/a钛白车间提供钛液浓缩、真空结晶等设备。由于其他原因而未实施。 1990年，芬兰劳马公司在南京同南京油脂化工厂等单位就废酸浓缩技术进行交流。他们介绍了20％废酸经一段蒸发浓缩至70％以及20％废酸分三段蒸发至70％的浓缩装置。鉴于一段蒸发的两条线和三段蒸发的一条线报价仅差20多万美元，而一段蒸发每蒸发It水需耗1. 2t蒸汽，三段蒸发仅耗蒸汽0. 7t（见下图）。因此，南京油脂化工厂曾打算引进该技术，并由化三院提供可行性研究报告，l0kt/a钛白粉扩改建工程项目，后未实施。

常见的钛白粉的生产工艺流程

常见的钛白粉的生产工艺流程硫酸法锐钛型钛白粉的工艺简述：硫酸法生产钛白粉步骤1、钛矿粉碎将购进的钛矿砂用雷蒙机或者风扫磨等粉碎成符合工艺要求的钛矿粉，并送到储存和计量钛矿粉的料仓。硫酸法生产钛白粉步骤2、酸解用浓硫酸分解钛矿，制取可溶性的钛的硫酸盐。钛铁矿的主要成分为偏钛酸铁（FeTiO3），是一种弱酸弱碱盐，可以用强酸把它分解。用过量的酸就能使反应进行到底。由于这个反应是一个放热反应，最高温度可以达到250℃，因此必须采用高沸点的酸--硫酸才能适应这一反应。在酸分解的过程当中，矿粉当中的各种杂质大部分也被分解，生成相应的可溶性硫酸盐，并在浸取的时候与钛的可溶性盐一起进入溶液当中，形成黑钛液。为了除铁，用金属铁把钛液中的高价铁还原成亚铁，同时，为了避免亚铁的再一次氧化，还必须用过量的金属铁把定量的四价钛还原成三价钛。硫酸法生产钛白粉步骤3、沉降酸解浸取、还原以后的体系是一个复杂的体系，含有可溶性杂质和不溶性的杂质。铁、钒、铬、锰等金属的硫酸盐为可溶性的杂质，在结晶或水解、水洗的过程中除去。不溶性杂质中的大多数，如未分解的钛矿、沙粒等靠重力的作用可以自然沉降除掉。不溶性杂质中的另一部分是硅和铝的胶体化合物，以及一些早期水解了的钛，虽然数量并不大，但具有很高的动力稳定性，需要另外加沉降剂，强化沉降澄清过程。硫酸法生产钛白粉步骤4、洗渣经过净化沉降后的泥渣中还含有大量的可溶性与不可溶性的钛，为保证收率，要通过用板框压滤机压滤的办法回收其中的大部分可以溶解的钛元素，不溶性钛和其他的未溶解杂质作为废渣排掉。硫酸法生产钛白粉步骤5、结晶结晶有两种方式：冷冻结晶和真空结晶。FeSO4溶解度受溶液的温度影响很大。因此，在组成一定的钛液中，FeSO4的溶解度随温度的降低而降低，本工序的主要目的就是使钛液的温度降低。 5.1 冷冻结晶是利用制冷介质(液氨或者氟利昂或者溴化锂等)的蒸发带走热量，使冷冻盐水温度降低，通过盘管换热，从而使钛液的温度降低下来，造成FeSO4 处于过饱和状态，过饱和的部分便以含七个结晶水的FeSO4?7H2O的形式结晶析出，同时带出部分结晶水，然后将其分离除去。根据溶液绝热蒸发的原理，利用闪蒸的方式使钛液中的水分快速绝热蒸发，吸收钛液的热5.2 量从而使钛液的温度降低，造成FeSO4 处于过饱和状态，过饱和的部分便以含七个结晶水的 FeSO4?7H2O的形式结晶析出，同时带出部分结晶水，然后将其分离除去。硫酸法生产钛白粉步骤6、钛液压滤沉降后的钛液当中还有一些肉眼看不到的悬浮杂质，这些杂质如果不除去的话，将会影响到成品的色相。因此，必须要进行精密过滤。利用板框压滤机，并以木炭粉(或者硅藻土、珍珠岩)为助滤剂进行压滤，利用木炭粉的强吸附作用进一步除去钛液中的不溶性杂质，达到净化的目的。硫酸法生产钛白粉步骤7、浓缩浓缩是为了将钛液的浓度提高到水解所要求的指标。钛液的沸点较高，已经高于钛液水解的临界温度，因此，钛液的浓缩必须在较低温度下进行。利用溶液在真空状态下沸点降低的原理，在低温下使钛液沸腾，将钛液中的水分蒸发掉，使精滤后的钛液浓度得以提高，以符合水解要求。硫酸法生产钛白粉步骤8、水解钛液的水解是二氧化钛从液相（钛液）重新转变为固相的过程。钛液具有普通离子溶液的性质，在PH值＞0.5时便发生水解。更重要的是，钛液具有胶体溶液的性质。在游离酸很高的情况下，使其维持沸腾状态也会发生水解反应，这是我们制取一定应用性能和制品性能的水合二氧化钛的依据。通过控制加热的速度，使钛液按照需要的水解速度发生水解反应，生成我们需要的水和二氧化钛粒子。硫酸法生产钛白粉步骤9、水洗

硫酸法制钛白粉的工业现状及

硫酸法制钛白粉的工业现状及“三废”处理曾霞（110705044） 2011级励志班摘要：介绍硫酸法制钛白粉的工业现状，同时简单介绍“三废”的处理方法及工艺流程。关键词：硫酸法钛白粉工业现状“三废”处理引文：钛白粉学名二氧化钛，由于其化学性能稳定，具有高折射率良好的遮盖力和着色力，被广泛应用于近年来发展速度较快的许多领域，如涂料、油墨、塑料、橡胶、纸张、陶瓷和合成纤维等。钛白粉的生产工艺主要有硫酸法、氯化法和盐酸法几种。其中硫酸固相法技术，由于其工艺比较成熟，因此在工业上得到了广泛的使用。硫酸法是中国钛白粉生产的主要技术类型，而硫酸法钛白粉生产排出的“三废”对环境的污染是比较严重的。在我国几乎没有一个钛白粉工厂的水、气、渣的排放能够完全达到国家规定的排放要求．少数工厂因环保问题而被迫停产、搬迁等。因此，分析硫酸法制钛白的现状、找到存在的问题、研究硫酸法生产钛白粉过程中产生的“三废”处理和优化其工艺有着迫切的现实意义。

1钛白粉工业现状一个国家的钛白粉消耗是社会消费水平的重要标志。钛白粉因其应用非常广泛，与国民经济关系极其密切，因此推动钛白工业的发展可推动国民经济的增长。 1.1国外钛白工业现状世界钛白粉的消费量与产量跟国际经济的发展紧密相连。从市场供求状况来看，1973年和1979年受两次“石油危机”冲击，1990～1991年及1995～1996年世界经济衰退均直接导致钛白粉需求量的下降，进入20世纪80年代，钛白粉迎来了一个兴旺发展时期，近十余年来，随着涂料、塑料、造纸等工业的发展增加了钛白粉的消费量，总体来看世界钛白工业将仍处于成长稳定期；从工业钛白粉制取的方法来看，氯化法钛白粉占主导地位，氯化法生产钛白粉最早是在1956年被杜邦公司应用于工业生产，氯化法是钛白工业先进技术的代表，目前它被美国的杜邦公司和科美基公司所垄断；从生产能力来看，世界钛白粉销售量为360万吨/年，已成为世界无机化工产品销售商品之一，仅次于合成氨、磷酸而位列第三位，随着世界经济的发展和人民生活水平的提高，近10年来，钛白粉材料市场十分兴旺，由于需求的快速增长，其生产能力逐步扩大，年均增长率大3.3%以上，跟全球经济GDP增长率相适应；从钛白产品类型来看，国外以高档红金石型钛白为主，并有各种专用钛白产品。

【完整新编】年产5万吨硫酸法钛白粉生产工艺设计实现可行性方案

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 (1) 1.1 钛白粉的性质 (1) 1.2 钛白粉的用途 (2) 1.3 当前钛白粉生产质量标准 (4) 1.4 全球钛白的发展情况 (6) 1.4.1 国际钛白粉生产发展史 (6) 1.4.2 世界钛资源分布情况 (6) 1.5 国内钛白粉的发展情况 (8) 1.5.1 国内钛白粉生产发展史 (8) 1.5.2 我国钛矿的分布情况 (9) 1.5.3 国内钛白粉行业的发展前景 (9) 1.6 钛白粉生产工艺的比较及选择 (10) 1.7 国内外钛白粉的主要生产厂家 (11) 1.7.1 国外主要生产厂家 (11) 1.7.2 国内主要生产厂家 (13) 1.8 设计的目的及内容 (14) 第2章酸解法钛白粉生产工艺流程设计及主要工段介绍 (15) 2.1 反应原理 (15) 2.2 工艺流程方框图 (15)

2.3.1 酸解工段 (18) 2.3.2 浓缩工段 (20) 2.3.3 晶种的制备工段 (21) 2.3.4 水解工段 (23) 第3章酸解法生产钛白粉的工艺计算 (26) 3.1 物料衡算 (26) 3.1.1 原料计算(以生产1吨100 %TiO2计) (26) 3.1.3 结晶过程的物料衡算 (32) 3.1.4 过滤过程物料衡算 (32) 3.1.5 浓缩过程物料衡算 (34) 3.1.6 水解过程中的物料衡算 (35) 3.2 能量衡算(以生产1吨100 %TiO2计) (36) 第4章主要设备计算及选型 (41) 4.1 沉降池选型 (41) 4.2 蒸发器选型 (41) 4.3 水解罐选型 (41) 4.5 主要设备一览表 (42) 第5章污染物治理及废副产品的利用 (44) 5.1 废气的治理 (44) 5.2 废水的治理 (45) 5.3 废渣的处理 (46)

硫酸法制钛白粉实验方案及操作要点

硫酸法钛白粉生产一、实验目的 1. 熟悉常见的仪器的使用和实验方案的设计要求； 2. 了解硫酸法钛白粉生产工艺流程及其过程中存在的问题； 3. 掌握硫酸法钛白粉生产的基本方法及钛白粉产品的分析方法； 4. 掌握硫酸法钛白的生产原理，了解产品的常见工艺指标。二、硫酸法钛白粉制备原理及工艺用浓硫酸分解钛矿，制取可溶性的钛的硫酸盐。钛铁矿的主要成分为偏钛酸铁 (FeTiO3),是一种弱酸弱碱盐，可以用强酸把它分解。用过量的酸就能使反应进行到底。酸解涉及到的方程式： FeTiQ+3HSQ—FeSG+Ti(SO4) 2+3HO FeTiO3+2HSO^ FeSQ+TiQSQ+2HQ Fe2Q+3HSS Fe2(SO) 3+3HQ 酸解浸取、还原以后的体系是一个复杂的体系，含有可溶性杂质和不溶性的杂质。在结晶或水解、水洗的过程中除去, 经过上述步骤除杂后，还有一些肉眼看不到的悬浮杂质，这些杂质将会影响到成品的色相。因此，利用木炭粉的强吸附作用进一步除去，达到净化的目的。然后将得到的产品浓缩使其浓度提高到水解所要求的指标。经过水解，使二氧化钛从液相(钛液)重新转变为固相。钛液水解是硫酸法生产钛白粉最关键的一步，为确保水解产物的质量，水解条件必须严格控制。水解快结束的时候用水稀释，可提高钛液的水解率，但稀释过度，则会影响水合二氧化钛的质量。水解方程式有：

TiSQ+2HS TiOSQ+HSQ TQSG+2HS H2TiQ3 J+H2SQ 水解后的水合二氧化钛含有硫酸以及铁、铝、锰、铜、镍、钒、铅等离子，必须进行水洗（其酸性滤液应回收处理）、漂白（酸性和还原条件下进行）将它们除去，否则产品将被污染。漂白涉及到的方程式如下： HTiQ s+HSQ^ TiQSQ+2HO 2Fe（QH"HSQ^Fe2（SQ）3+6HQ Zn+2Fd+—Zn2++2Fe2+ Zn+2Ti4+—Zn2++2Ti3+ 偏钛酸在煅烧前需要加入不同类型的添加剂，以使得在煅烧过程中，温度适当，内部变化平稳，使成品的二氧化钛具有稳定的晶型，良好的色相、光泽，较好的着色力、遮盖力，较低的吸油量和合适的晶粒大小、形状，以及在使用介质中良好的分散性。盐处理剂的作用如下：加入钾盐，可以使产品疏松、洁白，并且降低脱硫的温度，改变煅烧的条件，提高着色力等颜料性能；加入磷酸，可以使产品质地柔软，色泽比较白，并提高产品的耐候性。然后将合格的偏钛酸与浓碱液反应得到钛酸钠（也可用固体二氧化钛与固体氢氧化钠在850C高温下共融制得），在经过洗涤形成正钛酸，最后在浓盐酸的作用下，进行胶溶过程使正钛酸分散为脱离危险黏状的浆料。最后进行煅烧，得到产品（工厂中的产品还必须进行粉碎和包装为成品）。涉及到的反应方程式如下： HTiQ s+NaQh f NaTiQ4+3HQ NaTiQ4+4H? HTiQ4+4NaQH 硫酸法生产工艺实验流程图如下：

硫酸的工业制法

硫酸的工业制法硫酸硫酸盐一、硫酸的工业制法——接触法 2、尾气的吸收，可用氨水吸收 2NH 3 + H 2O + SO 2 = (NH 4)2SO 3 NH 3 + H 2O + SO 2 = NH 4HSO 3 将生成物用稀硫酸处理后，可制得化肥(NH 4)2SO 4，并回收了SO 2。 3、生产简要流程 4、有关物质纯度、转化率、产率的计算物质的纯度不纯物中所含纯物质的质量不纯物质的总质量 100% 5、多步递进反应的关系式计算法遇有多步递进反应（即前一步反应的产物就是后一步反应的反应物）的计算时，可用关系式法一步求解。此种方法的关键，是根据各步反应的化学方程式，找出起始原料与最终产物之间的物质的量之比，列出相应的关系式，然后按常规方法求解。二、浓硫酸的特性硫酸的化学性质跟它的浓度有密切的关系。稀硫酸具有酸类的通性（H +的性质），而浓硫酸中存在大量未电离的硫酸分子，因而浓硫酸除具有酸类的通性外，还具有吸水性、脱水性和强氧化性等特性。 1、浓硫酸的吸水性。浓硫酸具有吸收附着在物质表面或内部的湿存水和吸收结晶水的性能。其原因是硫酸分子极易与水分子化合成一系列稳定的水合物：H 2SO 4·nH 2O （n = 1,2,4,6,8）。同时放出大量的热。这些水合物很稳定。利用浓H 2SO 4的吸水性，可以做干燥剂。浓H 2SO 4能干燥

H 2、O 2、CO 等中性气体，也能干燥SO 2、Cl 2、CO 2、HCl 、HF 等酸性气体；但不能干燥NH 3等碱性气体，也不能干燥HBr 、HI 、H 2S 等有强还原性的气体。 2、浓硫酸的脱水性。浓硫酸能把纸张、木材、蔗糖等有机物中的氢、氧元素，按水分子里的氢、氧原子个数比（2∶ 1）脱出，使其碳化。如： C 12H 22O 11 浓 H SO 24?→??? 12C + 11H 2O 蔗糖 3、浓硫酸的氧化性。硫酸分子中S 6 +有较强的得电子能力，故浓硫酸有较强的氧化性，加热时其氧化性增强。（1）与金属的反应：在加热的条件下，绝大部分金属（除Pt 、Au 外）能被浓H 2SO 4氧化到高价态，同时H 2SO 4被还原成SO 2（一般情况下），反应中没有氢气生成。 Cu + 2H 2SO 4 (浓) CuSO 4 + SO 2 ↑ + 2H 2O Hg + 2H 2SO 4 (浓) HgSO 4 + SO 2 ↑ + 2H 2O Zn + 2H 2SO 4 (浓) ZnSO 4 + SO 2 ↑ + 2H 2O （2）常温时浓H 2SO 4使铁、铝钝化。加热时铁、铝可与浓硫酸剧烈反应。 2Fe + 6H 2SO 4 (浓) Fe 2 (SO 4)3 + 3SO 2 ↑ + 6H 2O 2Al + 6H 2SO 4 (浓) Al 2(SO 4)3 + 3SO 2 ↑ + 6H 2O （3）与非金属的反应 C + 2H 2SO 4 ( 浓) 2SO 2 ↑ + CO 2 ↑+ 2H 2O S + 2H 2SO 4 (浓) 3SO 2 ↑ + 2H 2O 2P + 5H 2SO 4(浓) 2H 3PO 4 + 5SO 2 ↑ + 2H 2O （4）与具有还原性的化合物反应 H 2S + H 2SO 4 (浓) = S + SO 2 ↑ + 2H 2O 2HBr + H 2SO 4 (浓) = Br 2 ↑ + SO 2 ↑ + 2H 2O 8HI + H 2SO 4(浓) = 4I 2 + H 2S ↑ + 4H 2O 5、硫酸的性质与作用的联系。（1）硫酸的酸性实际上就是硫酸中H +的性质 Zn + H 2SO 4 (稀) = ZnSO 4 + H 2 ↑ CuO + H 2SO 4 = CuSO 4 + H 2O 2NaOH + H 2SO 4 = Na 2SO 4 + H 2O （2）硫酸可与弱酸盐反应，表现出硫酸的强酸性。 FeS + H 2SO 4 (稀) = FeSO 4 + H 2S ↑

钛白粉生产工艺技术

钛白粉生产工艺技术阅读次数:2533 一、???????????? 概述(Introduction) 自1791年发现钛元素到1918年采用硫酸法商业生产钛白粉以来，至今已有80多年的生产和商业使用历史。钛白粉生产方法主要有硫酸法和氯化法。硫酸法是用钛精矿或酸溶性钛渣与硫酸反应进行酸解反应，得到硫酸氧钛溶液,经水解得到偏钛酸沉淀;再进入转窑煅烧产出TiO2。硫酸法以间歇法操作为主，生产装置弹性大，利于开停车及负荷调整。但其工艺复杂，需要近二十几道工艺步骤，每一工艺步骤必须严格控制，才能生产出最好质量的钛白粉产品，并满足颜料的最优性能。硫酸法既可生产锐钛型产品，又可生产金红石型产品。氯化法是用含钛的原料，以氯化高钛渣、或人造金红石、或天然金红石等与氯气反应生成四氯化钛，经精馏提纯，然后再进行气相氧化；在速冷后，经过气固分离得到TiO2。该TiO2因吸附一定量的氯，需进行加热或蒸气处理将其移走。该工艺简单，但在1000℃或更高条件氯化，有许多化学工程问题如氯、氯氧化物、四氯化钛的高腐蚀需要解决，再加上所用的原料特殊，较之硫酸法成本高。氯化法生产为连续生产，生产装置操作的弹性不大，开停车及生产负荷不易调整，但其连续工艺生产，过程简单，工艺控制点少，产品质量易于达到最优的控制。再加上没有转窑煅烧工艺形成的烧结，其TiO2原级粒子易于解聚，故所所以在表观上人们习惯认为氯化法钛白粉产品的质量更优异硫酸法与氯化法的优势比较于下表：表一、硫酸法和氯化法优劣比较表

一、??????????? 钛白粉原料来源及加工(Raw materials for T iO2 pigment manufacture) 主要有两种具有经济开采利用的钛矿—岩矿和砂矿。如图二所示、多数钛矿在其适合用于钛白粉颜料加工之前，需要进行浓缩与富集、或用其他的加工方法以提高TiO2在原料中的含量。采用通常的选矿方法如重选、磁选、静电选等进行选矿，进一步的加工是电炉冶炼成高钛渣和铁还原与化学处理生产人造金红石。三．??? 钛白粉生产工艺技术(TiO2 pigment manufacturing technol ogy) 1、硫酸法生产工艺技术(Sulfate technology) 如图一、所示，硫酸法技术的主要工艺步骤是： ●TiO2原料用硫酸酸解； ●沉降，将可溶性硫酸氧钛从固体杂质中分离出来； ●水解硫酸氧钛以形成不溶水解产物或称偏钛酸； ●煅烧除去水份，生成干燥的纯TiO2。若采用的最初原料配料的铁含量高或钛含量低时，则要在净化和水解之间