钛白粉的制备
钛白粉工艺流程

钛白粉工艺流程引言:钛白粉是一种重要的白色颜料,广泛应用于涂料、塑料、橡胶、纸张等行业。
其生产过程包括原料处理、反应制备、分离纯化和干燥等环节。
本文将详细介绍钛白粉的工艺流程。
一、原料处理钛白粉的主要原料是钛矿石,一般为金红石型钛矿石。
原料处理的目的是去除杂质,提高钛矿石的纯度。
首先,将钛矿石经过破碎、磨矿等步骤得到粉状物料。
然后,通过浮选法或磁选法去除石英、硅化物等非金属矿物。
最后,采用氯化法或硫酸法进行酸溶或氧化处理,以去除铁、钒等杂质。
二、反应制备原料处理后得到的钛矿石粉末经过反应制备,得到钛白粉的前驱体。
主要有硫酸法和氯化法两种方法。
硫酸法是将钛矿石和硫酸反应生成硫酸钛溶液,再经过水解、沉淀、过滤等步骤得到钛白粉前驱体。
氯化法是将钛矿石和氯气反应生成氯化钛,再经过水解、沉淀、过滤等步骤得到钛白粉前驱体。
两种方法各有优劣,可根据具体情况选择。
三、分离纯化钛白粉前驱体经过反应制备后,需要进行分离纯化,以去除杂质。
常用的方法是离心分离、过滤和洗涤等。
首先,通过离心分离将固体和液体分离,得到含有钛白粉的沉淀。
然后,通过过滤将沉淀分离出来,得到湿态的钛白粉。
最后,通过洗涤去除残留的酸性或碱性物质,使钛白粉更加纯净。
四、干燥经过分离纯化后的湿态钛白粉需要进行干燥处理,以去除水分。
常用的干燥方法有气流干燥、真空干燥和喷雾干燥等。
其中,气流干燥是将湿态钛白粉放置在通风设备中,利用气流的热量将水分蒸发掉。
真空干燥是将湿态钛白粉放置在真空环境中,利用低压下水分的蒸发。
喷雾干燥是将湿态钛白粉通过喷雾器均匀喷洒到热风中,使水分迅速蒸发。
结论:钛白粉的工艺流程包括原料处理、反应制备、分离纯化和干燥等环节。
通过破碎、磨矿等步骤处理钛矿石,去除杂质提高纯度。
通过硫酸法或氯化法反应制备钛白粉的前驱体。
通过离心分离、过滤和洗涤等步骤进行分离纯化。
最后,通过气流干燥、真空干燥或喷雾干燥去除水分,得到干燥的钛白粉。
这些步骤相互衔接,共同完成了钛白粉的生产过程。
钛白粉生产流程

钛白粉生产流程
钛白粉生产流程分为硫酸法和氯化法两种,其中硫酸法采用钛铁矿为原料,氯化法则使用氯化钛为原料。
硫酸法生产钛白粉的流程如下:
1. 原料选用:钛铁矿经过选矿、焙烧处理,得到含有二氧化钛的硫酸钛矿。
2. 硫酸法浸出:将硫酸钛矿与浓硫酸在高温、高压下反应,使得二氧化钛与硫酸反应生成硫酸钛酸钠溶液。
3. 前处理:硫酸钛酸钠溶液通过高温、高压蒸发、干燥处理,得到过程物料钛白粉前体。
4. 还原制氧:使用氢气对钛白粉前体进行还原,进一步提高了钛白粉的光泽、涂层性能。
5. 粉碎:将还原制氧后的钛白粉进行机械粉碎、分级处理,得到最终的钛白粉产品。
氯化法生产钛白粉的流程如下:
1. 原料选用:选择含有足够纯度的氯化钛或Appcrott法制备的氯化钛精矿作为原料。
2. 氯化过程:将氯化钛原料、氯气、辅料等在高温、高压下进行氯化反应,得到氯化钛气相和氯化钛溶液相。
3. 湿法过程:将氯化钛溶液进行蒸发、结晶、分离,得到二氧化钛、氯化钙等物质。
4. 前处理:与硫酸法相同,将得到的过程物料进行干燥、煅烧等前处理,得到钛白粉前体。
5. 还原制氧、粉碎等步骤同硫酸法。
综上所述,钛白粉生产流程主要分为硫酸法和氯化法两种。
不同的原料和反应条件,以及工艺流程产生了钛白粉的不同性质和用途。
在生产过程中,还需要严格控制质量、环保和安全等方面的要求,以保证生产出高质量、合格的钛白粉产品。
氯化法生产钛白粉化工原理生产工艺流程

氯化法生产钛白粉化工原理生产工艺流程一、简介钛白粉是一种重要的白色颜料,广泛应用于涂料、塑料、橡胶、纸张等行业。
氯化法生产钛白粉是目前主要的生产工艺之一,其主要原料是金红石矿石和氯化氢。
本文将介绍氯化法生产钛白粉的化工原理和生产工艺流程。
二、化工原理1. 原料准备氯化法生产钛白粉的原料主要包括金红石矿石、氯化氢和其他辅助原料(如稀硫酸、硝酸等)。
金红石矿石是一种含钛的矿石,经过矿石选矿和粉碎处理后,可以用于氯化法生产钛白粉。
氯化氢是用于与金红石矿石反应的氯化剂。
2. 溶解金红石金红石矿石在稀硫酸的作用下产生可溶性的硫酸钛溶液。
反应方程式如下:FeTiO3 + H2SO4 → TiOSO4 + FeSO4 + H2O硫酸钛溶液中主要包括硫酸钛和硫酸铁。
3. 与氯化氢反应硫酸钛溶液与氯化氢发生反应,生成氯化钛和硫酸。
反应过程如下:TiOSO4 + 4HCl → TiCl4 + H2SO4生成的氯化钛溶液经过蒸馏处理,获得纯净的氯化钛。
4. 氯化钛还原纯净的氯化钛与氢气反应,发生氯化钛还原反应,生成金属钛和氯化氢。
反应方程式如下:TiCl4 + 2Mg → Ti + 2MgCl25. 钛白粉的制备通过氯化法生产的金属钛经过粉碎和精炼处理,最终得到钛白粉产品。
三、生产工艺流程1. 矿石选矿金红石矿石经过选矿处理,去除杂质,得到符合要求的矿石原料。
矿石原料经过粉碎处理,将矿石研磨成适合氯化反应的粉末。
3. 硫酸处理将粉碎后的金红石矿石与稀硫酸反应生成硫酸钛溶液。
4. 氯化反应将硫酸钛溶液与氯化氢反应,生成氯化钛溶液。
5. 蒸馏处理对氯化钛溶液进行蒸馏处理,获得纯净的氯化钛。
6. 还原反应将纯净的氯化钛与氢气反应,进行氯化钛还原反应。
7. 钛白粉制备通过氯化法生产的金属钛经过粉碎和精炼处理,最终得到钛白粉产品。
四、生产过程中的主要反应1. 金红石与硫酸的反应FeTiO3 + H2SO4 → TiOSO4 + FeSO4 + H2O2. 硫酸钛与氯化氢的反应TiOSO4 + 4HCl → TiCl4 + H2SO43. 氯化钛的还原反应TiCl4 + 2Mg → Ti + 2MgCl2五、环保措施1. 废水处理生产过程中产生的废水中含有硫酸、氯化钛等有害物质,需要进行严格的废水处理,确保排放符合环保要求。
钛白粉知识详细介绍

钛白粉知识详细介绍钛白粉是一种重要的无机化工原料,广泛应用于涂料、塑料、纸张、橡胶和化妆品等行业。
在国际上,钛白粉通常被称为“白色的明星”。
以下是钛白粉的详细介绍。
一、钛白粉的种类和性质根据其制备工艺和物理性质的不同,钛白粉可以分为硫酸法钛白粉和氯化法钛白粉两大类。
硫酸法钛白粉是以酸式钛酸铁为原料,通过硫酸法制备而成。
氯化法钛白粉则是以天然钛铁矿为原料,通过氯化法制备。
硫酸法钛白粉的颜色较白,光泽度高,氯化法钛白粉的颜色偏黄,用途较多。
钛白粉是一种无毒、无味、无磁性、化学稳定的白色颗粒状粉末。
其化学式为TiO2,相对分子质量为79.88、钛白粉具有优异的遮盖力、高光泽度、出色的耐候性和化学稳定性。
此外,钛白粉还具有抗紫外线能力强、耐高温、耐酸碱腐蚀等特点。
二、钛白粉的应用领域1.涂料行业:钛白粉在涂料中被广泛应用,主要用于提高涂料的遮盖力、附着力和耐候性。
此外,钛白粉还可以提供颜色的亮度和净度,使涂层呈现出优美的外观效果。
由于涂料行业对品质要求较高,钛白粉的纯度、颜色和颗粒度等指标都有严格的要求。
2.塑料行业:钛白粉是塑料制品中最重要的白色颜料。
它可以增加塑料制品的白度和亮度,并提高其遮盖力。
此外,钛白粉还在塑料中起到抗紫外线和抗氧化的作用,从而延长塑料制品的使用寿命。
3.纸张行业:钛白粉作为纸张的填料和涂料,可以提高纸张的光泽度、光滑度和耐候性能。
同时,钛白粉还可以提高纸张的遮盖力和打印质量,使打印的文字和图像更加清晰。
4.橡胶行业:钛白粉可以用于橡胶制品的增白和改善外观,如橡胶鞋、橡胶管等。
此外,钛白粉还可以增加橡胶制品的耐候性和耐光性,提高其物理性能和使用寿命。
5.化妆品行业:钛白粉广泛应用于化妆品中,如粉底、散粉、口红等。
钛白粉能够提供化妆品的白度和遮瑕力,使肌肤看起来更加光滑和均匀。
三、钛白粉的制备工艺1.硫酸法制备:硫酸法制备钛白粉是最早的工业化生产方法。
该方法以天然钛铁矿为原料,经过浸出、溶解、结晶、分离、洗涤、干燥等过程制得。
钛白粉的生产

硫酸法生产工艺技术:如图所示,硫酸法技术的主要工艺步骤是:①TiO2原料用硫酸酸解;②沉降,将可溶性硫酸氧钛从固体杂质中分离出来;③水解硫酸氧钛以形成不溶水解产物或称偏钛酸;④煅烧除去水分,生成干燥的纯TiO2。
若采用的最初原料配料的铁含量高或铁含量低时,则要在净化和水解之间增加去除和回收FeSO4·7H2O和浓缩钛液工艺步骤。
1.酸解经研磨、干燥的钛铁矿(含42%~60%的TiO2)和/或酸溶性钛渣(TiO2含量72%~78%)一般在铅衬反应器中用浓硫酸在150~180℃的温度下酸解。
为便于酸解,原料通常要磨到200目左右。
需要指出的是,白钛石、人造金红石和金红石不溶解于硫酸,因此不能用硫酸法钛白的生产方法。
酸-料混合物一般用空气进行气流搅拌并通过吹入蒸汽加热。
大多数生产厂使用浓度为85%~92%的硫酸,剧烈的放热反应在160℃左右就开始了。
钛铁矿种的铁含量越高(TiO2含量越低),所用硫酸的稀释程度就越高。
对处理岩矿而言,合适的酸浓度为85%。
而处理钛渣,酸中的H2SO4一般为91%~92%。
为了获得平缓的反应,不许用比此更浓的硫酸。
之后,钛液被逐渐稀释,首先用酸,然后用水。
无论酸的浓度如何,反应固相物的形态都是疏松的多孔饼,其主要组成是Fe2(SO4)3和TiOSO4 (硫酸氧钛)。
由于原料中存在的钒、铬和其他金属要在硫酸中分解,因此多孔饼中也含有这类金属硫酸盐。
酸解反应通常用能装30~40t反应物的酸解罐进行间歇式操作。
剧烈的放热反应一般持续约30min,然后将多孔饼固相物冷却3h左右。
硫酸法产生的空气污染大部分来自于酸解。
反应中,大量硫氧化物、酸雾和夹带的未反应原料粒子在很短时间内释放出来。
这些放散物被暂时收集到气体洗涤塔和固体物质除尘系统中。
接下来是用水和/或稀硫酸将硫酸盐多孔饼浸出。
这种饼的分解和三价铁/二价铁的还原通常要进行11~12h,使在酸解罐处的总反应时间达14~15h。
硫酸法钛白粉工艺流程化学反应

硫酸法是一种常用的制备钛白粉的工艺方法,它通过化学反应将钛矿石转化为钛酸盐,再经过沉淀、分离、洗涤和煅烧等步骤,最终得到钛白粉产品。
下面我将详细描述硫酸法制备钛白粉的工艺流程和化学反应的步骤。
1.原料准备钛矿石是制备钛白粉的主要原料,常用的钛矿石有金红石、钛铁矿等。
首先需要将钛矿石破碎、磨矿,使其粒度适宜,便于后续的化学反应。
2.硫酸浸取将磨碎的钛矿石与浓硫酸进行反应,生成钛酸盐溶液。
反应的化学方程式为:TiO2 + 2H2SO4 → Ti(SO4)2 + 2H2O3.滤液沉淀将钛酸盐溶液进行滤液分离,得到含有钛酸盐的滤液。
滤液中除了钛酸盐外,还含有杂质离子等。
4.钛酸盐沉淀通过加入饱和硫酸钠溶液或过量硫酸进行钛酸盐的沉淀。
沉淀反应的化学方程式为:Ti(SO4)2 + 2Na2SO4 → TiO2·nH2O↓ + 2Na2SO4+ 2H2SO45.滤液与沉淀分离将钛酸盐沉淀与滤液进行分离,得到湿态的钛酸盐沉淀。
6.洗涤将湿态的钛酸盐沉淀进行多次的洗涤,以去除其中的杂质离子和硫酸根离子。
洗涤一般使用水或酸性溶液进行。
7.煅烧将洗涤后的钛酸盐沉淀进行煅烧,使其转化为钛白粉。
煅烧的温度一般在800°C-1000°C之间,时间较长,可以达到几小时到几十小时。
8.粉碎和分级将煅烧后的钛白粉进行粉碎和分级,使其达到所需的粒度要求。
钛白粉的粒度对于其应用性能有着重要的影响。
9.包装和成品将粉碎和分级后的钛白粉进行包装,成为最终的成品。
总结:硫酸法制备钛白粉的工艺流程主要包括原料准备、硫酸浸取、滤液沉淀、钛酸盐沉淀、滤液与沉淀分离、洗涤、煅烧、粉碎和分级、包装和成品等步骤。
其中,硫酸浸取和钛酸盐沉淀是关键的化学反应步骤,通过这些反应,将钛矿石转化为钛酸盐,再经过后续的处理得到钛白粉成品。
这个工艺流程在实际生产中已经得到广泛应用,能够高效、稳定地制备出优质的钛白粉产品。
钛白粉知识点总结

钛白粉知识点总结一、生产工艺钛白粉的生产主要分为氯化法和硫酸法两种主要工艺。
氯化法主要是以天然金红石为原料,通过高温氯化、硫酸水解、沉淀、过滤、洗涤、煅烧等一系列工艺步骤制备而成的。
硫酸法主要是以硫铁矿为原料,通过硫酸浸出、水解、沉淀、过滤、洗涤、煅烧等工艺步骤制备而成。
两种工艺各有优缺点,但在实际生产中,氯化法工艺应用更为广泛,因为其产品质量优良,生产成本相对较低。
二、物理性质钛白粉是一种无机物,化学式为TiO2,其晶体结构为六方晶体。
钛白粉的主要物理性质包括白度、颗粒大小、油溶性、比表面积、抗阳离子能力等。
其中,白度是衡量钛白粉优劣的主要指标,一般要求白度高达94%以上。
颗粒大小也是重要的性能参数,通常用平均粒径和粒度分布来描述。
油溶性是钛白粉在涂料行业中的一个重要性能指标,即其在油漆中的分散性和悬浮性。
比表面积是指单位质量的钛白粉所具有的表面积,对其光泽度和遮盖力有较大影响。
抗阳离子能力是指钛白粉对阳离子染料的吸附能力,直接影响着其遮盖力和着色效果。
三、应用领域钛白粉是目前世界上使用最广泛的白色颜料,其应用领域包括涂料、塑料、橡胶、油墨、造纸、化妆品等诸多行业。
在涂料行业中,钛白粉主要用于提高涂料的遮盖力和光泽度,改善涂层的耐候性和耐久性。
在塑料行业中,钛白粉主要用于提高塑料制品的白度和光泽度,改善其耐候性和耐化学性。
在橡胶行业中,钛白粉主要用于提高橡胶制品的耐候性和耐磨性。
在油墨行业中,钛白粉主要用于提高油墨的白度和遮盖力,改善印刷效果。
在造纸行业中,钛白粉主要用于提高纸张的白度和光泽度,改善印刷效果。
在化妆品行业中,钛白粉主要用于提高化妆品的遮瑕力和保湿性。
四、环境影响钛白粉的生产和应用过程都会对环境造成一定程度的影响。
在生产过程中,氯化法工艺会产生大量的气体和废水,含有高浓度的氯化物和硫酸盐,并且在煅烧过程中产生二氧化硫和氮氧化物等有害气体。
硫酸法工艺会产生大量的废水和粉尘,其中含有高浓度的二氧化硫和氮氧化物。
钛白粉结构

钛白粉结构钛白粉是一种广泛应用于各个领域的白色无机颜料,具有优异的遮盖力和耐候性。
本文将从钛白粉的化学结构、制备方法、物理性质和应用领域等方面进行介绍。
一、钛白粉的化学结构钛白粉的化学式为TiO2,是由钛原子和氧原子组成的化合物。
钛原子和氧原子之间通过共价键连接,形成了稳定的晶体结构。
钛白粉的晶体结构分为两种主要形式:金红石型和锐钛矿型。
金红石型钛白粉具有六方晶系结构,而锐钛矿型钛白粉则具有四方晶系结构。
二、钛白粉的制备方法主要的钛白粉制备方法包括硫酸法和氯化法两种。
硫酸法是通过将钛铁矿石与硫酸反应得到硫酸钛溶液,然后经过水解、沉淀、煅烧等步骤得到钛白粉。
而氯化法则是将钛铁矿石与氯化氢反应生成氯化钛,然后通过氧化、水解、沉淀等步骤制备钛白粉。
三、钛白粉的物理性质钛白粉是一种白色粉末,具有优异的遮盖力和光泽度。
其平均粒径通常在0.2-0.3微米之间。
钛白粉的比表面积较大,一般在5-15平方米/克之间。
此外,钛白粉还具有良好的耐候性、耐化学性和热稳定性。
四、钛白粉的应用领域由于钛白粉具有良好的遮盖力和颜色稳定性,广泛应用于各个领域。
在涂料行业中,钛白粉是最常用的白色颜料,用于提供涂层的白色效果。
此外,钛白粉还可以用于制造塑料制品、橡胶制品、纸张、陶瓷、化妆品等产品中,以改善其白色效果。
钛白粉还具有一些特殊的应用。
例如,在食品行业中,钛白粉可以用作食品的白色着色剂,用于增加食品的美观度。
在医疗领域,钛白粉可以用于制备人工骨骼、人工关节等医疗器械。
此外,钛白粉还被用作催化剂、光催化剂和光敏剂等。
总结:钛白粉是一种广泛应用于各个领域的白色无机颜料。
它的化学结构稳定,制备方法多样,物理性质优异。
钛白粉不仅在涂料行业中大量使用,还广泛应用于塑料、橡胶、纸张、陶瓷、化妆品等行业。
此外,钛白粉还具有一些特殊的应用,如食品着色剂、医疗器械和催化剂等。
随着科技的不断发展,钛白粉在各个领域的应用前景将更加广阔。
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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。
经过水洗而仍残留在水合二氧化钛中的最后一部分杂质(高铁为主),则以漂洗来除去,即在酸性条件下以还原剂将不溶的高铁还原为可溶性的亚铁,再进行二次水洗。
(7)盐处理盐处理是在盐处理锅中进行。
在充分搅拌的情况下,向偏钛酸浆液中加入碳酸钾和磷酸等盐处理剂,可防止煅烧物料烧结,隐蔽杂质元素的显色,使煅烧产品颗粒松软,色泽洁白等。
(8)煅烧回转窑是目前最广泛采用的煅烧设备。
盐处理后的偏钛酸在回转窑中经高温脱水、脱硫及晶型转化等过程,得到具有颜料性能的钛白粉。
(9)后处理二氧化钛后处理是按照不同用途对煅烧所得二氧化钛进行各种处理以弥补它的光活性缺陷,并改变它的表面性质。
后处理包括分级,无机和有机表面包膜处理,过滤,干燥、超微粉碎和计量包装等,从而获得表面性质好,分散性高的二氧化钛成品。
总之,硫酸法的优点是可直接用钛铁矿作原料,设备简单,工艺技术容易掌握,缺点是三废量大,不利于环境保护,并且处理三废费用很多,从而使生产成本增加。
为克服上述缺点,采用含 TiO2 70-80%的钛渣为原料,不但可降低硫酸消耗的三分之一,而且废副产品物排出量可减少 30%。
6.3.2 原矿的粉碎A、目的钛精矿一般粒度比较粗,比表面积较小,酸解时与硫酸接触面积小,不易被硫酸有效地分解。
因此,在使用前必须将其磨细,以增加反应接触面,使酸解反应能够正常进行。
参加酸解反应的矿粉不仅必须达到一定的细度,而且粒度分布要求窄而均匀,这样才能得到较高的酸解率,得到符合工艺要求的硫酸钛液。
一般矿粉细度要求为:325 目筛余≤1.5%。
B、粉碎的工艺流程钛精矿由斗提式提升机送入贮料斗,再由给料装置将原矿定量、均匀、连续地送入雷蒙磨进行粉碎。
已被粉碎的物料由鼓风机鼓入的空气流以分析器带出,粗颗粒被挡后落入粉碎区域重新返回雷蒙磨构成闭路循环。
分离出的物料自旋风分离器下部卸出,进入矿粉中间贮槽,再由脉冲气力输送泵,送至矿粉贮槽,供酸解使用。
部份循环风经布袋收尘器除尘后排空,收尘下来的飞粉进入矿粉中间贮槽。
C、粉碎设备---雷蒙磨粉碎设备---雷蒙磨 --这是国内常用的设备,是一种摆轮式研磨机,靠摆轮的重力胶离心力,对钢圈所产生的挤压和 2 研磨作用达到粉碎物料的目的。
攀钢集团公司使用的是 4R3216 型雷蒙磨(4R:四辊;32:磨辊直径 32cm;16:磨辊高度 16cm)。
雷蒙机的工作原理是:雷蒙主机内装有磨环和磨辊,磨环固定在机座上,磨辊则自由悬挂在竖轴顶端的十字形悬辊架上,磨辊既能绕中间竖轴旋转又能自转。
雷蒙机运转时,磨辊在离心力作用下紧贴在磨环表面对加入物料产生挤压和研磨作用而使其粉碎。
未被粉碎的物料坠于机底,并被铲刀铲起重新将其抛掷于滚动很快的磨辊前的磨环面上,已被粉碎的物料由空气流携出。
空气流由机底上吹,使粉碎后物料通过分析器分级,细度合格的进入旋风分离器中,细度不合格的再返回雷蒙磨重新研磨。
转速越大,粒度越细;反之则粒度越粗。
粉碎细度可由调节吹入的空气量的大小及分析器的转速等控制。
6.3.3 酸解 A、酸解的基本原理(1)酸解的化学反应钛铁矿与硫酸的反应非常缓慢,在常温下几乎不发生变化。
为了促进这个反应,往往需要加热,引导反应的开始。
如以偏钛酸亚铁 FeTiO3 代表钛铁矿的主要成份,则酸解反应一般认为按下列二方程进行: FeTiO3+3H2SO4 ? ?→ Ti(SO4)2+FeSO4+3H2O FeTiO3+2H2S04 ? ?→ TiOSO4+FeSO4+2H2O 我们也可以把 TiO2 视作是钛铁矿的一个单独成份,则上面反应可写作: TiO2+2H2SO4 ? ?→ Ti(SO4)2+2H2O Ti02+H2SO4 ? ?→ TiOSO4+H2O 钛铁矿中的铁则按下列方程式进行反应: FeO+H2S04 ? ?→ FeSO4+H2O Fe2O3+3H2SO4 ? ?→ Fe2(SO4)3+3H2O 从这些反应式看,反应结果得到的是(正)硫酸钛 Ti(S04)2 硫酸氧钛TiOSO4,硫酸亚铁 FeSO4 和硫酸高铁 Fe2(SO4)3 这四种物质。
硫酸氧钛的生成,也可以视为是硫酸钛初步水解的产物。
Ti(SO4)2+H2 O ? ?→ TiOSO4+H2SO4 酸解后生成的硫酸钛Ti(SO4)2 和硫酸氧钛 TiOSO4 之间的比例由酸解条件而定。
从方程式中可以看出,生成硫酸钛每一份需要二份硫酸,而生成硫酸氧钛每一份只需要一份硫酸。
(2)有效酸和酸比值有效酸:在钛溶液中,硫酸以三种不同的形式⑴与钛结合的硫酸⑵与其他金属(主要是铁)结合的硫酸⑶游离酸——未被结合的过剩的硫酸。
我们无法单独测定与钛结合的酸或游离酸,只能测定二者的总和,我们把它称为有效硫酸。
有效酸=与钛结合的酸+游离酸 3 有效酸一般用酸碱滴定的方法来测定,目前仍作为评价酸解效果与质量的一个控制指标,与生产与科研单位广泛应用。
酸比值:在控制有效酸这指标时,有这样一个问题;就是同样的钛液,如果浓度稍有变化,(例如经过适当浓度或稀释)。
钛液的性质没有变化,而有效酸的数值却发生变化。
为了解决这个问题,我们采用酸比值这个指标。
酸比值又称酸度系数,通便用符号 F 表示。
所谓酸比值是指钛液中有效酸与总钛含量之比值。
F= 钛液中钛的组成。
有效浓度总TiO2浓度因为这是一个比值,因此钛液经过浓缩或稀释后,F值是保持不变的,F值的高低,能显示出钛液 F 值的高低,还能影响以后的水解产物的结构状态,因此生产不同品种的钛白,对钛液的 F 值常常要严格控制。
B、固相法酸解 a. 操作步骤 (1)投料酸解操作时,在强烈压缩空气搅拌下,先投入硫酸,然后再投入矿粉后,使矿粉与硫酸充分混合,最后加入稀释水。
(2)加温用直接蒸汽加温。
当槽内反应物温度升至 80-100℃时应立即停止蒸汽,剧烈反应也就开始。
(3)主反应由于反应是放热反应,反应物温度急剧自动上升,在数分钟内达到最高温度约200℃。
在这阶段内,反应非常猛烈,槽身有可察觉的震动,同时排出大量的酸雾,反应物也经过稠粘阶段而逐渐凝成多孔的海绵固体。
(4)成熟主要反应结束,反应物的温度逐渐下降。
在这冷却的同时,尚继续发生酸解反应,使反应更加完全。
(5)浸取成熟后的固相物溶于水,以得到硫酸钛的溶液。
b. 酸解反应控制条件 (1)酸矿比酸矿比是投料时硫酸与矿粉重量的比值。
(硫酸浓度以 100%计算)在选择酸矿比时,主要应使矿粉得到最大程度的分解而又耗用最少量的酸。
一般地说,酸矿比越高,过量的硫酸便越多,反应便越完全,酸解率也越高,根据固相法的特点,一般控制酸矿比为 1.54~1.65。
一般认为酸矿比是决定酸解反应的一个工艺指标。
酸矿比对钛液的 F 值影响尤为显著。
但是为 4 了节约硫酸,F 值可以在浸取时加入废酸进行调节。
酸矿比如果过高,对提高酸解率的作用便不明显。
相反却要多消耗硫酸。
与液相法相比,固相法所用的硫酸浓,反应温度高,因此耗用酸便可以少。
(2)硫酸反应浓度硫酸反应浓度是指钛铁矿酸解反应时必须控制的硫酸浓度。
原则上讲,硫酸反应浓度越高,则反应完全。
但实践表明,当硫酸反应浓度过高时,容易发生反应后固相物的早期水解。
其原因可以认为是由于硫酸浓度越高,则反应温度也越高,使反应初期的生成物在反应结束时已发生水解。
实际控制的硫酸反应浓度,应依据设备的容量,投料量等不同条件而变化,一般控制在 84-88%。
(3)加温温度矿粉与硫酸反应,需要在一定温度时才能开始。
但反应本身能放出大量的热,因此大部分热量是依靠自发的。
TiO2+H2SO4 ? ?→ TiOSO4+H2O+5.84 千卡 FeO+H2SO4 ? ?→ FeSO4+H2O+29 千卡Fe2O3+3H2SO4 ? ?→ Fe2(SO4)3+3H2O+33.8 千卡一般来说温度越高反应越剧烈,也越完全。
酸解反应是个放热反应,当反应开始时便放出大量的热,使反应物的温度迅速上升。
因此短时间内即变成剧烈反应,反应物的温度可达到200℃以上。
一般情况下,开始时物料需要适当加温以引发反应,但当反应开始后应立即停止加温,以免反应过分猛烈而发生冒锅或早期水解。
加温温度一般控制为 80-100℃,也要根据设备大小而定。
一般中小设备控制为 60-80℃,一般大设备控制为 100-120℃。
加温温度过低,例如小于60℃,则引发主反应的时间长,反应不剧烈,容易生成难溶性的固相物,酸解率低。