钛白粉硫酸法生产工艺
【精品】硫酸法钛白粉的生产酸解、浸取、还原
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，能与强3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1mol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。
钛白粉硫酸法生产工艺
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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 （１） 如果 使用 ＴｉＯ２ 钛渣 则不需结晶 钛渣， 去结晶 （１） Ｔｉ－Ｃｏｎｓ ？ ２００９ ＴｉＴｉ－Ｃｏｎｓ ？ ２００９ Ｔｉ－ 概括 ＴｉＯ２ 硫酸法钛白工艺 – 第５頁 结晶 （如果 使用 ＴｉＯ２ 钛渣 则不需结晶 如果 钛渣， 则不需结晶） 从沉降来 黑液 （ＴｉＯＳＯ４， ＦｅＳＯ４， Ｈ２ＳＯ４） 蒸汽 结晶（ 通过蒸发冷却） 结晶 通过蒸发冷却 离心机 （２ 步） 绿矾 （ＦｅＳＯ４ ・ ７ Ｈ２Ｏ） （副产品 副产品） 副产品 黑液 （ＴｉＯＳＯ４， ＦｅＳＯ４， Ｈ２ＳＯ４） 去水解 Ｔｉ－Ｃｏｎｓ ？ ２００９ ＴｉＴｉ－Ｃｏｎｓ ？ ２００９ Ｔｉ－ 概括 ＴｉＯ２ 硫酸法钛白工艺 – 第６頁 水解 从沉降来 黑液 （ＴｉＯＳＯ４， ＦｅＳＯ４， Ｈ２ＳＯ４） 从结晶来 蒸汽 预热釜 苛性钠 （ＮａＯＨ） 晶种反应 蒸汽 水解 稀酸 含杂质偏钛酸 （ＴｉＯ（ＯＨ）２， ＦｅＳＯ４ ， Ｈ２ＳＯ４） 去偏钛酸净化 Ｔｉ－Ｃｏｎｓ ？ ２００９ ＴｉＴｉ－Ｃｏｎｓ ？ ２００９ Ｔｉ－ 概括 ＴｉＯ２ 硫酸法钛白工艺 – 第７頁 偏钛酸净化 含杂志偏钛酸 （ＴｉＯ（ＯＨ）２， ＦｅＳＯ４ ， Ｈ２ＳＯ４） 一洗过滤 （水洗 水洗） 水洗 从水解来 水， 稀酸 废酸 漂白 铝粉， 铝粉 酸 废酸 （Ｈ２ＳＯ４， ＦｅＳＯ４） 回工艺 去废酸浓缩 水 二洗过滤 （第二次洗涤 第二次洗涤） 第二次洗涤 纯偏钛酸 （ＴｉＯ（ＯＨ）２） 去煅烧进料制备 Ｔｉ－Ｃｏｎｓ ？ ２００９ ＴｉＴｉ－Ｃｏｎｓ ？ ２００９ Ｔｉ－ 概括 ＴｉＯ２ 硫酸法钛白工艺 – 第８頁 煅烧进料制备 纯偏钛酸 （ＴｉＯ（ＯＨ）２） 从偏钛酸净化来 水 （Ｈ２Ｏ）， 化学添加剂， 化学添加剂 金红石晶种 添加剂 过滤清液 压滤机 偏钛酸 （ＴｉＯ（ＯＨ）２） ＋ 化学添加剂 去煅烧 Ｔｉ－Ｃｏｎｓ ？ ２００９ ＴｉＴｉ－Ｃｏｎｓ ？ ２００９ Ｔｉ－ 概括 ＴｉＯ２ 硫酸法钛白工艺 – 第９頁 煅烧 纯偏钛酸 （ＴｉＯ（ＯＨ）２） ＋ 化学添加剂 从煅烧进料制备来 去尾气处理 尾气 （ＴｉＯ２， ＳＯ２， Ｈ２ＳＯ４－雾） 雾 燃料 干法粉碎 钛白基料 进入后处理 （ＴｉＯ２） Ｔｉ－Ｃｏｎｓ ？ ２００９ ＴｉＴｉ－Ｃｏｎｓ ？ ２００９ Ｔｉ－ 概括 ＴｉＯ２ 硫酸法钛白工艺 – 第１０頁 废酸 – 选择 １ – 废酸再生 废酸 （Ｈ２ＳＯ４， ＦｅＳＯ４） 多级提浓 推荐工艺 从偏钛酸净化来 金属硫酸盐分离 硫酸 （６０－７０％） 浓缩 硫酸 （７５－９５％） 去原料酸解及 副产品） 金属硫酸盐 （副产品 副产品 Ｔｉ－Ｃｏｎｓ ？ ２００９ ＴｉＴｉ－Ｃｏｎｓ ？ ２００９ Ｔｉ－ 概括 ＴｉＯ２ 硫酸法钛白工艺 – 第１１頁 废酸 – 选择 ２ – 中和 ＃１ 废酸 （Ｈ２ＳＯ４， ＦｅＳＯ４） 从偏钛酸净化来 碳酸钙 （ＣａＣＯ３） 氢氧化钙 （Ｃａ（ＯＨ） ２） 中和 过滤 石膏， 石膏 金属氢氧化物 去填埋 废水 Ｔｉ－Ｃｏｎｓ ？ ２００９ ＴｉＴｉ－Ｃｏｎｓ ？ ２００９ Ｔｉ－ 概括 ＴｉＯ２ 硫酸法钛白工艺 – 第１２頁 废酸 – 选择 ３ – 中和 ＃２ 废酸 （Ｈ２ＳＯ４， ＦｅＳＯ４） 从偏钛酸净化来 氨 ＮＨ３ 中和 过滤 金属氢氧化物 去填埋 蒸汽 蒸发 硫酸铵 （（ＮＨ４）２ＳＯ４） 副产品 （肥料 肥料） 肥料 Ｔｉ－Ｃｏｎｓ ？ ２００９ ＴｉＴｉ－Ｃｏｎｓ ？ ２００９ Ｔｉ－ 概括 ＴｉＯ２ 硫酸法钛白工艺 – 第１３頁 尾气处理 – 选择 １ 尾气 （ＴｉＯ２， ＳＯ２， Ｈ２ＳＯ４－雾） 雾 推荐工艺 从煅烧来 烟囱 除尘 洗涤 除雾器 硫酸 （Ｈ２ＳＯ４） 硫酸亚铁 （ＩＩ）溶液 溶液 （ＦｅＳＯ４） 去原料酸解及 二氧化钛 （ＴｉＯ２） ＦｅＳＯ４， Ｈ２ＳＯ４ （５－１０％） Ｔｉ－Ｃｏｎｓ ？ ２００９ ＴｉＴｉ－Ｃｏｎｓ ？ ２００９ Ｔｉ－ 概括 ＴｉＯ２ 硫酸法钛白工艺 – 第１４頁 尾气处理 – 选择 ２ 尾气 （ＴｉＯ２， ＳＯ２， Ｈ２ＳＯ４－雾） 雾 烟囱 除尘 活性炭反应器 除雾器 从煅烧来 硫酸 （Ｈ２ＳＯ４） 脱盐水 （Ｈ２Ｏ） 纯 Ｈ２ＳＯ４ （１０％） 二氧化钛 （ＴｉＯ２） 去原料酸解及 Ｔｉ－Ｃｏｎｓ ？ ２００９ ＴｉＴｉ－Ｃｏｎｓ ？ ２００９ Ｔｉ－ 概括 ＴｉＯ２ 硫酸法钛白工艺 – 第１５頁 与氯化法工艺相比硫酸法工艺的优点和缺点 优点 § § § § § § 对设备和自动化程度要求低． 对设备和自动化程度要求低 间歇生产， 工艺容易掌握． 间歇生产 工艺容易掌握 对于锐钛生产， 只能用硫酸法工艺． 对于锐钛生产 只能用硫酸法工艺 可用的原料， 尤其是钛矿来源广泛． 可用的原料 尤其是钛矿来源广泛 如果一个步骤出问题， 不致直接导致停产． 如果一个步骤出问题 不致直接导致停产 对人员的要求低． 对人员的要求低 § § § § § § § 缺点 三废多， 对环境的影响大． 三废多 对环境的影响大 金红石基础原料的质量低． 金红石基础原料的质量低 需要较多的人工 较多的人工． 需要较多的人工 占用较大的建筑物 较大的建筑物． 占用较大的建筑物 大多数情况下生产成本较高， 但要看具体的情况． 大多数情况下生产成本较高 但要看具体的情况 设备利用率低时生产成本比氯化法高． 设备利用率低时生产成本比氯化法高 生产工艺需要副产品管理， 副产品市场有吸引力． 生产工艺需要副产品管理 副产品市场有吸引力 Ｔｉ－Ｃｏｎｓ ？ ２００９ ＴｉＴｉ－Ｃｏｎｓ ？ ２００９ Ｔｉ－ ＴｉＯ２ 硫酸法钛白工艺 – 第１６頁 原料 ？ ？ ？ ？ ？ 钛矿 ＴｉＯ２ 钛渣 不可溶性ＴｉＯ２ 残留应低于 残留应低于１．５ ％ 不可溶性 相对ＴｉＯ２ ， Ｃｒ２Ｏ３ 含量应低于 含量应低于０．２ ％ 相对 ＣａＯ， ＳｉＯ２，Ｖ２Ｏ５， Ｎｂ２Ｏ５， Ｐ２Ｏ５ 及放射性元素含量低比较好 硫酸： 硫酸 Ｈｇ…含量低 含量低 Ｔｉ－Ｃｏｎｓ ？ ２００９ ＴｉＴｉ－Ｃｏｎｓ ？ ２００９ Ｔｉ－ ＴｉＯ２ 硫酸法钛白工艺 – 第１７頁１。
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。
钛白粉的生产工艺流程
钛白粉的生产工艺流程硫酸法生产锐钛型钛白粉生产中的硫酸其实是充当了一个载体，就是先把钛拿出来，经过除杂，然后再弄成钛。
氯化法钛白粉生产中的氯气也是这样。
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。
硫酸法生产钛白粉工艺
我国蕴藏着极其丰富的钛矿资源，这得天独厚的钛矿，是发展钛白粉生产 雄厚的物质基础，目前，我国钛白粉工业得到很大发展，生产能力仅次于美 国，已跃居世界第二位。
硫酸法生产工艺
目前，我过钛白粉的生产主要采用硫酸法，其工艺如下：
硫酸法技术的主要工艺步骤是： ① TiO2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。
2.无机物包膜与干燥
经湿磨解聚后的TiO2需要进行无机物包膜，以屏 蔽紫外光，提高钛白粉的耐候性。常用的无机包 膜剂有硅、铝的氧化物及水和氢氧化物。由硅、 铝包膜提高了钛白粉的耐候性能，但与之相反的 影响了应用使得光泽。由此，近年来已采用了锆 进行混合包膜，达到高耐候、高光泽的颜料应用。 无机包膜剂常以氧化物及氢氧化物的形式沉积， 并依据其最后产品的用途，采用以松散或致密膜 的形式包覆于TiO2粒子表面。其反应原理如下：
第一次过滤中的滤液（成为“浓废酸”）一般含H2SO4 22%~24%。通常每生 产1t成品钛白要产生8~10t“浓废酸”。如果以钛渣为原料，这种酸仍含有分解的硫 酸亚铁，同时还还有大量的硫酸铝和硫酸镁。 而之后的洗涤和过滤产生的酸废物（成为“稀废酸”）,所含H2SO4低于0.5%。 根据水洗和过滤环节的数量，每生产1t成品钛白产生的稀酸可达60t。 为控制粒度生长，需向偏钛酸加入调节剂，如硫酸钾、磷酸钾和锌。有时还需 在此步骤中进一步加入金红石晶种以促进煅烧时形成的金红石TiO2。最终用于煅烧 的物料是水合TiO2浆料，固含量为35%~50%。
2.沉清/沉降
冷却酸解液、固体惰性物质和未反应的原料残余物溶液从酸解罐的底部全部排放 到宽底的地位沉淀池/沉降池中。 此处是将由钛矿杂质形成的可溶性残余物去掉。这些残余物可能包括硅石、锆石/硫 酸石、白钛石和/或金红石。加入酪蛋白、淀粉或其他有机絮凝剂，液体便通过简单 的重力分解沉淀在沉降池中。可溶性残余物的沉降可以在此阶段辅以硫化锑（SbS3） 沉淀的形式进行。为此，需在酸解阶段将氧化锑加入到最初的原料中，沉降时加入硫 化钠以沉淀SbS3。 用旋转耙从沉降池中将固体物质去除。通常，在沉降池底部有一集中排放点。固 体物质排出后，先用废酸洗涤以回收未反应的原料，然后用水洗掉残留液。沉降后的 钛液通过精滤除掉细小的残余粒子。这些精滤滤渣与沉降池中收集的其他固体物合在 一起送往许可的堆放场。 整个沉降过程大约8h。
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：FeTiO3+3H2SO4→FeSO4+Ti(SO4)2+3H2OFeTiO3+2H2SO4→FeSO4+TiOSO4+2H2OFe2O3+3H2SO4→Fe2(SO4)3+3H2O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：TiSO4+2H2O→TiOSO4+H2SO4TiOSO4+2H2O→H2TiO3↓+H2SO4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：H2TiO3+H2SO4→TiOSO4+2H2O2Fe(OH)3+H2SO4→Fe2(SO4)3+6H2OZn+2Fe3+→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。
钛白粉硫酸法生产工艺
钛白粉硫酸法生产工艺钛白粉是一种重要的白色颜料，被广泛用于涂料、塑料、纸张等行业。
钛白粉硫酸法生产工艺是制备钛白粉的一种主要方法。
本文将详细介绍钛白粉硫酸法的生产工艺。
一、原料准备钛白粉硫酸法的主要原料是钛酸和硫酸。
钛酸是一种无机化合物，通常使用钛矿石经过选矿、焙烧、酸浸等步骤制得。
硫酸则是从硫矿石制得。
此外，制备钛白粉还需要一些辅助材料，如稳定剂、助剂等。
二、钛酸的制备钛酸的制备是钛白粉硫酸法的第一步。
首先，将经过选矿和焙烧的钛矿石与浓硫酸混合，在高温下进行酸浸反应。
酸浸反应使得钛矿石中的钛元素与硫酸发生化学反应，生成钛酸溶液。
接下来，通过过滤、蒸发、结晶等步骤，将钛酸溶液中的杂质去除，得到纯净的钛酸。
三、钛酸的硫酸化钛酸的硫酸化是钛白粉硫酸法的核心步骤。
将纯净的钛酸与浓硫酸反应，生成硫酸钛。
这一步骤中，需要控制反应温度、反应时间和硫酸的浓度，以确保反应的高效率和产品的质量。
硫酸钛是钛白粉的前体物质。
四、硫酸钛的水解硫酸钛的水解是将硫酸钛转化为氧化钛的重要步骤。
将硫酸钛溶液加入稳定剂，并在高温下进行水解反应。
水解反应使得硫酸钛分解为氧化钛和硫酸，其中氧化钛是钛白粉的主要成分。
水解反应的条件和稳定剂的选择对于产品的质量有重要影响。
五、氧化钛的沉淀和煅烧水解后得到的氧化钛溶液需要进行沉淀和煅烧处理。
首先，通过调节pH值，使得氧化钛溶液中的氧化钛颗粒逐渐沉淀。
然后，将沉淀后的氧化钛过滤、洗涤，去除残留的盐酸和硫酸等杂质。
最后，将氧化钛颗粒进行煅烧处理，提高其结晶度和白度。
六、钛白粉的精炼和包装经过煅烧处理后得到的氧化钛即为钛白粉。
为了提高钛白粉的质量，还需要进行精炼处理。
精炼处理主要包括研磨、分级、磁选等步骤，以去除颗粒间的杂质和磁性物质。
最后，将精炼后的钛白粉进行包装，以便于运输和使用。
总结起来，钛白粉硫酸法生产工艺包括原料准备、钛酸的制备、钛酸的硫酸化、硫酸钛的水解、氧化钛的沉淀和煅烧、钛白粉的精炼和包装等步骤。
硫酸法制钛白的流程
钛白工艺流程一、球磨岗位袋装钛铁矿厂房内划包，经斗式提升机、带式输送机输送到钛铁矿磨前贮斗中。
贮斗中的钛铁矿通过调速秤和皮带输送机进入球磨机。
研磨后矿粉经空气分级器和旋风除尘器进行选粉，粗颗粒返回球磨机中再粉碎，达到工艺要求的矿粉经链式输送机与静电除尘收集的细矿粉进入链式输送机送到斗式提升机中，矿粉经链式输送机进入矿粉料仓，矿粉由矿粉料仓底部的螺旋输送机进入提升机，再有提升机送至中间料仓，其中的矿粉进入脉冲料仓，矿粉经脉冲料仓由压缩空气输送至酸解岗位的矿粉计量槽。
二、酸解沉降FeTiO3+3H2SO4==Ti2(SO4)2+FeSO4+3H2OFeTiO3+2H2SO4==Ti2OSO4+FeSO4+2H2OFe2O3+3H2SO4==Fe2(SO4)3+ 3H2O外管来的硫酸经过精确计量后进入计量槽备用。
由一次水洗工序送来的少部分废酸进入引发液计量槽备用。
此引发液须由外管来的蒸汽加热。
由磨矿工序送的的钛铁矿粉、高钛渣粉至料仓备用。
酸解罐搅拌所用的压缩空气由空压站提供。
酸解反应是在酸解罐中进行的。
当所有准备工作就绪后，由计量槽向酸解罐中加入定量的92%硫酸，调节压缩空气的流量，加完硫酸后，再调节压缩空气的流量。
这时开启由料仓向酸解罐中加入钛铁矿或高钛渣，加完后，在调节压缩空气的流量。
这时主反应开始，酸解过程中生成的蒸汽进入烟囱，这时开启喷淋泵向烟囱喷淋冷却水，经水喷淋吸收后，气体中的二氧化硫达标排放，反应时间约20-30min。
主要反应结束后，向酸解罐中加入由外管来的蒸汽加热酸解物进行熟化。
熟化时间约120分钟。
熟化完毕开始溶解，溶解期间，黑钛液开始还原。
溶解是用由废酸水储槽来的酸性水和由外管来的低温工艺水完成的。
这时酸解罐底通入压缩空气进行搅拌，加入铁屑，发生如下反应：Fe+ Fe2(SO4)3——3 FeSO4然后再加入装有铁屑的钛筐，这是控制溶液中钛离子含量的方法。
溶解和还原时间约6-8小时。
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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
(1) 如果使用 TiO2 钛渣则不需结晶钛渣,
去结晶 (1)
Ti-Cons ? 2009 TiTi-Cons ? 2009 Ti-
概括
TiO2 硫酸法钛白工艺–第5頁
结晶
(如果使用 TiO2 钛渣则不需结晶如果钛渣, 则不需结晶)
从沉降来
黑液 (TiOSO4, FeSO4, H2SO4)
蒸汽
结晶( 通过蒸发冷却) 结晶通过蒸发冷却
离心机 (2 步)
绿矾 (FeSO4 · 7 H2O) (副产品副产品) 副产品
黑液 (TiOSO4, FeSO4, H2SO4)
去水解
Ti-Cons ? 2009 TiTi-Cons ? 2009 Ti-
概括
TiO2 硫酸法钛白工艺–第6頁
水解
从沉降来黑液 (TiOSO4, FeSO4, H2SO4) 从结晶来蒸汽预热釜苛性钠 (NaOH) 晶种反应
蒸汽
水解
稀酸
含杂质偏钛酸 (TiO(OH)2, FeSO4 , H2SO4)
去偏钛酸净化
Ti-Cons ? 2009 TiTi-Cons ? 2009 Ti-
概括
TiO2 硫酸法钛白工艺–第7頁
偏钛酸净化
含杂志偏钛酸 (TiO(OH)2, FeSO4 , H2SO4) 一洗过滤
(水洗水洗) 水洗
从水解来
水, 稀酸
废酸
漂白铝粉, 铝粉酸
废酸 (H2SO4, FeSO4) 回工艺
去废酸浓缩水二洗过滤
(第二次洗涤第二次洗涤) 第二次洗涤
纯偏钛酸 (TiO(OH)2)
去煅烧进料制备
Ti-Cons ? 2009 TiTi-Cons ? 2009 Ti-
概括
TiO2 硫酸法钛白工艺–第8頁
煅烧进料制备
纯偏钛酸 (TiO(OH)2)
从偏钛酸净化来
水 (H2O), 化学添加剂, 化学添加剂金红石晶种
添加剂
过滤清液压滤机
偏钛酸 (TiO(OH)2) + 化学添加剂
去煅烧
Ti-Cons ? 2009 TiTi-Cons ? 2009 Ti-
概括
TiO2 硫酸法钛白工艺–第9頁
煅烧
纯偏钛酸 (TiO(OH)2) + 化学添加剂
从煅烧进料制备来
去尾气处理
尾气 (TiO2, SO2, H2SO4-雾) 雾
燃料
干法粉碎
钛白基料进入后处理 (TiO2)
Ti-Cons ? 2009 TiTi-Cons ? 2009 Ti-
概括
TiO2 硫酸法钛白工艺–第10頁
废酸–选择 1 –废酸再生
废酸 (H2SO4, FeSO4) 多级提浓
推荐工艺
从偏钛酸净化来
金属硫酸盐分离
硫酸 (60-70%) 浓缩硫酸 (75-95%) 去原料酸解及副产品) 金属硫酸盐 (副产品副产品
Ti-Cons ? 2009 TiTi-Cons ? 2009 Ti-
概括
TiO2 硫酸法钛白工艺–第11頁
废酸–选择 2 –中和 #1
废酸 (H2SO4, FeSO4)
从偏钛酸净化来
碳酸钙 (CaCO3) 氢氧化钙 (Ca(OH) 2)
中和
过滤
石膏, 石膏金属氢氧化物去填埋
废水
Ti-Cons ? 2009 TiTi-Cons ? 2009 Ti-
概括
TiO2 硫酸法钛白工艺–第12頁
废酸–选择 3 –中和 #2。