氯化法钛白粉技术

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钛白粉氯化法过程

钛白粉氯化法过程

钛白粉氯化法过程钛白粉是一种广泛应用于涂料、塑料、橡胶、纸张等领域的重要白色颜料。

其生产工艺中,氯化法是一种常用的制备方法。

本文将从原料准备、氯化反应、沉淀、过滤、洗涤、干燥等方面介绍钛白粉氯化法的过程。

一、原料准备钛白粉氯化法的原料主要包括矿石和氯化剂。

矿石通常选用含有较高二氧化钛含量的天然矿石,如钛铁矿、钛磁矿等。

氯化剂则常使用氯化钠或氯化钙等。

在生产前,需要对原料进行粉碎、研磨和筛分等处理,以确保原料的均匀性和适宜的粒径。

二、氯化反应氯化反应是钛白粉氯化法的核心步骤。

首先,将精细处理后的矿石与氯化剂按一定比例混合。

然后,在加热的反应器中,通过控制温度和氯气流量,使矿石与氯气发生氯化反应。

反应过程中,钛矿石中的二氧化钛与氯气反应生成氯化钛。

三、沉淀经过氯化反应后,反应物会进入沉淀槽。

在沉淀槽中,通过调节搅拌速度和沉淀时间,使氯化钛逐渐沉淀下来。

沉淀过程中,沉淀物的形态和颗粒大小会受到多种因素的影响,如温度、搅拌强度和沉淀物浓度等。

四、过滤沉淀完成后,需要对沉淀物进行过滤。

过滤的目的是分离出沉淀物和溶液,并去除其中的杂质。

常用的过滤设备包括压滤机和离心机。

通过合理的过滤操作,可以得到较为纯净的钛白粉沉淀物。

五、洗涤过滤后的钛白粉沉淀物中,仍然含有一定量的氯化剩余物和其他杂质。

为了去除这些残留物,需要进行洗涤处理。

洗涤一般采用反复加水、搅拌、过滤等步骤,以确保钛白粉的纯度和质量。

六、干燥洗涤后的钛白粉沉淀物需要进行干燥处理,以去除水分并提高产品的稳定性和流动性。

干燥方法有多种,常见的包括自然风干、热风干燥和旋转干燥等。

干燥过程中,需要控制温度和湿度,避免过高的温度导致钛白粉的质量下降。

钛白粉氯化法的过程包括原料准备、氯化反应、沉淀、过滤、洗涤和干燥等步骤。

通过严格控制各个环节的条件和参数,可以得到高质量的钛白粉产品。

钛白粉作为一种重要的白色颜料,在各个行业具有广泛的应用前景,并对提升产品的光泽和色彩起到重要的作用。

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

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。

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

氯化法生产钛白粉化工原理生产工艺流程Titanium dioxide (TiO2), also known as titanium white, is a widely used pigment in various industries such as paint, coatings, plastics, and paper. Among the different methods of producing titanium dioxide, the chloride process is one of the most common and efficient methods. In this process, titanium dioxide is produced by reacting titanium-containing feedstock with chlorine gas.氯化法生产钛白粉化工原理生产工艺流程毫无疑问,氯化法是生产钛白粉最常见且高效的方法之一。

在这个过程中,通过将含有钛元素的原料与氯气反应来制造钛白粉。

The production process of titanium dioxide using the chloride method can be divided into several main steps. Firstly, raw materials containing titanium, such asilmenite or rutile ore, are subjected to a purification process to remove impurities. This purification step can involve processes like leaching and solvent extraction to obtain highly pure titanium compounds.采用氯化法生产钛白粉的过程可以分为几个主要步骤。

氯化法钛白粉生产工艺

氯化法钛白粉生产工艺

氯化法钛白粉生产工艺氯化法钛白粉是由一种无机化学材料生产的白色粉末状物质,主要用于橡胶、塑料及涂料的生产。

氯化法钛白粉的生产主要是通过氯化硅和碳酸钙的反应制备得到的,其制备过程包括原料处理、氯源的熔盐吸收、脱气、钛白夹砂的制备、分离、烘干、成品的筛选与包装等几个主要部分。

第一步,原料处理:首先采用自动称量设备,将氯化硅和碳酸钙称量混合一种比例,然后放置在研磨机,进行均质化研磨混合,费时约一小时;若期望获取更高品质的钛白夹砂,也可从氯化钛的硫酸盐前驱体中加入油脂、表面活性剂等,进行混合和研磨,这一步研磨亦可使钛白夹砂容易分离,从而节省大量生产成本。

第二步,氯源的熔盐吸收:混合物放在熔盐锅中,加入生产用氯源,将氯源熔融,用搅拌棒搅拌使混合物完全溶解,使溶液吸收有机剂,熔液接受脱气处理。

第三步,钛白夹砂的制备:将接受脱气处理的熔液倒入干燥桶,均匀的混合,使混合液中的溶质有机物完全漂白,脱气,该混合液即为钛白夹砂,放入搅拌锅中,搅拌约半小时,使钛白粉的粒度尽可能的均匀一致,从而增加钛白的细度。

第四步,分离:使用细度分级分离器,将钛白夹砂分离为两种尺寸,其中一种更粗,用于生产紫外线涂料;另一种白色鲜粉可用于涂料、橡胶、塑料等行业。

第五步,烘干:将分离出来的钛白粉放入烘干机,由热机製冷器对其进行热风烘干,以脱去其余水分,确保其质量。

第六步,成品的筛选与包装:将烘干后的钛白粉分别放入筛分机,筛分其中的粒度大小,去除杂质,同时亦可进行熔点或水溶性仪器分析筛分,将其符合技术要求的成品包装起来,以及标记对应信息,以便日后质量追溯和查询。

以上,为氯化法钛白粉的生产工艺,其中所涉及的原料、处理工艺、分离技术、烘干过程及筛选包装技术等流程均要求精确、科学。

其精确的操作,有效的节约成本,安全可靠,后续技术支持成为氯化法钛白粉生产的关键部分。

氯化法钛白粉的生产工艺与技术经济

氯化法钛白粉的生产工艺与技术经济

氯化法钛白粉的生产工艺与技术经济摘要:钛白粉产品是采用不同的制造工艺和表面改性工艺处理的具有独特应用特性的产品。

钛白粉化学性质稳定,无毒性,具有较强的遮盖力、较高的折射率,以及高白度等优异的物理化学性质和光学性质,使其成为世界上使用最为广泛的白色颜料,在油墨、塑料、造纸、涂料、化妆品和橡胶等行业都有着重大的应用,同时也是轻工业、电子工业等领域不可或缺的原材料之一。

本文主要对氯化法钛白粉的生产工艺与技术经济进行论述,详情如下。

关键词:氯化法钛白粉;生产工艺;技术经济引言钛白粉世界公认的性能最好的白色颜料之一,被广泛应用于涂料、塑料、造纸、印刷油墨、化纤、橡胶、化妆品等工业。

目前,二氧化钛生产工艺可以分为硫酸法和氯化法两种。

其中,硫酸法的主要机理就是通过用硫酸溶解钛矿形成的TiSO4,在经过净化和浓缩以后,将钛液进行水解形成的TiO2·H2O,然后在经过清洗、筛选、煅烧之后获得产品,再对产品经过表面上加工后,就可以获得金红石类产品。

这一工序的主要优点是来源广泛、对品质要求较低、制造技术比较易于掌握,但工艺流程相对较长、操作要求也比较精细。

氯化法的工艺流程比硫酸法短得多,主要包括四氯化钛制备、四氯化钛的氧化和二氧化钛的表面处理3部分。

相较于硫酸法,氯化法工艺钛白粉具有产品品质高、附加值高、技术水平先进、生产环保、可连续化生产等优点,属于国家政策鼓励类项目。

1氯化法钛白粉1.1氧化铝包覆钛白粉氧化铝(Al2O3)是一种良好的电子受体,可以湮灭TiO2吸收紫外光后激发所产生的光电子,抑制后续活性基团的产生,还可以起到反射紫外线作用。

1.2二氧化硅包覆钛白粉二氧化硅(SiO2)的包覆主要作用是在钛白粉表面形成屏障,封闭二氧化钛颗粒的光催化作用,阻碍二氧化钛与有机介质的直接接触,其包覆过程为:在水溶性硅化合物中加入钛白粉浆液,调节pH值至8~9,使得硅在TiO2颗粒表面以Si(OH)4形式沉积,Si(OH)4与TiO2除了物理吸附外,还存在化学键合,沉积的Si(OH)4进一步缩聚成缩合硅胶,实现了对TiO2颗粒的包覆。

氯化法钛白粉表面处理研究

氯化法钛白粉表面处理研究

氯化法钛白粉表面处理研究摘要:钛白粉广泛应用于涂料、塑料、纸张等行业。

然而,钛白粉的表面性质对其应用性能有着重要影响。

本文以氯化法钛白粉为研究对象,详细介绍了氯化法生产钛白粉的无机表面处理工艺,并对影响氯化法生产钛白粉表面处理效果的主要因素进行分析。

关键词:钛白粉;氯化法;表面处理;影响因素在氯化法生产钛白粉的过程中,主要包括有氯化工序、氧化工序和表面后处理工序。

氯化工序是对原料进行氯化制得一种硅酸盐还原物,其中以高纯硅酸盐为原料。

氧化工序是将高纯硅与氧化镁进行熔融共沉淀得到二氧化钛;再加入稀土盐进行碱电解获得硫酸银;然后进一步加入磷酸溶液以生成磷酸三钙;最后经过高温锻烧得到氯化钛。

在应用氯化法时,技术人员需要严格控制生产过程,降低表面处理缺陷,以此提高钛白粉生产质量。

1、氯化法钛白粉表面处理概述钛白粉的制备方法主要包括硫酸法、氯化法、硫酸-氯化法等。

其中,氯化法是一种常用的制备方法,具有成本低、产量高等优点。

二氧化钛表面处理目的是改善二氧化钛的性能,使其更适用于各种应用领域。

通过多种表面处理方法,在二氧化钛的表面制备一种或几种无机化合物或有机化合物的包覆层。

在二氧化钛的表面处理中,对产品的最终性能起着直接决定作用的是包膜的种类、均匀性和致密性。

包膜的种类可以根据不同的应用需求选择,常见的包膜材料包括无机物如硅酸盐、氧化铝等。

通过以上这些包膜材料的应用,可以改变二氧化钛的表面性质,从而提高其耐候性、抗氧化性、抗紫外线性能等。

2、表面处理方法主要通过等电点理论和稳定理论来可以改善二氧化钛的性能。

等电点理论是指通过调节溶液的pH值,使二氧化钛表面带电荷中性,从而提高其稳定性和吸附性能。

稳定理论是指通过在二氧化钛表面形成稳定的化学键或物理吸附层,来改善其光催化、光电化学和抗菌性能。

对钛白粉进行表面处理按其特性可分为:一是无机表面处理,它是指使用无机化合物作为表面处理剂,如硅酸盐、磷酸盐等,通过湿法处理来改善钛白粉的表面性质。

钛白粉知识点总结

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。

钛白粉生产工艺

钛白粉生产工艺

钛白粉生产工艺引言钛白粉是一种重要的白色颜料,广泛应用于涂料、塑料、纸张、陶瓷等行业。

钛白粉的生产工艺包括一系列的步骤和工艺条件。

本文将介绍钛白粉的生产工艺及其主要步骤。

原料准备钛白粉的主要原料是二氧化钛矿石,常见的有硫酸法、氯化法和硫酸-氯化法三种生产工艺。

在硫酸法中,矿石首先经过破碎、磨细得到粉状,然后与浓硫酸反应生成钛酸溶液。

氯化法采用氯化法将矿石经过氯化反应得到氯化钛,并经过水解、沉淀等步骤得到钛白粉前体。

硫酸-氯化法综合了硫酸法和氯化法的优点,工艺较为复杂。

钛酸溶液制备在硫酸法中,得到的钛酸溶液需要经过净化和结晶等步骤制备成为钛白粉。

首先,对钛酸溶液进行加热和过滤处理,去除杂质物质。

然后,将净化后的钛酸溶液进行结晶,得到钛白粉的前体。

结晶过程通常采用连续结晶的方式进行,通过控制结晶器的温度和溶液浓度来实现。

钛白粉前体脱水钛白粉前体是含有水分的固体物质,需要对其进行脱水处理。

脱水的目的是去除前体中的结晶水,提高钛白粉的质量。

脱水通常采用高温处理的方式,可以使用旋转干燥器、流化床干燥器等设备进行。

在脱水的过程中需要严格控制温度和时间,以避免钛白粉前体过度热解或过度干燥。

钛白粉焙烧脱水后的钛白粉前体需要进行焙烧处理。

焙烧是将钛白粉前体进行高温煅烧,使其发生晶型转变和结构调整,得到具有良好颜色和光泽的钛白粉。

焙烧温度一般在800~1000℃之间,时间根据不同的要求可以在几十分钟到几个小时之间。

焙烧过程需要通过合理的加热方式和气氛控制,以确保钛白粉的质量。

钛白粉磨碎与分级经过焙烧后的钛白粉需要进行研磨和分级处理。

研磨的目的是使钛白粉颗粒的尺寸更加均匀,提高颜料的颜色和光泽。

研磨可以采用湿式或干式的方式进行,常用的设备有球磨机、立式研磨机等。

分级则是使用筛分设备将不同尺寸的钛白粉颗粒分离开来,以满足不同行业的应用需求。

结论钛白粉的生产工艺包括原料准备、钛酸溶液制备、钛白粉前体脱水、钛白粉焙烧以及磨碎与分级等步骤。

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涂料科普:氯化法钛白生产工艺2008/6/12/08:46 来源:钛白科技一.概述当今世界钛白产业的潮流是氯化法钛白不断发展,硫酸法钛白逐渐萎缩淘汰。

同世界先进水平相比,我国钛白行业仍是规模小、产量低、成本高、产品质量不稳定、环境污染严重的硫酸法钛白一统天下。

面对全球二氧化钛产业界的兼并重组、激烈的市场竞争以及我国加入WTO,民族钛白工业正面临着日益严峻的挑战。

只有对国内钛白行业大力推进技术进步,提高钛白生产技术水平,提高产品的档次及科技含量,扩大高档金红石型钛白的产能,才能缓解国内市场高档金红石型钛白供应紧张局面,提高与进口产品的竞争能力,扩大我国钛白工业的生存空间。

相对于硫酸法钛白生产而言,氯化法具有工艺流程短、操作易实现连续自动化、“三废”排放少、更易获得高质量金红石型钛白等优点,而逐渐占据了全球钛白行业的主导地位。

由于环保法规的日益强化和用户对产品质量要求的日益提高,氯化法在钛白生产中已占有明显的优势。

但是,氯化法钛白生产技术难度大,关键设备结构复杂,要求采用耐高温耐腐蚀抗氧化的特殊材料,研究开发形成商业化生产需巨额投资,因此,氯化法钛白生产技术至今仍被国外少数几家公司所垄断。

我国氯化法钛白的开发研究始于六十年代,至八十年代,分别建设了中试装置和千吨级的工业性试验装置,尽管在开发研究过程中取得了不少进步,但距大规模工业化生产的要求尚有较大差距。

八十年代末,锦州铁合金(集团)公司面对国外技术的垄断和封锁,采用咨询方式从美国引进了氯化法钛白生产技术和关键设备,并于1994年建成了我国第一套也是目前唯一一套1.5万吨/年氯化法钛白生产装置,经多次的技术攻关,目前此套装置已经实现正常运行,达到设计产能,特别是氯化钛白的核心部分—氧化炉能够实现20余天的连续运行,产品质量亦稳步提升。

锦州氯化钛白生产线的成功达产,标志着我国已经逐步攻克氯化钛白生产技术,具备在此基础上进一步建设、形成真正有市场竞争能力产业化生产线的条件。

二.工艺流程和消耗定额1.工艺流程(1)配料工段来自高位料仓合格粒度的富钛料与破碎、干燥后的石油焦按一定配料比加入到螺旋输送机,经初混后送入流化器,风送至氯化工段,经旋风和布袋收尘卸入混合料仓,供氯化炉使用。

(2)氯化工段来自混合料仓的富钛料和石油焦连续加入氯化炉,与氧化工段返回氯气和补充的新鲜氯气在高温下反应生成含TiCl4的混合气体,向混合气体中喷入精制返回钒渣泥浆和粗四氯化钛泥浆以回收TiCl4,并使热气流急聚冷却,在分离器中分离出矾渣、钙、镁、铁等氯化物固体杂质。

分离器顶部排出的含TiCl4气体进入冷凝器,用粗TiCl4循环冷却液将气态TiCl4冷凝,冷凝尾气再经冷冻盐水冷凝后,废气进入废气处理系统处理合格后,由烟囱排空。

粗TiCl4送至精制工段除钒。

分离器排渣经处理后去专用渣场堆放。

(3)精制工段粗TiCl4和矿物油按一定比例连续加入除钒反应器,控制一定的温度和压力,使矿物油和粗TiCl4中的VOCl3反应生成不溶性VOCl2,同时使TiCl4大量蒸发,TiCl4蒸汽进入装有填料的精馏塔,塔顶排出的TiCl4气体经冷凝器冷凝后收得精TiCl4。

不凝性气体送废气处理工序处理,钒渣泥浆返回氯化工段回收TiCl4。

(4)氧化工段从精制工段来的精TiCl4用泵连续送入TiCl4预热器,用燃料油间接加热,预热后的TiCl4气体进入AlCl3发生器,同时氯气与铝粉通过精确计量加入到AlCl3发生器中,铝粉与氯气反应生成AlCl3并利用反应热进一步预热四氯化钛,TiCl4和AlCl3混合物进入氧化反应器。

氧气经氧气预热器用燃料油间接加热,预热后的氧气导入燃烧室,加入燃料燃烧进一步提高氧气温度。

热氧流进入氧化反应器与热TiCl4流迅即混合,反应生成TiO2和氯气。

反应生成的TiO2悬浮在含氯尾气中,经套管快速冷却后,进入布袋过滤器收集TiO2。

为防止反应器壁结疤和TiO2粘壁,须采用适合的防疤和防粘壁措施。

含氯尾气全部返回氯化工段。

收集下来的TiO2进入打浆槽,用脱盐水再浆,脱氯后送至后处理工段。

(5)后处理工段后处理工段由分散湿磨、表面处理、过滤洗涤、干燥、微粉碎及成品包装等主要工序组成。

氧化工段来的TiO2浆液进入料浆罐,加入一定量的分散剂搅拌分散,然后送入砂磨机研磨,经分级后除去粗粒子,合格的TiO2浆液通过泵送至表面处理罐。

在表面处理罐中,加入各种表面处理剂,在不同条件下,可以得到不同品种的钛白粉。

表面处理完成后,用泵送至过滤机进行洗涤,洗涤合格后的滤饼卸料至干燥机,在干燥机中,TiO2滤饼中水份不断蒸发,产品得以干燥。

干燥后的TiO2送至汽粉前料仓,通过螺旋给料机连续送入汽流粉碎机中,以过热蒸汽为工质,对TiO2粒子进行超微粉碎,粉碎后的TiO2加分散剂(也可在分散前加入)后连同蒸汽一并进入袋滤器,收集下来的TiO2经螺旋冷却器冷却后进入成品料仓,而后经包装机包装成袋入库。

2.消耗定额2.1主物料平衡方案吨产品TiO2量900kg,装置TiO2收率:后处理95%、氧化98%、氯化(含精制)93.5%,配料98%,总TiO2收率85.3%。

吨产品TiO2平衡方案见下图1。

单位:kg。

1055 1033. 9966.7 947.4 900配料氯化(包括精制)氧化后处理98% 93.5% 98% 95%图1 TiO2主物料平衡方案2.2原材料、辅助材料和燃料、动力消耗定额(略)3.3工艺技术方案的选择(1)氯化工艺技术方案国外氯化钛白生产均采用沸腾氯化工艺,熔盐氯化工艺主要用于海绵钛的生产过程中,国内攀锦钛业是世界上唯一一家采用熔盐氯化工艺进行钛白生产的企业。

国内氯化钛白采用熔盐氯化工艺初衷是要利用高钙、镁钛渣作原料。

该技术是在国内自行开发的中试成果上放大设计的,存在与氧化工序衔接上的先天不足;另外,熔盐氯化炉放大困难,难以实现设备的大型化与均匀布气。

氯化法钛白熔盐氯化经近几年的技术攻关,作了大量的改造、改进、完善提高工作,取得了很大的成绩,但国内熔盐氯化还存有以下几点问题尚待解决:1.熔盐炉的大型化问题,此炉是在国内自行开发的成果上放大设计,经过多年的改造,目前能够满足1.5万吨/年氯化钛白生产所需要,日产量在~125t/TiCl4,如果能够解决散热等问题,产量尚有一定的提升空间,但依然无法满足大型氯化钛白生产所需,同时,此炉放大困难;2.熔盐的渗漏问题,熔盐易于发生渗漏,堵塞通氯管,造成操作困难,处理通氯管的堵塞带有较大的危险;3.环境问题,熔盐炉需要定期排盐,造成环境污染,同时,国产熔盐氯化依靠人工排盐,劳动强度较大,具有一定的危险性;4.后续设施的堵塞问题,由于熔盐氯化采用的原料品位较低,同时熔盐在高温下挥发,造成在后继的收尘和冷凝过程中设备易于堵塞,影响生产正常进行,造成环境污染;5.与氧化的对接生产问题,氧化的尾气压力和质量波动对氯化的生产影响较大,难以克服带来的问题。

当然,在存在上述问题的同时,熔盐氯化也因其在国内已有应用经验,操作简便,可采用较低品位的富钛料,特别是对原料中Ca、Mg含量要求不高等特点,具有一定的适用性。

沸腾氯化是较为成熟的一种工艺,在钛白工业中已成功地应用于除攀锦钛业以外的氯化钛白企业生产中,同熔盐氯化相比,沸腾氯化操作在固气相进行,采用高品位的富钛料,排渣量较小,同时无废盐排出,环境相对于熔盐氯化来说较为友好,同时,由于沸腾氯化无废盐蒸汽排出,有利粗TiCl4的除杂和冷凝。

但相对于熔盐氯化,沸腾氯化的操作温度较高,对于设备的要求高于熔盐氯化,同时,由于其工艺特点,对于操作条件和原料要求均较高,对原料中碱金属含量特别是CaO、MgO的含量有着苛刻的要求。

氯化工艺技术的来源有有三条途径:一是采用国内自行开发技术,二是向国外工程公司全套引进,三是与国外技术咨询公司合作引进技术,立足国内供应设备。

采用国内自行开发技术,投资较省,但技术水平较差。

我国与欧、美等发达国家在沸腾氯化技术上的主要差距表现在:①设备方面,目前国内自行设计投产的氯化炉最大为φ2400mm氯化炉,但无钛白应用业绩,而国外钛白生产用氯化炉最小为φ2440mm,大的已过φ6000mm,最小炉子产能在百吨以上。

②工艺技术方面,国内沸腾氯化后产物经过两级除尘,三级或四级直接淋洗回收四氯化钛,粗四氯化钛经过过滤,泥浆返回氯化炉,流程复杂。

而美、欧、澳大利亚等国在氯化后产物只经过一级除尘,经直接淋洗和间接冷凝回收四氯化钛,粗四氯化钛不经过滤,槽底泥浆大量返回氯化炉出气口,设备高效,流程简单。

③自控技术方面,国外一般采用先进的DCS对整个氯化系统进行控制,国内控制水平较差,多数凭经验操作。

④在环保治理方面与国外也有较大差距。

故目前采用国内技术建设大型沸腾氯化装置,技术还不够成熟,项目建设风险太大。

我国同欧、美国家在熔盐氯化技术上的主要差距表现在:①我国熔盐氯化技术自主开发,已有在钛白工业运用的经验;②欧、美国家熔盐氯化技术开发较早,在海绵钛行业已成功运用多年,积累了较多经验;③设备方面,国内外熔盐氯化炉均能够实现120~150吨/天的产能,适合1.5万吨/年钛白生产需要,但国外熔盐氯化炉炉体和关键部位设备寿命长于国产氯化炉;④工艺方面,国外氯化炉可实现封闭排盐,环境较为友好,收尘和淋洗系统更简便,无设备堵塞的烦脑。

全套装置向国外引进,虽然技术先进可靠,但投资太高,不经济。

沸腾氯化制取TiCl4,在国际上采用非常广泛,技术保密不很严格,同时国内对沸腾氯化也有比较多的经验,因此,采用与国外技术咨询公司合作引进技术的方式较经济,技术上也较可靠。

(2)氧化工艺技术方案氧化工艺技术是氯化法钛白生产的核心,氧化过程的难点在于控制产品的粒度以及粒度分布,同时要有效避免在氧化反应器内的“结疤”。

整个氧化反应过程为高度连续化、自动化,任何细小环节,皆牵一发而动全局,因此,国内、外的钛白生产商和专家们对氧化工艺技术都保持着高度的重视。

美国DuPont 公司氯化法钛白技术被公认为世界一流技术,现已掌握单套氧化生产能力达15万吨/年的技术,但其技术高度保密,不愿转让。

国内氯化钛白装置氧化工艺技术是在我国试验研究基础上,通过特殊咨询、联合设计的方式形成的。

主要特点:①对O2两步加热,即在预热炉内将O2预热到合适的温度,然后在与氧化反应器对接的甲苯燃烧器内,再将O2加热到反应所需温度。

②TiCl4蒸发加热在TiCl4预热炉内一次完成。

③采用较为先进的“气幕+喷盐”防疤、除疤措施。

④AlCl3采用气相法引入。

⑤采用较高的正压操作,给氧化尾气直接送往熔盐氯化创造了条件。

⑥产品收集采用高温高效袋滤器一次完成。

国产氯化钛白氧化装置经多年的技术攻关,突破了氧化炉结疤堵塞难关,提高了氧化系统连续稳定运行的能力,氧化技术已基本成熟。

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