鈦白的工業(yè)生產(chǎn)

1、鈦白的生產(chǎn)來源:世界化工網(wǎng) HYPERLINK 全文請訪問: HYPERLINK /%e5%9e%82%e8%bf%87%e7%ab%99%e4%ba%86 /垂過站了鈦白的生產(chǎn)屬于重化工范疇,同時又是極為精細(xì)的化學(xué)講過過程.產(chǎn)品源源超出純化學(xué)品的要求,有害雜質(zhì)的含量,要求降到十萬分之幾或百分之幾.而且必須具有光學(xué)性質(zhì)和應(yīng)用性能,如確定的晶型,平均粒徑0.2pm左右，分布寬度0.10,.4pm,在各種介質(zhì)中易于分散，要有耐光性和耐候性等.因而,工業(yè)流程長技術(shù)復(fù)雜,幾乎用上了除蒸餾外,全部無機(jī)化學(xué)工藝流程.鈦白制品被譽(yù)為”工藝藝術(shù)品”是有一定道理的.目前世界上鈦白的工業(yè)生產(chǎn)主要有兩條工藝路線,一

2、是硫酸法,早在20年代劇實現(xiàn)了工業(yè)化;二是氯化法,50年代實現(xiàn)工業(yè)化生產(chǎn).其制造技術(shù)和生產(chǎn)至今仍為發(fā)達(dá)國家的少數(shù)大公司所壟斷.我國目前主要是硫酸法工業(yè)化生產(chǎn)方法,氯化法只有小量試生產(chǎn),仍處在研究開發(fā)過程中,以下主要討論硫酸法,該方法的工藝流程圖如下圖:硫酸法就是用硫酸和含鈦礦物反應(yīng),生產(chǎn)鈦白的方法迄今有80多年的歷史,工藝已經(jīng)定型,同氯化法相比,設(shè)備和操作比較簡單,建廠投資較低,原料價廉易得.該法主要缺點是產(chǎn)生大量的廢物,副產(chǎn)物,每噸鈦白可產(chǎn)生45噸硫酸亞鐵和8噸20%的稀硫酸.鈦鐵礦是硫酸法生產(chǎn)鈦白的原料,在所有含鈦礦物中分布最廣,含量最豐富,地殼中含有的鈦絕大部分以鈦鐵礦的形式存在.我國是

3、鈦的資源大國,亮光地區(qū)的鈦鐵礦是經(jīng)過風(fēng)化而成的砂礦,二氧化銻的品位在50%以上,是硫酸法的優(yōu)良材料.四川攀枝花地區(qū)的釩鈦磁鐵礦儲量最大,蛋品位較低,是我國未來鈦白工業(yè)的原料基地,目前已成功地用于工業(yè)生產(chǎn).硫酸法生產(chǎn)鈦白的工藝過程較長,有原料準(zhǔn)備,硫酸氧鈦溶液制備,水合二氧化鈦的制備,水合二氧化鈦的煅燒和煅燒產(chǎn)品的后處理四個工作段組成,每個工段又包括若干生產(chǎn)工序.考慮到三廢治理和綜合利用的重要性,一般還要另外專門設(shè)置三廢治理工段.鈦鐵礦精礦成分除FeTiO3外,還有Fe2O3,以及SiO2,AI2O3,MnO,CaO,MgO等雜質(zhì)，硫酸法處理鈦鐵礦主要是除去其中的鐵.硫酸氧鈦溶液制備制備硫酸氧鈦

4、溶液的過程,由下列工序組成:鈦鐵礦的分解(俗稱酸解),固相物的浸取,三價鐵的還原,溶液的沉清,硫酸亞鐵(FeSO47H2O)的分離和鈦液的控制過濾.在160200弋溫度下，用濃硫酸和鈦鐵礦精礦粉作用,即發(fā)生下列反應(yīng):FeTiO3+2H2SO4=TiOSO4+FeSO4+2H2OFeTiO3+3H2SO4=Ti(SO4)2+FSO4+3H2O鈦的整硫酸鹽按下列反應(yīng)式水解而生成硫酸壓氧鈦:Ti(SO4)+H2O=TiOSO4+H2SO4游離吃的一部分硫酸又重新參加反應(yīng).除上述反應(yīng)外,氧化鐵與硫酸還發(fā)生下列反應(yīng);Fe2O+3H2SO4=Fe2(SO4)+3H2O所有這些反應(yīng)都是放熱反應(yīng).采用濃硫酸分

5、解獲得的榕塊，其中鈦以TiOSO42H2O水合結(jié)晶的形態(tài)存在.熔塊用水浸出時依生產(chǎn)條件的不同,可獲得各種不同酸度的溶液.溶液的酸度一般是以酸比值(F)來表示.酸比值是有效H2SO4(游離酸與鈦化合酸的綜合)的重量濃度對溶液中的TiO2濃度的比值:F=H2SO4有效TiO2在生產(chǎn)上當(dāng)溶液的酸比值F2.45時,有很大一部分鈦以正硫酸鹽形式存在于溶液中；F950弋)將全部轉(zhuǎn)為金紅石型二氧化鈦.煅燒的目的除上述外,還要使TiO顏料粒子大小整齊(0.10.4切之間),TiO2粒子成球形,使晶體結(jié)構(gòu)沒有缺陷，物理,化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定.金紅石轉(zhuǎn)化速度和粒子的生長速度要有是適當(dāng)?shù)呐浜?否則將得不到性能良好的顏料,如

6、轉(zhuǎn)化慢時,若要提高煅燒溫度,會使粒子變大而不均勻.想法,金紅石型轉(zhuǎn)化快時,金紅石結(jié)晶的結(jié)晶面呈明顯的有角粒子,得不到所希望的球形粒子.添加劑可促使其向金紅石型轉(zhuǎn)化,轉(zhuǎn)化能力最強(qiáng)的添加劑是鋁,鋅,鈉等陽離子,其次是鈣和鋇粒子,鉀離子與此相反,能阻礙這種轉(zhuǎn)化.煅燒時水合TiO2在重力的作用下,隨著回轉(zhuǎn)煅燒窯的旋轉(zhuǎn)向窯頭移動,從窯尾到窯頭,無聊經(jīng)歷一下幾個階段:干燥階段;脫硫階段;晶型轉(zhuǎn)化階段;晶體成長階段;后處理是指煅燒半成品經(jīng)雷蒙磨粉碎,以及到支撐鈦白成品的工藝過程.目前,世界鈦白的生產(chǎn)以硫酸法為主,據(jù)統(tǒng)計1984年硫酸法占總生產(chǎn)能力的66%,氯化法占34%,1990年,氯化法生產(chǎn)能力為總生產(chǎn)能力的44%.隨著環(huán)境保護(hù)意識的加強(qiáng)和對鈦白高級產(chǎn)品的要求,鈦白工業(yè)氯化法大的比重逐漸增加,現(xiàn)在世界上新建和擴(kuò)建的鈦白生產(chǎn)裝置,多采用氯化法工業(yè).氯化法是以氯氣代替硫酸的方法,它對原料要求比硫酸法苛刻得多,這是氯化法的主要特點之一,氯化法主要工藝流程如圖所示:其換應(yīng)式如下3TiO2十4