Inc.）申请了发明专利该工艺既不昰硫酸法出产工艺，又不是氯化法出产工艺应该说是法出产工艺，其工艺流程如下图所示：浸取钛铁矿别离不溶的残渣。浸取液进行高价铁还原为贱价铁冷却结晶出氯化亚铁，别离氯化亚铁；别离出氯化亚铁后的含钛浸取液进行第一次溶剂萃取萃取相为含钛和高铁溶液，萃余相为含亚铁的水溶液回来工艺用于再生，回到浸取工序；含钛的萃取相进行第2次萃取萃取相为含钛的水溶液，萃余相为含高铁的水溶液回来再生工序；通过萃取提纯后的氯化钛溶液进行水解，最好的水解方法是喷雾加热水解得到偏钛酸，气相的和水回来洅生体系水解后的偏钛酸进行煅烧、湿磨、无机包膜、过滤洗刷、枯燥、汽粉和包装。该工艺可出产纳米钛、锐钛型和金红石型钛对冷却结晶别离出的氯化亚铁进行热解得到氧化铁固体，气体为氯化氢和水蒸气回来开端的浸取工序其特征是循环运用，副产品只发生氧囮铁渣    该公司为美国纳斯达克上市公司，1999年从总部设在澳大利亚的BHP公司购买新工艺技能和试验设备为加强新工艺的开发，2001年将参加研討的15位科学家聘请到俄特尔继续进行新钛出产工艺研讨2002年第一个专利在美国同意。1910年是克洛朗斯硫酸法的时代1950年是杜邦氯化法的时代，21世纪是俄特尔法的时代    该公司称新工艺出产钛的长处有：运用低成本的钛质料；能量消耗低；既可按需求出产锐态型，也可出产金红石型产品和纳米级钛；废物发生少无需深井填埋；比硫酸法和氯化法出产成本低；而出资费用与其适当。    该出产工艺仅完成了每天5t的中試试验其工业化的规划出产设备还得静候喜报。

钛白粉生产工艺技术——后处理

不管从硫酸法锻烧仍是从氯化法氧化之后所发作的钛昰非常纯的产品，但作为颜料填料并不运用这种产品一般依据不同的商场用处如涂料、塑料和造纸需进行后处理。其意图是改进其运用功能如进步钛的耐候性；进步钛在不同介质溶剂、塑料、水溶性乳胶中的分散性；进步钛潮湿性；进步遮盖力及光泽。    后处理首要有湿磨、无机包膜、洗刷、枯燥、气流磨及有机包膜和产品包装等工序    为进步钛的耐候性，进行无机包膜的意图是屏蔽紫外光阻挠其钛的咣催化活性，因此有必要了解光催化原理    1. Ti02的光催化性质    不管硫酸法仍是氯化法，在二氧化钛晶体构成和成长过程中均存在晶格缺点（肖特基缺点，Schottky Defect,“氧缺点”）因为二氧化钛这些晶格缺点，使其表面上存在许多光活化点在紫外光(UV)的作用下，发作如下光催化反响如圖1所示。    第一步二氧化钛颗粒吸收紫外光，在其颗粒中发作电荷别离在导带的负电荷电子e-和在价带的正电荷空穴P+构成激发态。[next]    正是因為Ti02具有的这一特殊的光催化特质使钛作为颜料在塑料、涂料等的运用中加快老化。所以除在晶体构成和成长过程中采纳办法补偿和削減其晶格缺点外，有必要对其进行后无机物包膜处理以屏蔽紫外光形成的光催化作用。此处有必要阐明的是锐态型二氧化钛因结构与金红石二氧化钛结构的差异，其表面的光活化点更多光催化作用更强；加之，又没有进行包膜处理不管用在涂料仍是塑料上乃为不明智之举（至于遮盖力、资源糟蹋等，此处不作逐个赘述）    为从硫酸法出产中经转窑煅烧取得的Ti02或从氯化法出产中经氧化后取得的Ti02，在无機或有机分散剂的存鄙人进行湿磨其湿磨设备首要选用介质磨，有球磨机、珠磨机、砂磨机、重介质磨等将Ti02集合粒子尽量磨细解聚为原级粒子，以利于进行无机物包膜此工艺在20世纪90年代开端很多运用，其意图是取得更好包膜处理的颜料功能愈加的钛    经湿磨解聚后的Ti02需求进行无机物包膜，以屏蔽紫外光进步钛的耐候性。常用的无机包膜剂有硅、铝的氧化物及水合氢氧化物由硅、铝包膜进步了钛的耐候功能，但与之相反的影响了运用时的光泽由此，近年来已选用错进行混合包膜到达高耐候、高光泽的颜料运用。无机包膜剂常以氧化物及氢氧化物的方法堆积并依据其最终产品的用处，选用以松懈或细密膜的方法包覆于Ti02粒子表面外观见图2。其反响原理如下：[next]    在包膜处理时严格控制反响温度、pH值、时刻，以到达最佳的运用意图然后将包膜后的料浆进行过滤，用去离子水洗刷至必定的电导率選用多种枯燥方法如带式枯燥机、喷雾枯燥机等进行枯燥。    4.有机包膜与气流破坏    气流破坏的意图是为得到狭隘粒度规模和优秀颜料功能的鈦后处理最终一道工序现在选用的破坏机大都为扁平式气流破坏机，其气源为16kg的过热蒸汽并依据产品用处加人必定的有机包膜剂。其意图有二：一是因为破坏后的钛表面能较高简单从头聚会，需求中和其能量（或谓之表面电位）也起到助磨作用；二是改动其钛的表媔物理化学功能，以使其运用在涂料、塑料等物质有更好的配伍性及相容性有机包膜剂用于涂料有胺、醇胺类、硅烷类；用于塑料有二甲基硅烷、聚乙醇、三乙醇胺等。因为有机物结构的复杂性和简单改动并不断的组成新产品以满意一日千里的涂料、塑料新产品的需求。包膜剂的种类也在不断创新现已呈现多种有机包膜的新产品、新技术。    市售的钛一般的包装是选用25kg纸袋或塑编复合纸袋大规模运用時可用500kg或1000kg大包装。包装袋上标明有产品牌号、规格、合适的标准、用处、出产供应商以及出产批号国内商场供应大都钛为通用级的，可鼡于水性涂料、油性涂料、塑料乃至橡胶或弹性体。运用时应该仔细阅读出产商运用指南或寻求供应商的辅导，用户购进的钛最合适茬什么产品上运用；不然破绽百出，资源用错当地钛货品变成废物。

钛白粉生产工艺技术——硫酸法生产工艺技术

若选用的开端质料配料的铁含量高或钛含量较低时则要在净化和水解之间添加去除和收回FeS04·7H20和浓缩钛液工艺进程。    1．酸解    经研磨、枯燥的钛铁矿（含42％-60％嘚TiO2）和／或酸溶性钛渣(TiO2含量72％一78％）一般在铅衬反响器顶用浓硫酸在150-180℃的温度下酸解为便于酸解，质料一般要磨到200目左右需求指出的昰，白钛石、人工金红石和金红石不溶解于硫酸因而不能用硫酸法钛白的出产办法。    酸一料混合物一般用空气进行气流拌和并经过吹人蒸汽加热大多数出产厂运用浓度为85％-92％的硫酸，剧烈的放热反响在160℃左右就开端了而某些厂则先进行酸矿预混物料，这样有助于陡峭劇烈的反响    钛铁矿中的铁含量越高(TiO2含量越低），所用硫酸的稀释程度就越高对处理岩矿而言，适宜的酸浓度为85％而处理钛渣，酸中嘚H2S04一般为91%-92％为了取得陡峭的反响，不需用比此更浓的硫酸    之后，钛液被逐步稀释首先用酸，然后用水不管酸的浓度怎么，反响固楿物的形状都是疏松的多孔饼其首要组成是Fe2(S04)3和TiOS04（硫酸氧钛）。由于质猜中存在的钒、铬和其他金属要在硫酸中分化因而多孔饼中也含囿这类金属硫酸盐。    酸解反响一般用能装30-40t反响物的酸解罐进行间歇式操作剧烈的放热反响一般继续约30min，然后将多孔饼固相物冷却3h左右    硫酸法发生的空气污染大部分来自于酸解。反响中很多硫氧化物、酸雾和夹藏的未反响质料粒子在很短时间内开释出来。这些放散物被暫时搜集到气体洗刷塔和固体物质除尘体系中    有些工厂，如美礼联在萨尔瓦多（巴西）、亨兹曼在蒂鲁卡隆（马来西亚）的工厂和钛工業公司在宇部（日本）的工厂以及韩口公司（韩国）为便于更好地操控反响和下降硫氧化物的开释选用了接连酸解工艺。    接下来是用水囷／或稀硫酸将硫酸盐多孔饼浸出这种饼的分化和三价铁／二价铁的复原一般要进行11-12h，使在酸解罐处的总反响时间达14-15h.    假如以钛铁矿为质料钛液要用铁屑处理将三价铁(Fe3＋）复原成二价铁(Fe2+）。假如以钛渣为根本质料由于只要Fe2+，故省掉这一步工序复原继续到发生一些三价鈦（Ti3+）停止，意图是使一切的铁在随后各进程中都坚持二价方法一般目标为2％的Ti3+就行了，大部分钛以四价（Ti4+）方法存在正如接连酸解楿同，复原也可选用接连方法进行    假如让Fe3+进人水解阶段，它们将吸附在TiO2粒子表面构成终究钛产品白度目标低。因而在整个工艺进程Φ使铁坚持二价形状至关重要。[next]    2.弄清／沉降    冷却酸解液、固体慵懒物质和未反响的质料剩下物溶液从酸解罐的底部悉数排放到宽底的低位沉积池／沉降池中    此处是将由钛矿杂质构成的可溶性剩下物去掉。这些剩下物或许包含硅石、锆石／硫酸锆、白钛石和／或金红石加囚酪蛋白、淀粉或其他有机絮凝剂，液体便经过简略的重力别离沉积在沉降池中可溶性剩下物的沉降能够在此阶段辅以硫化锑(SbS3)沉积的方法进行。为此需在酸解阶段将氧化锑加人到开端的质猜中，沉降时加人以沉积SbS3    用旋转耙从沉降池中将固体物质去除。一般在沉降池底部有一集中排放点。固体物质扫除后先用废酸洗刷以收回未反响的质料，然后用水洗掉残留酸沉降后的钛液经过精滤除掉纤细的剩丅粒子。这些精滤滤渣与从沉降池中搜集的其他固体物合在一起送往答应的堆积场    整个沉降进程大约8h。    钛液冷却至10℃左右以便以“绿礬”的方法分出大部分的铁。绿矾首要是FeS04·7H20,稠浊有铬、钒、锰和其他金属硫酸盐这些金属是开端的质料夹藏的。剩下的Fe2+仍留在钛液中綠矾能够以红泥浆的方法滤掉。处置绿矾是硫酸法工艺的首要问题之一在现代化的硫酸法工厂中，绿矾用专门的真空冷冻结晶体系去除该体系规划为能生成很大的FeS04·7H20晶体，而铬、钒杂质含量最少大晶体便于处理和贮存，这一点十分重要由于大多数钛白出产商将收回嘚绿矾加工成副产品供应，如用做土壤调节剂或水处理剂    假如只用钛渣作质料，此阶段没有很多的铁分出这样，钛出产商就防止了随の而来的绿矾处理问题FeSO4：Ti02的临界比值是7：10。假如钛液的FeSO4含量很高则在此阶段有必要除掉绿矾。但假如比值小于0.7,则没有必要除绿矾    绿礬除掉后，余下的钛液一般经过真空蒸发浓缩到25摄氏度时1.67的相对密度此步之后，假如质料是钛铁矿钛液的Ti02含量为230g/L。假如质料是钛渣則TiO2含量为250g/L。虽然经过了分出绿矾除铁但经过钛铁矿获取的钛液中的铁含量仍高于钛渣钛液。    4.水解    水解工序是硫酸法钛出产十分要害的一步这一步将可溶性硫酸氧钛在90℃时水解成不溶于水的水合Ti02沉积物，或称偏钛酸要取得所需粒度的高质量水解产品，必需严格操控比如加热速度、钛液的Fe2+和Ti4+含量以及其他要素等条件如前所述，防止呈现Fe3+是此环节的要害    为操控水解速度、水解物的过滤洗刷功能和终究产品的细度及质量目标，需求在水解时加人晶种晶种的加人方法有两种：本身晶种（Blumenfeld法，1928年）和外加晶种(Mecklenburg法1930年）。两种方法均能出产出楿同质量的产品[next]    本身晶种是在水解时使用预先加人的水解钛液和水所发生的晶种进行水解工艺，不必别的制备晶种    外加晶种望文生义昰向钛液加人经别的制备的金红石或锐钛型晶种，用以操控水解速度和钛产品的终究晶体类型为此意图的金红石晶种是用偏铁酸－或纯TiCl4淛备，而锐钛型晶种是用偏钛酸、或向钛液加人水或酸发生的    放下所加的晶种，从硫酸氧钛溶液中沉积出的TiO2为锐钛型不过，在此阶段加人金红石晶种是为了在煅烧时易于使偏钛酸沉积物转化成的Ti02为金红石型若选用锐钛型或本身晶种，则在煅烧时要加人金红石型煅烧晶種才有利于金红石Ti02的生成    偏钛酸的沉积是经过几小时的钛液欢腾到达的。在沉积快结束时有时要加人必定的水以进步水解率。可是加人的水过量则会损坏Ti02沉积物的质量，整个水解沉积进程需求3-5h    水解沉积物浆料经过滤、洗刷后，在复原条件下用硫酸酸浸以除掉终究微量吸附铁和其他金属即一般所说的漂白，大约7%-8％的S03紧紧吸附在浆猜中无法洗掉。事实上要阅历过滤和洗刷，才能将偏钛酸沉积别离絀来硫酸法钛出产的大部分废酸由此发生。    第一次过滤中的滤液（称为“浓废酸”）一般含H2SO4 22%-24％一般每出产It制品钛要发生8-l0t“浓废酸”。假如以钛渣为质料这种酸仍含有分化的硫酸亚铁，一起还含有很多的硫酸铝和硫酸镁    而之后的洗刷和过滤发生的酸废物（称为“稀废酸”），所含H2SO4低于0. 5％依据水洗和过滤环节的数量，每出产It制品钛发生的稀酸可达60t.    为操控粒度成长需向偏钛酸参加调节剂，如硫酸钾、磷酸钾和锌有时还需在此进程中进一步加人金红石晶种以促进煅烧时构成金红石型Ti02。终究用于煅烧的物料是水合TiO2浆料固含量为35％一50％。    5.煅烧    煅烧是在一个微倾的内燃式回转窑中进行的在重力效果下，水合Ti02浆料在回转窑中慢慢前移煅烧温度为900 1250摄氏度。为了到达所需的鈦类型实践温度需求按几个等级严格操控。一般出产金红石型钛所需的温度要高一些经过煅烧环节脱去水分和除掉剩下的微量S03，一起還能够将锐钛型转变成金红石型煅烧还有助于增强终究钛产品的化学慵懒和断定其粒度，虽然粒度的断定首要是在水解阶段经过进程取样和对色彩、消色力及粒度的物理检测能够对煅烧进程的严密操控起辅佐效果。    在煅烧阶段跟着S03和酸雾的扫除，不可防止要夹藏一些纖细的TiO2粒子缕缕烟气显着可见。因而工厂有必要设有收回Ti02粒子、除尘和除酸雾的设备，以使煅烧尾气不对环境构成损害    煅烧后，Ti02经研磨破碎烧结颗粒这以后，一些钛以未包膜Ti02初品的方法出售用于珐琅、焊条等需求初级产品的应用领域其首要并且是简直一切的钛厂均要进行的表面处理，即后处理不过，大多数出产商都是在同一现场进行Ti02的表面处理仅有少部分供应商进行异地后处理加工。表面处悝进程见后三末节叙说[next]    该工艺所发生的首要废物是废酸（含洗水）和以钛铁矿为质料所产出的FeS04·7H20;废酸一般很稀，H2S04含量低于25％一些钛出產商极力别离酸解时第一次过滤发生的强酸废物和随后过滤与水洗发生的弱酸废物。硫酸法出产每吨钛发生的副产品及产值如下    以钛铁礦质料：3-4t FeS04·7H20; 7-8t

钛白粉生产工艺技术--概述（二）

钛出产工艺流程如图所示，硫酸法和氯化法是现在钛商业出产的两种办法

钛白粉生产工艺技術--概述（一）

自1791年发现钛元素到1918年选用硫酸法商业出产钛以来，至今已有八十多年的出产和商业运用前史钛出产办法主要有硫酸法和氯囮法。    硫酸法是用钛精矿或酸溶性钛渣与硫酸反响进行酸解反响得到硫酸氧钛溶液，经水解得到偏钛酸沉积；再进人转窑锻烧产出Ti02硫酸法以间歇法操作为主，出产设备弹性大利于开泊车及负荷调整。但其工艺杂乱需求近二十几道工艺进程，每一工艺进程有必要严格操控才干出产出最好质量的钛产品，并满意颜料的最优功能硫酸法既可出产锐钛型产品，又可出产金红石型产品    氯化法是用含钛的質料，以氯化高钛渣或人工金红石或天然金红石等与反响生成经精馏提纯，然后再进行气相氧化；在速冷后经过气固别离得到Ti02。该Ti02因吸附一定量的氯需进行加热或蒸汽处理将其移走。该工艺简略但需在1 000℃或更高条件下氯化，有许多化学工程问题如氯、氯氧化物、的高腐蚀需求处理再加上所用的质料特殊，较之硫酸法本钱高氯化法出产为连续出产，出产设备操作的弹性不大开泊车及出产负荷不噫调整，但其连续工艺出产进程简略，工艺操控点少产品质量易于到达最优的操控。再加上没有转窑锻烧工艺构成的烧结其Ti02原级粒孓易于解聚，所以在表观上人们习气以为氯化法钛产品的质量更优异    硫酸法与氯化法的好坏比较见表 [next]

氯化法钛白粉的生产工艺过程

氯化法关于硫酸法而言是一个技能进步，它能够高效率的接连化、自动化操作产品质量好，直接排放的“三废”比硫酸法少得多这是它能夠取而代之硫酸法的根本原因。可是氯化法“三废”少首要取决于它的质料大部分氯化法工厂运用的质料是TiO2含量95%以上的天然金红石或TiO2含量90%左右的人工金红石和钛渣，只要美国杜邦公司的氯化法工艺运用TiO2含量60%~84%的混合矿当然这种工艺的“三废”排放量要比运用天然金红石和囚工金红石或钛渣工艺的高，氯化法一般只能出产金红石型 氯化法对质料的要求比硫酸法严苛得多，它要求运用TiO2含量在90%以上的钛矿现茬常用的有天然金红石矿、人工金红石和高钛渣。氯化法对矿粉的细度和湿度要求比硫酸法严由于在欢腾氯化时要使质量较重的钛矿和質量较轻的石油焦或焦碳都能顺畅的流态化，矿粉细度的均匀是很重要的此外湿度大水分含量高，在氯化进程中会发作氯化氢和氯化氧鈦前者会腐蚀设备，后者会阻塞管道、阀门     二氧化钛的氯化反响是一个可逆的吸热反响，并且有必要有还原剂的存鄙人才干进行不嘫温度高达1800℃也无法氯化，反响式如下： 曩昔那种旧式的固定床氯化法现在已被欢腾化炉替代，固定床需求事先把金红石矿与石油焦按必定份额(钛渣：石油焦:沥青=7:2:1)混捏制团焦化不利于接连化、自动化操作。大型欢腾氯化炉直径2~6m内衬耐火砖，枯燥的金红石矿(或钛渣)在氯囮炉内先用空气使其流态化并加热至650℃左右，然后参加枯燥的焦碳或石油焦(金红石:石油焦=78:22),待温度升至900℃时用气化氯替代空气进入欢腾炉內接着金红石矿(或钛渣)与焦碳(或石油焦)按必定的份额在坚持欢腾床必定高度的情况下连续参加，让氯化反响按必定的速率进行(的气速一般为0.1~0.15m/s)氯化反响一般维持在950~1000℃，正常出产时运用收回氯缺乏部分用新鲜氯弥补，假如反响温度超越1000℃有可能使矿粉与反响的杂质氯化粅烧结而形成死床，在这种情况下能够通入枯燥的氮气来降温 在二氧化钛氯化的一起，矿中的杂质也参加氯化反响生成FeCl3、SiCl4、AlCl3、VOCl3、MnCl2、NbCl5、SnCl2、MgCl2等在反响气体出来冷却到200℃左右后，大部他杂质的氯化物冷凝在炉灰上而沉降下来气体经过滤进一步冷凝到-12℃左右以尽可能的收回(通瑺用冷喷淋)，不凝性气体首要是CO、CO2、H2、余氯和微量的经气体处理设备用碱液吸收后排放。这种粗是一种红棕色的污浊液体在氯化前要經过蒸馏来精制。 由于卤化物比较简单分级提纯所以氯化法钛的纯度比硫酸法高，这是它的首要长处之一TiCl4的沸点是136℃，大都氯化物的沸点都与它有必定的间隔高于此沸点的首要有FeCl3、AlCl3等，低于此沸点的有SiCl4等唯有钒的氯化物的沸点与它附近，工业出产中能够用传统的铜絲塔精馏除钒或用不饱和矿物油处理成不挥发物后，再精馏后取得钒含量(以V2O5计)＜×10-6级高纯液体该液体无色通明、沸点136℃、凝固点-24℃、楿对密度(20℃)1.726.     遇水会当即发作激烈的放热反响，发作很多的白色HCl烟雾而污染环境、灼伤皮肤、影响粘膜、损害呼吸道安排、腐蚀设备因而┅切设备都要求严厉密封、禁止走漏。遇水的反响式如下： 氧化前先将精TiCl4液体在150~200℃下加热气化分步或一步预热到900~1000℃，氧气相同也要预热箌此温度两者按必定份额一起喷入氧化器内。氧化时的另一个技能要害问题是怎么添加AlCl3,AlCl3是金红石型二氧化钛的成核剂(又能够称为晶种)吔是促进剂，不加AlCl3反响生成TiO2粒子较粗(0.6~0.8μm),参加必定量AlCl3(0.9%~1.5%)后所生成的TiO2粒子较细(0.15~0.35μm).参加的方法有:一种是事先把AlCl3溶解在TiCl4内随TiCl4一起蒸腾气化；另一种方法是在高温下向熔融的金属铝箔或铝粉中通入，所发作的AlCl3蒸气与TiCl4蒸气一起混合进入氧化器内 由于反响生成的TiO2是在几毫秒(0.05~0.1s)内发作的，所鉯为了避免TiO2晶体的高温下迅速增长和彼此粘结而结疤初生的TiO2晶体有必要争剧降温，以极高的流速经过冷却套管用低温循环氯在数秒钟内從℃冷却至600℃左右这一进程也很难把握然后二氧化钛等反响物经旋风分离器进一步冷却后进入高温袋滤器把二氧化钛搜集下来，含氯量茬70%~80%左右可回来氯化工序运用。 为了避免二氧化钛在冷却套管中堆积附着于管壁而下降传热作用可在管内导入煅烧TiO2或石英砂来清洗，可昰煅烧TiO2颗粒粗硬混入产品中较难除掉，美国专利USP5266108中主张选用压力机或压力辊把二氧化钛粉末压成细密的二氧化钛颗粒，用这种二氧化鈦(用量0.5%~15%)来清洗很简单从头破碎成普通颜料级二氧化钛的粒度，不影响后加工进程[next] 由于在氧气中焚烧所放出的热量缺乏以使炉内的物料仩升到氧化所需求的温度，因而需求供给辅佐热源协助升温焚烧的、(或二)及等离子火炬、激光都能够运用，但等离子法能耗太高所以┅般运用或，焚烧时会有部分水分子生成正好能够成为重生的TiO2晶核，取到一箭双雕的作用辅佐加热的方法有内加和外加热2种：内加热洇要在反庆物的气流中吲入焚烧气体，会使浓度下降而添加循环收回时的难度；外加热由于会形成炉壁过热而结疤的疫病更趋严峻下表為氧化时的能量转化数据。 氧化反响器是氯化法的要害设备有立式和卧式两种，技能杂乱难度高首先在高温下腐蚀性很强，在1000℃以上嘚温度下对一切材料的强度、耐温、耐腐蚀功能要求很严厉(国外通常用一种报价昂贵的Inconcl 600型镍基合金)；其次TiCl4、O2、AlCl3不只混合要均匀，并且混匼喷入的速度很快国外材料介绍为150~200m/s，这样高速混合的工艺和设备难度很大；而要在几毫秒内使用操控反响物的停留时间来调整TiO2的晶粒大尛是十分困难的；别的氧化体系有必要紧密正压操作整个氯化-氧化出产进程闭路联动循环，出产环节紧紧相扣又互相制约有一处出问題就会影响大局。一条15kt/a的氯化法出产线以每年300个工作日，2t/h二氧化钛核算氧化反响器每小时要耗费5t、60m3氧气、0.1t三和3.5t尾氯(浓度80%以上)。     为了避免氧化器的喷嘴和反响器内壁结疤各供应商研讨了许多方法，首要有喷砂(盐)法、多孔反响器壁法、机械刮刀法、惰性气体保护法等实踐出产中好像喷砂法较多，下图为一种氧化器的示意图    3、二氧化钛的表面处理     氯化法金红石型二氧化钛也需求进行表面处理，尽管有气楿干法表面处理的报导但实践出产中没有选用，工业上仍以湿法表面处理为主其处理方法、处理剂和处理进程与硫酸法相同，所不同嘚是氯化法二氧化钛颜料的表面吸附有少数的余氯有必要除掉后才干进行表面处理操作。脱氯能够用热空气或含有0.1%的蒸汽处理接着再鼡含有空气的蒸汽处理即可到达脱氯的意图，也能够选用水洗的方法除氯

钛白粉生产工艺技术——氯化法生产技术

一起，还有各种经过沝解TiCl4的工艺计划但这些工艺都无商业经济价值。氧化工艺其优势地点是可循环运用即此阶段发生的可收回返回到氯化工序中。    1．氯化    茬氯化法出产钛工艺中首先要出产(TiC14）其出产是用钛质料与烧结的石油焦饼和经预热的混合，并在800-1 000摄氏度的温度条件下反反响其一般的氯化反响器是选用流化床反响器，也有其他的一些反响器    氯化反响器选用钢衬耐火材料，其内部选用夹套冷却和在高温条件腐蚀性极強，所以乃至是选用高质量的耐火材料，其运用寿命也有限    石油焦中的碳在氯化反响中的首要意图是移走钛矿中的氯，所以尽可能削減与金属反响的氯含量复原剂存在Ti02的氯总是满足的。    起先的反响热是由电能供给的运用石墨电极，开端反响时需求很多的热量在进囚氯化反响器时，焦饼与Ti02的份额需求细心操控温度太低，TiO2变成TiCl4转化率低其未反响的穿过反响器，而利用率低；温度太高反响器材料将熔融阻塞气孔。    现在有部分公司具有运用钛精矿和高钛渣或金红石或板钛矿混合进料技能与商业出产能力其进料的矿可达Ti02 60％含量，其意图是下降质料的出产成本其他的氯化公司选用掺和质料量不能低于Ti02 85％。并且要求具有低MgO, CaO的天然金红石、人工金红石、钛渣若Ca, Mg太高，茬氯化时构成液体氯化物如MgCl2、CaCl2会阻塞流化床排渣，形成出产不正常及停产    从氯化反响出来的气体，不只有TiCl,和二氧化碳并且有焦饼灰囷从质猜中杂质发生的不同氯化衍生物，FeCl3、SiCl4、ZrC13、MnCl2和VOCl3等从反响器出来，气体经过袋滤气别离尘埃再经过冷凝器坚持200℃温度别离掉首要的FeC13。倘若选用钛精矿与板钛矿掺和进料此间别离的FeCl3量显着增多，带来废副处理量大的问题    2.精馏提纯    此段是冷凝并提纯Ti02气体。该气体从氯囮反响器出来后经过可调喷雾冷却和冷凝；其意图是使气体温度降到13摄氏度，刚好是TiCl4的沸点在此条件下FeCl2、MnCl2、CaCl2、MgCl2以固体办法别离掉，并嘚以移出    冷凝别离出大部分固体杂质后的TiCl4气体依旧含有许多与其沸点相似的杂质如SnCl4、Sicl4、FeCl3、MnCl2和VOC13等，削减这些杂质的量是氯化钛操作之要害洇素之一    别离VOC13是经过用亚铁或矿物油的络合办法进行。用H2S在90℃处理含杂质TiCl4复原VOCl3成VOCl2，这以后以硫化物的铁、钒沉积别离将AIC13转化成络合鹽而别离掉。    过滤出杂质沉积的TiCl4经过进一步的细心操控蒸馏进行精制以取得纯的TiCl4,在此处可作为商等第出售，或作为钛厂的中间产品其質量为98. 此工段是将TiCl4与空气或氧气进行氧化反响，生成纯的TiO2和氧化温度低于600℃时，其反响速度微乎其微；超越此反响温度反响敏捷添加終究反响温度范围在℃。氧化反响对产品的细度及质量是操控的要害[next]      与在所运用的氧化温度条件下腐蚀性极强。一般的反响器选用不锈鋼衬耐火材料做成氧化反响热不能坚持满足的反响温度，有必要供给辅佐热量一般的做法有：①TiC14和氧气／空气与少数蒸汽混合，别离預热到所需的温度并别离进人反响器；②经过焚烧CO成CO2供给辅佐热；③氧气经过电火花加热。    在氧化时为添加TiO2的产率，一般加晶种以促進TiO2的生成AICI3是一个常见的辅佐材料被加到TiC14进猜中，氧化时以固体颗粒的办法生成Al203以供给所需的晶种也可在氧化时的空气或氧气中喷人液滴，作为晶种以促进TiO2颗粒的生成    氧化易形成Ti02结疤于反响器器壁、气体进口喷嘴及其他一些表面上，因而有必要进行防备。在氧化工艺昰非常棘手的生成的TiO2敏捷稳定地黏附在氧化反响器器壁上、进口喷嘴外壁上，并不彻底被气体带走    一些工厂选用接连的氮气维护其反響器气体进口部分、坚持其冷却以避免Ti02结疤沉积。也有用砂和砂烁防结疤的办法氧化炉结疤的困难尤其是在小设备上最难战胜。锦州铁匼金厂年1.5万吨氯化法钛白设备是现在全球最小的出产设备；经过该厂多年的尽力已根本战胜氧化炉结疤之困难；由本来几小时运转周期進步到现在的接连运转11天。其除疤办法是氧化炉气膜维护和加盐除疤    在将反响物料敏捷冷却之后，钛与气体选用旋风、布袋、电除尘等過滤进行别离排出气体经冷凝收回，以办法贮存并循环回氯化工段再用。    从滤器中别离出的TiO2含有很多的吸附氯需经过加热移去，最瑺用的为蒸汽处理氯被洗出并转化成，再进一步处理是用含0.1％的蒸汽除去微量的氯和得到TiO2    TiO2终究从过滤器取出，在水中浆化进行湿磨，进行解聚再送人后处理进行加工，其工艺与硫酸法相同    4.物料平衡    其首要化学反响如下：

硫酸法钛白粉的生产--钛白粉的粉碎

一、颜料鼡钛的光学功能首要是取决于颗粒特性和表面性质    颜料用钛首要的光学功能是在于它被涣散在介质中和涂在表面上（作涂料）时的不透明性。与不透明性在不同程度上互相相关的重要光学功能是亮度、白度、色相、消色力和遮盖力钛的不透明性很大程度上取决于它对光的折射率和颗粒特性。颗粒特性包含粒度、粒度散布和颗粒形状别的，钛在各种介质中的涣散才干也是很重要的要素因为在大多数状况丅，颜料的光学功能能否充沛显现出来还取决于钛的涣散性怎么，而涣散性往往又和颗粒特性及表面性质亲近相关    关于必定波长的人射光，当颜料颗粒巨细为半波长时对光的散射率最高，也就是不透明度最高可见光的波长为0.4-0.7μm，故理论上颜料颗粒的最佳粒径为0.2-0.35μm若颗粒度过小，则发作光的衍射导致不透明度下降。且颜料功能与散射系数联系甚大当散射系数在粒径为0. 2μm时为最高，这时颜料的消銫力和遮盖力最优白度和光泽都最好。但各种颜料功能之间有时互相对立如粒径变小时，耐候性就相应下降因而关于一些耐候性要求高的颜料，粒径应该恰当大一些    2.粒度散布对颜料功能的影响    颜料功能优秀的钛，其颗粒的粒度散布宽度应尽或许狭隘即颗粒粒径在0.2-0.3μm之间的要占绝大多数，而0.lμm以下和0.37μm以上者简直不存在    3.颗粒形状对颜料功能的影响    颜料的颗粒形状对光散射也有影响，一般粒子为圆形时散射率最高，对油滑规整的颗粒其颜料功能最优。要尽或许避免角状颗粒因其不只光学功能差，并且堆积在一一起空间体积夶，相应的吸油量高    三、钛需求破坏的原因及破坏的办法    经锻烧的钛大都是粒子的聚结物，需进行破坏才干使粒度到达颜料标准的要求然后取得尽或许高的不透明度及其他颜料功能。    颜料钛对颗粒巨细和粒度散布有严厉的要求因而挑选适宜的破坏设备和工艺流程是很必要的。破坏钛的办法可分为湿式破坏和干式破坏湿式破坏如湿法球磨及砂磨，均在介质水中进行；干式破坏有雷蒙磨、锤磨、离心磨（全能磨）、流能磨（气流破坏机）等破坏可选用单一的研磨设备，也可选用由两种或两种以上研磨设备组合运用如将锻烧物先经雷蒙磨研磨后，再经气流破坏也可用同一种设备进行屡次破坏，如二次气流破坏破坏工艺流程的挑选首要取决于钛种类的需求。出产非顏料型产品如电焊条、冶金、珐琅、电容器级钛时，不强调单个颗粒的粒度只需求320目筛余物不超越必定规模即可，锻烧物只经过一次幹式破坏如离心磨或雷蒙磨，即可符合要求有些锐钛型颜料钛也只经过一次干式破坏。    四、离心式破坏机磨粉的原理、影响磨粉作用嘚要素及取得抱负细度的办法    离心式破坏机的磨粉是借助于物料在破坏机内高速旋转时的离心力的碰击作用是将固体物料内部的凝聚力戰胜而割裂的操作。大块物料割裂成小块物料的操作称为破碎小块物料变成细粉的操作称为破坏。    在离心式破坏机破坏锻烧物的进程中物料在机内的碰击办法有三种：一是锻烧品颗粒与机壳的碰击；二是锻烧品颗粒与刀具的碰击；三是锻烧品颗粒之间的碰击，曾经两种碰击办法为主磨粉的细度就取决于这些碰击的程度。碰击的时机越多钛的细度越细，离心式破坏机内物料碰击时机的多少是由物料在機内逗留的时刻和物料取得的离心力两个要素决议的刀具与机壳的距离小，进风量小物料逗留时刻长，破坏机主机电机的功率大物料取得的离心力就大。出产中只需操控较小的距离适宜的进风量和加料量，就能取得较抱负的细度[next]    雷蒙磨又称环辊磨，钛工业都用摆輪式环辊磨雷蒙磨可用来破坏非颜料型钛产品，也可用在颜料钛的一次性破坏和初级破坏上雷蒙磨破坏钛工艺流程如图1所示。锻烧物從贮料斗接加人雷蒙磨的机体内此机有竖轴，在轴顶穿插的十字横梁上有自在下悬且附有悬辊的2-6个摆悬辊除自转外，还随摆一同绕竖軸旋转竖轴翻滚时，离心力使悬辊紧贴于停止的环形衬垫上物料在悬辊与衬垫之间经过。大块及未被破坏的物料坠于机底并被轮子從头将其投掷于翻滚很快的悬辊前的衬环面上，已被破坏的物料为空气流携出在上部离析器中别离出粗颗粒回来研磨区从头研磨，磨细嘚钛随气流进人旋风别离器内别离出的钛自下部星形下料器卸出，制品细度可由调理吹人空气量的巨细来操控空气经过鼓风机从头回來雷蒙机底部构成闭路循环。如一级旋风别离器达不到要求则可设备两级旋风别离器，或与布袋收尘器串联    六、雷蒙磨粉机与离心式破坏机比较所具有的长处    雷蒙磨粉机与离心式破坏机比较具有以下五方面的长处。    ①雷蒙磨粉机不只能够磨钛也能够磨钛铁矿。    ②因为雷蒙磨内部附有离析器能够调理细度，因而磨粉的细度好产品粒度均匀，粗粒子少    ③因为雷蒙机是经过摆轮离心力对物料的揉捏和研磨而到达破坏意图的，因而其破坏的钛粒子外形比较油滑粒子较健壮，钛制品的吸油量显着下降白度和消色力也有所进步。但假如破坏前的钛过于松软则经破坏后的钛黏性大，简略堵塞管道简略发作结块。处理的办法是进步风压    ④产值大、用电省。一台五辊雷蒙磨每小时产值约1吨而一台Φ600mm型的离心式磨机破坏颜料型钛每小时产值只要160-300kg。破坏非颜料型钛的产值可达1. 5-2.0吨    ⑤因为离心式破坏机的机體大都用铸铁制成，破坏钛时机体磨损较严峻，铁的污染有时可使钛中铁的含量增加0.02％左右严峻影响到钛的色泽和光泽，有的单位选鼡在内壁堆积碳化钨焊条的办法削减磨损取得了必定的作用，但污染仍很大而雷蒙磨的材料磨损的污染就少得多。    七、钛工业常用的氣流破坏机、选用的破坏介质及扁平式气流破坏机的作业原理    气流破坏机又称流能磨是一种功能优胜的超微破坏设备。气流破坏机内的粅料在高速气流（等于或超越声速）的作用下互相发作剧烈磕碰和研磨而被破坏。钛工业常用的气流破坏机有扁平式和环办法两种选鼡的破坏介质（气体）为过热蒸汽或高压空气或惰性气体。[next]    扁平式气流破坏机是由上下盖、进料管、喷嘴圈及喷嘴、卸料管、排气管组成其作业原理为：气流破坏机作业时，高压工质常用的是高压蒸汽，经过喷嘴进人破坏室构成高达每秒几百米乃至每秒上千米的超声速喷气流，物料经过文氏管吸人破坏室喷气流夹藏着物料粒子在破坏室内以极高的速度旋转着，在这样强壮的旋风流中遍地的流体动仂学特性均不相同，即在半径方向上存在有梯度在接近破坏室外圆周处，除了有微弱的气流之外尚有许多小漩涡流，使物料呈高度湍動状况物料在这里以巨大的动量互相磕碰（占破坏量的80%左右），又与圆周壁相冲突（占20％左右）完结破坏进程，这一带称为破坏区（見图2）    在破坏区与中心搜集区之间，工质以适当高的流速构成主旋风流被破坏了的物料在这里以层流的流型随主旋风流而运动，然后茬向心力的作用下发作分级作用，这一带称为分级区破坏区与分级区的分界处称为分级圆。喷嘴的轴线也就是喷气流的轴线与此圆相切被别离出来的合格粒子，以阿基米德螺线的轨迹战胜离心力，跑人搜集区而被搜集下来    图3为气流破坏钛工艺流程。由锅炉房发作嘚高压蒸汽（一般为0.637-1.176MPa表压）经过过热炉加热到必定温度(250-350℃），经过流量计进人气流破坏机的破坏室少数蒸汽导人文丘里加料器，将料鬥中物料吸人破坏室破坏后的产品部分从主体下料筒中捕集下来，并经星形下料器卸出部分随气流进人旋风别离器及布袋收尘器，搜集的钛从卸料筒及布袋中卸出如经过布袋的气流中仍残留有细料钛，可再设备一水喷淋塔收回之后废气放空。 气流破坏机的加料量与笁质、所破坏的物料、要求的细度等要素有亲近的联系不同规格的气流破坏机关于某一断定的物料，都有一个最佳的加料量此刻既可使物料粒子的冲击速度最大，又可使物料在工质中的浓度适中然后使破坏作用处于最佳状况。Φ280mm的扁平式气流破坏机工质用压力0.784MPa以上嘚过热蒸汽，破坏锐钛型钛的加料量每小时约65-80kg跟着气流破坏机直径的增大产值增加很快。直径增大40％产值就增加200％。一般来说下降加料量会使粒子的破坏进程大大加快，在破坏室的逗留时刻加长磕碰时机增多，然后进步粒子的细度为使破坏产品质量安稳，特别要紸意加料的均匀性一般以为加料量改变起伏应不大于±2％。    可用作气流破坏机工质的有过热蒸汽、压缩空气、惰性气体一般来说，破壞矿石型物料时大多用过热蒸汽；破坏药物型物料时，大多用压缩空气；惰性气体一般只用在物料有必要避免氧化等特殊场合中    一般運用过热蒸汽较压缩空气好，因为蒸汽易得并且廉价其本钱约为压缩空气的1/2以下。蒸汽压力能够很高其供给的动能比空气高得多，并苴不存在空气压缩机润滑油的污染问题用过热蒸汽破坏钛时，不易发作黏结现象钛的内聚现象小，长时刻运送和储存不发作结块现象因而凡能用蒸汽破坏的物料，一般不必压缩空气在钛工业中，Φ200mm以上的气流破坏机都用过热蒸汽作工质Φ200mm以下的气流破坏机，因为鈈易处理蒸汽冷凝问题而选用高压空气。    工质的压力是发作喷气流速度的首要参数也是影响破坏作用的最重要的参数之一。关于缩短型喷嘴压力增大到临界值后，气流速度不再增加但气流密度能够增加，因而气流的动能便增加然后强化破坏进程，一般都以为工质嘚压力越高越好但工业上受设备的约束，大都选用压力为0.98MPa的过热蒸汽    4.汽固比    汽固比是影响破坏作用的重要参数，因为气流破坏机类型、规格、工质条件及物料的不同汽固比改变很大，文献中报导的汽固比能够在(0.5-1.0)：1之间改变这和原始物料粒度的联系很大，如经过雷蒙磨破坏的粗碎、包膜后气粉时其汽固比一般为(l.2-2.5)：1。破坏未处理过的锐钛型钛最好的汽固比为(0.8-1.2)：l一般来说，选用高汽固比能使钛的颜料功能充沛发挥出来，对进步消色力和下降吸油量有利但会危害颜料的涣散性；假如汽固比太低，涣散功能好了颜料功能要下降。无論是粒度散布仍是颜料功能均以气流破坏→表面包膜处理→气流破坏的流程为最佳，其间第一次破坏选用高汽固比的更为抱负    经过破壞的物料的一级收尘大都选用旋风别离器。两级收尘有湿法和干法两种湿法能够使用蒸汽冷凝的办法收回被夹藏的制品，也能够选用别嘚的喷淋设备湿法收尘的作用尽管杰出，但搜集的浆料有必要再进行枯燥处理因而，流程长、占地大、设备多现在较少选用。干法收尘一般可选用两级旋风收尘后再用脉冲反吹式布袋收尘干法收尘时有必要使收尘体系的温度高于蒸汽露点14-22℃，避免发作黏结和堵塞    6.氣流破坏机中的化学反应    许多物料在气流破坏的一起，加人一种物料进行包膜处理例如，美国公司曾提出在二氧化钛中增加微量铝铝先溶于，再和二氧化钛混合后进入气流破坏机在过热蒸汽的高温下，铝发作水解沉积出氢氧化铝包覆在二氧化钛的表面。    气流破坏机進行的另一种处理是增加破坏助剂因为气流破坏机中物料处于高度湍动状况，因而即便增加极少数助剂亦能高度均匀地混合在制品之Φ，国外为进步二氧化钛的涣散性遍及使用在气流破坏机中物料吸附某些有机化合物的办法进行有机包膜。[next]    十、气流破坏与机械破坏比較所具有的长处    气流破坏与机械破坏比较具有以下六大长处    ①气流破坏后物料的粒度和粒度散布较机械破坏优胜得多。当需求将物料破壞到亚微米级细度粒度散布又要求较窄时，气流破坏是最重要和最有用的手法之一颜料钛的抱负粒度要求在0.2μm左右，粒度散布宽度要求很窄一般机械破坏无法做到这一点，只要经过气流破坏才干到达这一要求图4为气流破坏与机械破坏后物料粒度散布曲线，两条曲线嘚均匀粒径持平但粒度散布相差很悬殊。气流破坏粒度散布宽度很窄即破坏后颗粒巨细均匀而规整。其颜料功能优秀这是一般机械破坏难以到达的。    ②一般机械破坏周期长、功率低有时虽经屡次长时刻的破坏，仍不能到达所要求的细度    ③机械破坏在长时刻的磨细進程中，发作许多的热量对热敏性物料不适宜。    ④气流破坏的产品粒度散布很少随时刻改变产品的质量比较安稳。而一般机械破坏不呮粒度散布宽并且每天会发作改变，形成产品质量动摇    ⑤气流破坏机械磨损小，对被破坏物料不易形成污染    ⑥气流破坏在物料破坏時髦能进行一些简略的化学反应，这对钛工业是极有价值的人们曾使用这一特性，在气流破坏的一起进行表面处理    十一、钛破坏工艺鋶程的挑选    合理挑选破坏工艺流程是一个很杂乱的问题，它有必要依据产种类类、质量要求及技能经济指标归纳考虑尽管气流破坏是最囿用的破坏，但其操作本钱高耗用动力较多，而机械破坏的操作本钱较低因而在初级破坏上仍遍及选用离心式破坏和雷蒙破坏等机械破坏。在破坏锐钛型钛时选用雷蒙磨～水选～包膜～枯燥一雷蒙磨（或气流破坏）的工艺流程，产品的质量仍是比较好的；破坏金红石型钛时因为硬度较高，选用雷蒙磨～水选一包膜～枯燥～气流破坏的工艺流程比较多当然也有供应商是将煅烧物直接进行气流破坏的。    因为各种钛的用处不同其对磨粉的细度要求也各不相同（见表）。不同种类的钛对细度的要求种类颜料级颜料级电焊条级珐琅级电容器级冶金级（金红石型）（锐钛型）一二优一二一二一二级级等级级级级级级品品品品品品品品品筛余物（45μm筛孔）/%≤0.10.10.050.10.30.50.50.10.30.3经过160目筛子筛余量鈈大于0.5%[next]     十三、锐钛型颜料钛的吸湿状况及避免吸湿的办法    锐钛型颜料钛的吸湿性很大从图5可知，暴露在空气中2h即吸水0.5％而钛对含水量嘚要求也仅仅0.5％，这样从冷却的钛到破坏好、包装好超越2h的话，就很或许形成水分吸湿超支为此破坏人员有必要敏捷破坏并敏捷包装。包装好今后仍要防潮、防压。    若是出产非颜料级钛则破坏后即为制品；若是出产不包膜的BA-0101锐钛型颜料钛或出产不包膜的金红石型颜料钛（如柳州厂），则其破坏后亦成为制品；若是出产包膜的BA-0102锐钛型颜料钛（如上海焦化厂）或出产包膜的BA-0103金红石型颜料钛则破坏后尚需求进行表面处理。

钛的出产办法有硫酸法和氯化法两种硫酸法是将钛铁矿粉与浓硫酸进行酸解反响生成硫酸氧钛，经水生成偏钛酸洅经煅烧、破坏即得到钛产品。此法可出产锐钛型和金红石型钛质料：各种钛铁矿、钛渣等。长处：质料：钛精矿、钛渣和硫酸贱价噫得，技能较老练设备简略，防腐蚀材料易处理并且可出产氯化法不能出产而市场需要的锐钛型各种牌号的钛。所以只需注重环境污染的管理注重产品质量的进步，注重推动科技进步硫酸法钛还会与氯化法钛并存，短期内不会被筛选缺陷：流程长，只能以间歇操莋为主湿法操作，硫酸、水耗费高废物及副产物多，对环境污染比较严重每吨制品钛别离要排出8吨废酸和3吨多硫酸亚铁，还有很多嘚污水；并且出产的钛质量相对比较差比方南京钛厂就因为环保问题被关停。氯化法是将金红石或高钛渣粉料与焦炭混合后进行高温氯囮生成经高温氧化生成二氧化钛，再经过过滤、水洗、枯燥、破坏即得到钛产品运用质料：天然金红石、人工金红石和高钛渣等。氯囮法只能出产金红石型产品长处：流程短，出产能力易扩展接连自动化程度高，能耗相对低“三废”少，能得到优质产品缺陷：絀资大，设备结构杂乱对材料要求高，要耐高温、耐腐蚀设备难以修理，研讨开发难度大90年代曾经，硫酸法一向占有钛工业的主导哋位1992年后，转为氯化法占主导地位现在世界上新建或改扩建钛厂多以氯化法为主，杜邦公司悉数选用氯化法氯化法钛出产在技能上囿必定难度，根本由少量几个大公司所独占我国在90年代初才引入一套氯化法出产设备。改变了我国只能出产等级低锐钛型钛的前史

一、偏钛酸与母液的别离 水解产品在冷却槽中经盘管水冷却至40℃左右，即送人上片槽将叶滤器接通真空管线，并使整组叶片浸没在偏钛酸漿猜中真空叶滤机每组由10-15块叶片组成，并联摆放每块叶片包上滤布，上片前先开动槽底拌和机或压缩空气将浆料拌和均匀。因为真涳的压力差滤液逐步渗过滤布，而偏钛酸则沉积在叶片表面跟着浆料的不断上片，槽内液位相应下降需求不断弥补偏钛酸浆料，坚歭液面高度当偏钛酸滤饼沉积到厚度25一35mm时，用电动吊车将整组叶片吊起稍稍抽干后，即放人一次水洗槽内进行水洗此刻偏钛酸中一半以上的母液已被别离。母液抽人吸液罐主动排出。前期的母液称为浓废酸收回到酸解工序运用;一次水洗的母液流到沉降槽，收回稀廢酸中少数穿滤的悬浮偏钛酸 二、偏钛酸水洗的意图及其操作 水洗的意图是运用偏钛酸的水不溶性和杂质离子的水溶性进行液固别离，嘫后除掉偏钛酸以外的母液中的很多非钛的可溶性杂质和游离硫酸得到比较纯洁的偏钛酸。 因为杂质含量的凹凸直接影响到钛产品的色楿例如，制品含0.009%的Fe203即影响到锐钛型颜料钛的白度，含0.003%的Fe203将使金红石型颜料钛产品呈现黄相原因是铁在锻烧进程中会转化为红棕色的Fe203。由此可见水洗的好坏对产品的质量影响很大。 水洗的操作是将经过一次水洗(1-2h)后的叶片吊起来放到二次水洗槽中进行水洗依据不同种類估量水洗大约的时刻。加压水解的颜料钛约洗8h左右常压水解的颜料钛约洗4h左右。即从抽水总管顶用部分扫除真空之办法取出少数水洗液，用0.5%的赤血盐(铁)试液进行定性查验如呈蓝色，表明含亚铁离子尚多需持续水洗;如呈绿色，表明行将洗净;如呈黄色表明现已洗净。也可用硫酸铵试液进行查验先将洗水用把亚铁离子氧化为高铁离子，然后加人硫酸铵试液如呈赤色或棕黄色，表明需求持续水洗;如呈无色表明现已洗净。洗净后的偏钛酸可将整组叶片吊起，放到打浆槽上部预备刮料，此刻滤饼含水尚多可坚持真空到表面呈现佷多裂缝中止，使其进一步下降含水量再堵截真空，偏钛酸块料便落人打浆槽内打浆槽内事前放置部分清水，并开动卧式拌和机拌和残留在滤布上的偏钛酸可用塑料铲子人工刮落，或用高压水冲下物料拌和均匀后，用泵送到漂白工序进一步除铁有些供应商没有漂皛工序，就直接送去进行盐处理 三、偏钛酸别离和水洗操控的条件及留意事项 偏钛酸的别离与水洗需求操控下列八项条件： ①浆料温度堅持在25-40℃; ②真空度坚持在≥5.3*104Pa; ③滤饼厚度坚持在25-35mm; ④上片时刻约1.5h; ⑤滤饼含水量≤65%; ⑥偏钛酸含铁量≤0.01%; ⑦水洗时刻，加压水解浆料约8～12h,常压水解浆料约3～6h; ⑧水洗工序收回率≥94%; 需求留意下列事项： ①上片抽滤时要留意调理浆料进料量要始终坚持液面刚刚高过叶滤机上端。既要避免浆料太少构成吸片上薄下厚又要避免过满而溢出槽外; ②水洗槽要定时整理沉积在槽底的沉积物; ③常常清洗和定时互换滤布; ④避免断水、缺沝，坚持水清洁、不污浊 四、偏钛酸别离与水洗的办法及其常用设备 偏钛酸别离与水洗的办法有下列两种。 1.直空过滤洗刷法 这种办法是運用抽真空构成的压力差将滤液吸过过滤介质，而将固体吸附在过滤介质表面水洗时清水不断将溶解的杂质离子带过过滤层而除掉。 瑺用的设备有叶滤机、真空反转过滤机等被广泛应用的是叶滤机，叶滤机体积小过滤面积大，洗刷时刻能够恣意操控对各种不同颗粒度的沉淀物都能适用。 2.离心过滤洗刷法 这种办法是运用高速旋转发生的离心力在过滤介质两头构成压力差，将滤液甩出滤层然后到達固液别离和固体水洗的意图。此法常能够用于别离洗刷非颜料级常压法水解制得的颗粒较粗的偏钛酸 常用的设备有离心机，用离心机過滤和洗刷的速度快但劳动强度大。 五、叶滤机的结构及其作业原理 叶滤机是由叶片和吸液罐组成的 叶滤机的每一组叶片，一般由10-30片葉片组成每片双面过滤面积为2-5m2，并联摆放与真空管线相连通。叶片由厚5mm左右的聚氯乙烯或聚硬塑料板及必定粗细的塑料管焊接而成塑料板上布满直径5mm左右的小孔，外面包以涤纶布袋过滤介质其作业原理是运用一种具有很多毛细孔的物料为介质，在真空的效果下使溶液从小孔经过，而将固体截留然后到达固液别离和固体水洗的意图。引入的摩尔过滤机(又叫叶片过滤机)单片过滤面积为6m2每组过滤面積到达180m2。 六、真空吸液罐的结构、作业原理和优缺陷 真空吸液罐是配套于叶滤机运用的它是由聚氯乙烯硬塑料或钢板内衬橡胶而制成，汾为上、下两罐内由连通管、上浮阀和下浮阀组成。 真空吸液罐的作业原理如下：当抽真空时进气口及出料口均被橡胶皮板阻塞。从葉片中抽出来的滤液接连流入上罐并经下液口流至下罐，跟着下罐内水位的不断上升下浮阀逐步浮起，将连通管下口堵死此刻上、丅两罐彻底阻隔，上罐持续坚持真空抽入的滤液只能逗留在上罐内，而下罐因为已与真空体系阻隔开从进口边际不断涌人少数空气，使下罐内真空度逐步下降至必定程度后，进气口及出料口的橡皮板便因为滤液的压力而主动翻开使下罐压力敏捷上升至常压，罐内滤液便借自重力而排出当液面降至下浮阀以下时，下浮阀因为所受吸力小于它的自重力而落下由连通管将下罐从头与真空体系衔接，至丅罐有必定真空时上浮阀也因为自重力而主动下落，进行下一循环操作(见图1).真空吸液罐的内部运作和排液是接连的但水洗抽滤和滤液嘚搜集过滤是接连的，不需求人工切换阀门缺陷是每台真空叶滤机有必要配一台真空主动倒液罐，并且上浮阀、下浮阀、排气口等几个運动部件常常失灵需求修理每一次排液进程，真空都要在短时刻内被损坏一次 七、卧式主动接连排液体系的操作及其长处 卧式主动接連排液体系的操作如下：从真空叶滤机抽来的滤液进入别离罐，别离罐上部一根主真空管与真空体系(真空泵)衔接副真空管作为平衡管与汾流器衔接，滤液由罐底的出口经离心泵先送至lom以上的分流器然后再从溢流槽排出，然后使离心泵的进出口均处于真空状态下两头的肯定压力持平，处理了离心泵在真空状态下的工作问题别离罐内设有液位操控器与离心泵联锁，避免液位过高将滤液抽至真空体系内戓液位过低构成离心泵空工作。卧式水洗主动接连排液体系如图2所示这种卧式主动接连排液体系与上述真空吸液罐比较具有下列长处。 1.哆台真空叶滤机可共用一台卧式主动接连排液器假如不考虑水洗废酸的分类，原则上一台卧式主动接连排液器就能满意出产的需求 2.用離心泵接连向外排液，排液时不损坏真空可节省真空能耗，其技能关键是处理了离心泵在真空状态下的正常工作问题 3.卧式安置，排液器的进口能够低于或等于叶滤机滤液的出口高度削减无功丢失，节省真空能耗因为真空提高高度每添加lm,实践真空丢失10%左右。 4.能够接连主动操作修理量很小，因为不需求每台真空叶滤机都装备一台主动倒液罐因而设备台数能够大幅度削减，占地面积不大具有显着的經济效益。 八、SS型三足式上部卸料离心机的结构和操作程序 这种离心机在小型非颜料钛厂仍有运用其结构主要是由转鼓、主轴、底盘、機壳、机盖、刹车、机座、离心离合器和电动机组成。转鼓经过主轴支承在底盘上主轴笔直装置于轴承箱内。底盘经过柱足上的3根吊杆懸挂支承柱足经过螺栓与机座衔接在一起。离心机经过离心离合器和三角皮带传动动力偏钛酸浆料在全速下加人转鼓内，以确保布料均匀当加料量到达装料极限后当即中止加料。在离心力的效果下悬浮的偏铁酸浆猜中的液相废硫酸经过滤布排出转鼓构成滤液，而固楿偏钛酸则被搜集在转鼓内构成滤饼再在上口加人自来水洗刷至合格，即停机用人工从转鼓上部卸料因为整个处理进程都是在酸性环境中，因而一切与物料触摸的零部件均选用不锈钢制作 运用这种离心机对偏钛酸浆料的过滤和洗刷，虽然有必定的劳动强度可是其过濾和水洗速度快，关于珐琅和电焊条非颜料钛的常压水解得到的偏钛酸粒子较大的情况下仍是适用的。运用离心机不必负压的那套真空設备出资少、上马易、见效快、运用方便、占地不多、滤饼含水少，偏钛酸的锻烧快一台这样的离心机每年可出产100多吨钛。其操作程序如下 ①按转鼓的尺度，用耐酸涤纶布制好过滤袋 ②开动储存偏钛酸浆料高位槽的拌和器，把浆料拌和均匀 ③开动离心机，将高位槽出口的橡胶管伸人离心机内并敞开放料阀让浆料自流进人离心机内。 ④浆料借助于离心力将母液(废酸液)经过滤布甩出去固体的偏钛酸被滤布阻住在转鼓内壁的过滤袋内构成滤饼。甩出的废酸用管接到废酸池中经弄清后将上层废酸送至酸解工段运用，穿滤在废酸池底嘚偏钛酸送回偏钛酸浆料槽 ⑤当滤饼到达必定厚度，中止加偏钛酸浆料改通自来水进行洗刷。自来水受离心力效果经过滤饼将可溶性杂质带走，当水洗至取洗水用赤血盐试液查验呈现黄色即为合格 ⑥中止加水，持续甩干当看到出水口无水流出来时，即停机将滤饼從上口取出供下道工序运用

碱法钛白粉生产工艺中硫酸钛溶液的制备和水解

二氧化钛，俗称钛白是一种重要的化工质料和功能优秀的皛色颜料，广泛应用于涂料、塑料、造纸等职业现在，钛白的工业出产办法首要有硫酸法和氯化法硫酸法以钛铁矿为质料，出产进程Φ发作很多废酸、酸性废水和含硫烟气环境污染严峻；氯化法的高温氯化和氧化进程难度大，而且出产进程中发作的毒性氯化物难以处悝需深井填埋。因而亟需研制环境友好的二氧化钛清洁出产新工艺。中国科学院进程工程研究所成功研制出了碱法钛白清洁出产新工藝使用此工艺可出产金红石型和锐钛矿型二氧化钛。 一、实验部分 （一）实验原理 高钛渣的首要成分是Ti3O5Ti3O5在NaOH熔盐中发作如下反响：水洗反响产品，Na2TiO3中的Na+与水中H+发作离子交换反响部分Na+浸出至液相中，构成必定浓度的碱液首要反响可表明为：洗后的固相(xNa2O·TiO2·yH2O)与硫酸反响构荿硫酸钛溶液，反响式如下：硫酸钛溶液水解生成偏钛酸沉积反响式为：（二）实验质料与仪器 实验所用NaOH、硫酸均为分析纯，水为去离孓水；依据文献制得熔盐反响产品水洗后得到的水洗料为实验质料，组成见表1 表1  水洗物料的化学组成    %用荷兰PANalytical公司的X' Pert PRO MPD型X射线衍射仪断定產品物相，用美国Perkin-Elmer公司的Optima 5300 DV型电感耦合等离子体原子发射光谱(ICP-OES)分析质猜中的元素组成用激光粒度仪测定水解后偏钛酸的粒度散布，用XRD分析晶型 （三）实验办法 1、硫酸钛溶液的制备 制造不同质量浓度的硫酸溶液，并与水洗物料依照必定份额参加三口烧瓶中三口烧瓶置于恒溫油浴中，在设定温度下反响一段时刻后取出，过滤滤液即为硫酸钛溶液。依据文献测定硫酸钛溶液的质量浓度（以TiO2计）及F值 2、硫酸钛溶液的水解 向三口烧瓶中参加硫酸钛溶液，并置于已升温至必定温度的恒温油浴中反响计时。反响进程中守时取样过滤，测定滤液中钛质量浓度反响完毕后，过滤测定滤液中钛质量浓度，核算水解率偏钛酸滤饼充沛洗刷后经盐处理煅烧得到二氧化钛。硫酸钛溶液水解率核算公式如下：其间：ρ(Ti)0为反响开端时硫酸钛溶液中总钛质量浓度；ρ(Ti)t为反响t时溶液中总钛质量浓度 （四）实验工艺流程 实驗准则工艺流程图如图1所示。图1  钛清洁出产工艺流程 流程首要包含5个操作单元：熔盐反响单元多级逆流洗刷与介质循环单元，硫酸钛溶液制备单元硫酸钛溶液水解单元，盐处理和煅烧单元新工艺以高钛渣为质料，熔盐为反响介质；将钛转化为钛酸钠；钛酸钠经多级逆鋶洗刷后钠离子浸出至液相构成必定浓度的碱液，碱液经除杂、蒸腾浓缩后回来至熔盐反响单元循环使用钛留在洗后固相中，随后在稀硫酸中溶解构成硫酸钛溶液；硫酸钛溶液加热水解制备偏钛酸水解母液经膜分离除杂后循环使用，偏钛酸经进一步盐处理和煅烧得到②氧化钛其间硫酸钛溶液的制备与水解进程是该工艺的中心部分，决议着产品二氧化钛的功能包含纯度、粒度散布及颜料功能等。硫酸钛溶液的制备与水解也是传统硫酸法的中心操作单元但新工艺中硫酸钛溶液的组成（离子品种、浓度等）、制备进程和水解机制均不哃于传统硫酸法。 二、成果与评论 （一）硫酸钛溶液的制备 1、实验规划及成果 取不同质量分数的硫酸与必定量水洗物料在50℃下反响4h，过濾水洗物料用量和硫酸质量分数对产品硫酸钛溶液质量浓度（以TiO2计）和F值的影响见表2。 表2  硫酸质量分数和水洗物料用量对硫酸钛溶液性質的影响2、水洗物料用量与硫酸钛质量浓度的联系 用表2中水洗物料用量对硫酸钛质量浓度作图如图2所示。硫酸钛质量浓度随水洗物料用量增大而增大两者之间约为2次函数联系：式中：a，bc为常数。用MATLAB拟合成果a＝0.00676，b＝0.773c＝76.1。因而制造不同质量浓度的硫酸钛溶液所需的沝洗物料用量能够用式(7)核算：式(7)的相联系数r2＝0.992，二次曲线的拟合成果与实验成果相吻合图2  硫酸钛质量浓度与水洗物料用量之间的联系 3、硫酸质量分数与硫酸钛溶液性质的联系 由表2看出：硫酸质量分数对硫酸钛溶液质量浓度及F值均有影响。假定硫酸质量分数与硫酸钛溶液质量浓度及硫酸钛溶液酸度之间契合二次曲线联系即满意其间：w表明硫酸质量分数；ρ表明硫酸钛溶液质量浓度；F表明硫酸钛溶液酸度；h，ij，kl，m为常数将表2数据以MATLAB拟合，得h＝0.000378,i＝－27.7,j＝0.195,k＝－0.247,l＝83.9m＝－54.5。所以硫酸质量分数与硫酸钛溶液质量浓度和F值之间的联系可表明为：將上式中的w对ρ、F作图，成果如图3所示。图3  硫酸钛质量浓度及F值与硫酸质量分数之间的联系 能够看出：当硫酸钛溶液质量浓度恒守时随F徝增大，硫酸质量分数增大；当F值恒守时随硫酸钛溶液质量浓度增大，所需的硫酸质量浓度增大这是由于硫酸钛溶液质量浓度增大，沝洗物料的消耗量增大进而溶解水洗物料所需的硫酸的量增大。 （二）硫酸钛溶液的水解 1、水解温度对硫酸钛水解率的影响 在F＝1.75、钛质量浓度（以TiO2计）140g/L条件下调查温度对水解的影响成果如图4所示。能够看出：升高温度能够增大水解率这是由于水解反响是吸热反响，升高温度可促进反响正向移动有利于水解的进行。由图4还看出水解进程大致分为3个阶段：第1阶段为0～30min，此阶段没有固相物分出水解率低，液相组成没有明显改变；第2阶段为30～90min此阶段有很多偏钛酸固体分出，分出速度较快；第3阶段为90min今后此阶段硫酸钛分出速度减慢。圖4  反响温度对硫酸钛水解率的影响 2、F值对硫酸钛水解率的影响 在钛质量浓度（以TiO2计）200 g/L、水解温度110℃条件下调查F值对硫酸钛水解一的影响，成果如图5所示能够看出，随F值增大反响速度加速。依据反响(4)下降溶液中硫酸质量分数，有利于水解反响正向移动因而，较佳的沝解F值断定为1.9～2.0水解时刻为4h，此刻硫酸钛水解率在90%以上。图5  F值对硫酸钛水解率的影响 3、硫酸钛质量浓度对水解率的影响 在F=2.0、水解温度110℃下调查硫酸钛质量浓度对水解的影响，成果如图6所示能够看出，随硫酸钛质量浓度增大水解速度和终究水解率都下降。这是由于硫酸钛质量浓度增大今后溶液中离子强度增高，薪相较难沉积分出当硫酸钛质量浓度为204g/L时，水解率大于90%因而，断定较佳的硫酸钛质量浓度为200g/L图6  硫酸钛质量浓度对硫酸钛水解率的影响 4、水解进程中偏钛酸的粒度散布 将F＝1.75、钛质量浓度（以TiO2计）140g/L的硫酸钛溶液加热至102℃进荇水解，反响进程中守时取样分析水解产品偏钛酸的粒度散布。不同反响时刻下偏钛酸的粒度散布如图7所示能够看出：反响开端阶段，偏钛酸粒度随时刻的延伸而增大；反响后期粒度根本坚持不变图7  不同反响时刻偏钛酸的粒度散布 5、硫酸酞溶液制备和水解工艺的断定 依据上述实验成果，硫酸钛溶液最佳水解条件断定为：硫酸钛质量浓度200g/LF＝1.9，反响温度110℃水解时刻4h。将上述参数代入式(7)和(9)中得硫酸钛溶液制备最佳条件为：硫酸质量分数43.4%，酸固质量比为1∶1 （三）偏钛酸的SEM表征 反响产品偏钛酸充沛枯燥后，涣散在洁净的金属铝箔表面鼡扫描电镜分析其描摹，成果如图8所示能够看出，偏钛酸根本上为10nm左右的极微小颗粒聚会后为2μm左右的较大颗粒，聚会体近似为球形这种结构阐明在水解进程中发作了单一粒子生成和粒子聚合2个进程。图8  偏钛酸产品的SEM图谱 （四）水解机制分析 经过分析硫酸钛溶液水解苼成偏钛酸的进程及反响产品偏钛酸的描摹揣度水解机制为：第1阶段，硫酸钛溶液中的钛离子首要彼此结合生成线性聚合物这种聚合粅有利于锐钛矿型二氧化钛的构成，因而硫酸钛溶液水解后悉数构成锐钛矿型偏钛酸； 第2阶段，固相物的粒度为1～3μm偏钛酸初级粒子粒径仅为10nm，即硫酸钛溶液先生成10 nm左右的初级粒子然后初级粒子彼此聚合构成粒径1～3μm的聚会体。跟着反响时刻的延伸聚会体粒径逐步變大； 第3阶段，反响90min之后此阶段，水解率缓慢添加偏钛酸粒径没有明显改变。 上述3个阶段的反响时刻随反响温度改变略有不同：温度樾高第1阶段时刻越短；一起反响速度和水解率都较高。 （五）偏钛酸煅烧制备二氧化钛 水解制得的偏钛酸加热煅烧后能够得到二氧化钛煅烧温度对二氧化钛晶型的影响如图9所示。图9  不同煅烧温度下的二氧化钛的XRD图谱 能够看出：在100℃下枯燥偏钛酸晶型为锐钛矿型；煅烧溫度较低时，晶型无改变产品为锐钛矿型二氧化钛；煅烧温度高到800℃时，产品逐步转变成金红石型二氧化钛；温度为1000℃时产品完全为金红石型二氧化钛。这阐明以本法制备的偏钛酸在不同温度下煅烧后既可制备金红石型二氧化钛也可制备锐钛矿型二氧化钛。 三、定论 （一）用硫酸溶解高钛渣熔盐反响后的水洗物料可得到硫酸钛溶液操控硫酸质量分数和酸固质量比能够得到不同F值和质量浓度的硫酸钛溶液。经过MATLAB拟合断定硫酸钛溶液制备最佳条件为：硫酸质量分数43.4%，酸固质量比1∶1该条件下制得的硫酸钛溶液质量浓度为190g/L，F＝1.9 （二）硫酸钛水解进程中，下降溶液F值及硫酸钛质量浓度进步水解温度，延伸水解时刻可进步水解率最优水解条件为：温度110℃，时刻4h硫酸鈦质量浓度190g/L，F＝1.9该条件下硫酸钛的水解率大于90%。 （三）XRD、SEM和粒度散布表征成果表明硫酸钛的水解是分3个不同阶段进行的。

硫酸法钛白粉的生产工艺过程---原料的选择与准备(硫酸)

硫酸法钛生产中的第二个主要原料是硫酸它是一种很生动、氧化性很强的强酸，由于它的沸点佷高(338℃)因而很合适用它来溶解钛铁矿。钛铁矿的化学成分是偏钛酸亚铁归于弱酸弱碱盐，用强酸(硫酸)来与它反响基本上是不可逆的，反响能够进行得比较彻底     一般对硫酸的质量没有特殊要求，只需契合工业硫酸的国家标准即可乃至某些冶炼厂的收回硫酸都能够运鼡。可是如用于食物、医药级或对重金属离子要求较严厉的二氧化钛产品冶炼厂的收回硫酸是不适宜运用的，既运用硫铁矿或硫黄制作嘚硫酸也要事前分析其间的铅、砷、镉、铬等有害杂质的含量     关于硫酸浓度的要求，一般为88%~98%但最好不低于85%。一般运用92%~96%浓度的硫酸比较恏由于浓度太高，稀释时会放出很多的热而H+离子与SO42+离子增多，进入钛铁矿表面缝隙的几率也增大使反响反常剧烈很难操控，反响物板实、空地少不利于溶解浸取。如果酸的浓度太低不只提供给反响的热量少，并且反响速度缓慢反响不彻底，反响物不容易固化浸取困难并且容易发生前期水解。     作为漂白和表面处理用的硫酸纯度要求较高一般引荐运用重金属含量和铁含量较低的蓄电池级硫酸。

鈦白粉生产的生态效率分析

钛的出产进程是资源和动力转化为产品并排放抛弃物的“工业代谢”进程在这一进程中，输入各种资源和动仂;输出主产品、各种副产品和抛弃物关于不同的钛出产工艺进程，输入和输出不同其物质代谢不同，对环境构成的影响也不同 生态功率及其目标 生态功率界说 其界说为：生态功率是生态资源满意人类需求的功率，它是产出与投入的比值其间“产出”是指厂商出产或經济体供给的产品和效劳的价值;“投入”是指厂商出产或经济体耗费的资源和动力及它 们 所构成的环境负荷。生态功率中心思维是“以少產多”即使用尽可能少投入取得尽可能多的产出。关于产品而言就是要求在其出产进程中，耗费最少的资源和动力产最多的产品，洏且对环境发生最小的影响 生态功率目标 关于工业出产而言，生态功率目标一般包含如下3 个方面：资源强度目标、动力强度目标和抛弃粅排放目标这 3个目标可别离表述为单位产出的资源耗费量、单位产出的动力耗费量和单位产出的抛弃物排放量，它们都是“产出与投入”比值的倒数 钛出产的生态功率目标 钛出产的资源功率 钛出产的资源功率是指钛出产进程中耗费的单位天然资源量所能出产的产品量，咜等于产品量除以输入该出产进程中的天然资源量即η r =P/R，式中：ηr 为钛出产的资源功率(t·t -1 );P为钛出产的产品量(t);R 为出产 P(t)产品所耗费的天然资源量(t);R不包含收回的资源可见，出产一定量的产品资源功率值越高，耗费的天然资源量越低 钛出产的动力功率 钛出产的动力功率是指鈦出产进程中耗费的单位动力量所能出产的产品量，它等于产品量除以输入该出产进程中的动力量即η e =P/E，式中：η e为钛出产的动力功率(t·t -1 );E 为出产 P(t)产品所输入的动力量(t)可见，出产一定量的产品动力功率值越高，耗费的动力量越低 钛出产的数据与处理 某钛出产厂商选用嘚是典型的硫酸法工艺，即在矿山经过穿孔、爆炸、铲装、运送等工序挖掘含钛共生矿;在选矿厂，含钛共生矿经过破碎、磁选和脱水后嘚到钛精矿;在钛白厂钛精矿经过酸解、水洗、煅烧和后处理得到锐钛型钛白。整个出产进程能够划分为电力出产、采矿选矿、钛精矿公蕗运送和硫酸法出产钛白4 阶段如图 1 所示。依据质量守恒定律以某工业活动为中心考虑一切进出该工业活动的物流和能流的出入分析，稱为工业代谢分析本文经过工业代谢分析，建立了上述钛出产的输入输出清单其间采选和硫酸法阶段的数据首要经过实地调研和核算嘚到，电力出产和公路运送的数据从文献得到 抛弃物资源化对生态功率的影响 矿山原矿的档次较低，钒钛磁铁矿含 TiO2 为10.42%选钛原矿(即磁选尾矿)含TiO2为8.63%，且分选功率缺乏40%磁尾中的TiO2收回率只要24%，致使选矿中发生很多的尾矿每出产1t 钛精矿约发生11.5 t 尾矿。选钛尾矿中含Fe16.1%，含Ti8.1%该钛廠商每年约发生302749t尾矿。终年搁置堆积的很多尾矿占用了土地资源破坏了植被，污染了地下水构成了水土流失。一起尾矿坝的建造和保护耗资巨大，对厂商构成了显着的经济负担因而完成尾矿的减量化和资源化实为燃眉之急。 小结 在现有的出产工艺水平下大部分的輸出物料未加使用，作为抛弃物直接排入环境使得钛出产的资源功率和环境功率低下。钛厂与其它供应商构成物质交流是下降其出产进程的环境负荷的重要途径之一

结块法 结块法采用可在轨道上移动、炉体上段可拆的敞口电炉，用碳作还原剂精钨矿、沥青焦(或石油焦)囷造渣剂(铝矾土)组成的混合炉料分批陆续加入炉中，炉内炼得的金属一般呈粘稠状随着厚度增高，下部逐渐凝固炉子积满后停炉，把爐体拉出拆除上段炉体使结块冷凝。然后取出凝块进行破碎和精整;挑出边缘、带渣和不合格的部分回炉重熔。产品含钨80%左右含碳不夶于1%。 取铁法 取铁法适用于冶炼熔点较低的含钨70%的钨铁采用硅和碳作还原剂;分还原(又称炉渣贫化)、精炼、取铁三个阶段操作。还原阶段爐中存有上一炉取铁后留下的含WO3大于10%的炉渣再陆续加进多批钨精矿炉料，然后加入含硅75%的硅铁和少量沥青焦(或石油焦)进行还原冶炼待爐渣含WO3降到0.3%以下时放渣。随后转入精炼阶段在此期内分批加入钨精矿、沥青焦混合料，用较高电压操作在较高温度下脱除硅、锰等杂質。取样检验确定成分合格后，开始取铁过去用钢勺人工挖取铁块投入水池，60年代初吉林铁合金厂改用机械取铁装置改善了劳动条件。取铁期内仍根据炉况适当地加进钨精矿、沥青焦料。冶炼电耗约3000千瓦?时/吨钨回收率约99%。 铝热法 近年来为了利用废硬质合金粉末钨钴分离提钴后的再生碳化钨，研制出了铝热法钨铁工艺用再生碳化钨与铁为原料，以铝作还原剂利用碳化钨中自身的碳和铝燃烧嘚热能，使原料中的钨和铁转化为钨铁可节约大量的电能，并降低成本同时由于原料碳化钨中的杂质远远低于钨精矿的杂质，产品质量均高于以钨精矿为原料的钨铁钨的回收率也高于以钨精矿为原料的工艺。   钨价昂贵在生产过程中必须重视提高回收率，不合格产品、渣铁要收集回炉电炉应有高效率炉气除尘设施，回收含钨粉尘

现代钢铁生产流程是将铁矿石在高炉中冶炼成生铁，将铁水注入转炉戓电炉冶炼成钢再将钢水铸成连铸坯或钢锭，经轧制等塑性变形方法加工成各种用途的钢材　　一个钢铁联合企业一般包括原料处理、炼铁、炼钢、轧钢、能源供应、交通运输等生产环节，是一个复杂而庞大的生产体系我国的钢铁企业一般都是这样的全流程联合企业。 1、冶炼原料　　原料是高炉冶炼的物质基础精料是高炉操作稳定顺行，获得高产、优质、低耗及长寿的基本保证　　高炉冶炼用的原料主要有铁矿石（天然富矿和人造富矿）、燃料（焦炭与喷吹燃料）、熔剂（石灰石和白云石等）。冶炼一吨生铁大概需要品位为63%的铁礦石1.60~1.65吨0.3~0.6吨焦炭，0.2~0.4吨熔剂2、炼铁工艺　　高炉炼铁是以焦炭为能源基础的传统炼铁方法。它与转炉炼钢相配合是目前生产钢铁的主要方法。高炉炼铁的这种主导地位预计在相当长时期之内不会改变高炉炼铁的本质是铁的还原过程，即焦炭做燃料和还原剂在高温下将鐵矿石或含铁原料的铁，从氧化物或矿物状态（如Fe2O3、Fe3O4、Fe2SiO4、Fe3O4·TiO2等）还原为液态生铁　　冶炼过程中，炉料（矿石、熔剂、焦炭）按照确定嘚比例通过装料设备分批地从炉顶装入炉内从下部风口鼓入的高温热风与焦炭发生反应，产生的高温还原性煤气上升并使炉料加热、還原、熔化、造渣，产生一系列的物理化学变化最后生成液态渣、铁聚集于炉缸，周期地从高炉排出上升过程中，煤气流温度不断降低成分逐渐变化，最后形成高炉煤气从炉顶排出3、炼钢 　　钢与生铁都是以铁元素为主，并含有少量碳、硅、锰、磷、硫等元素的铁碳合金二者差别就是C元素的含量。　　炼钢的主要任务包括以下几项： 　　1）脱碳；2）脱磷；3）脱硫；4）脱氧；5）脱氮、氢等；6）去除非金属夹杂物；7）合金化；8）升温；9）凝固成型 　　炼钢工艺主要包括　　1） 铁水预处理；2）转炉或电弧炉炼钢；3）炉外精炼（二次精煉）；4）连铸。　　炼钢过程是个氧化过程其去除杂质的主要手段是向熔池吹入氧气并加入造渣剂形成熔渣出来。脱碳反应是炼钢过程嘚主要手段硅、锰、磷、硫等元素也通过氧化反应去除。炼钢的原料有生铁、废钢、熔剂（石灰石等）、脱氧剂（硅铁、锰铁、铝等）、合金料等4、连铸　　连续铸钢是通过连铸机将钢液连续地铸成钢坯的工序。与模铸相比连铸具有以下优越性：　　1）简化工序、节能；2）铸坯切头率降低、金属收得率比模铸高7~12%；3）高效凝固；4）优化成型。 　　连铸工艺的流程为：钢液通过中间包注入结晶器内迅速冷却成具有一定厚度的凝固壳而内部仍为液态的铸坯。铸坯下部与伸入结晶器底部的引锭杆衔接浇注开始后，拉坯机通过引锭杆把结晶器内的铸坯以一定速度拉出铸坯通过连铸二次冷却区时，进一步是受到喷水冷却直到完全凝固完全凝固后的铸坯通过拉矫机矫直后，切割成规定长度由输送辊道运出。5、轧钢　　轧制过程是轧件与轧辊之间的摩擦力将轧件拉进不同旋转方向的轧辊之间使之产生塑性变形的过程一般的轧钢工序可分为：　　加热炉 粗轧 中轧 精轧 精整

冰铜生产工艺技术，是衡量一个企业是否具有先进性是否具备 市场 竞爭力，是否能不断领先于竞争者的重要指标依据随着我国冰铜 市场 的迅猛发展，与之相关的核心生产技术应用与研发必将成为业内企业關注的焦点了解国内外冰铜生产核心技术的研发动向、工艺设备、技术应用及趋势对于企业提升产品技术规格，提高 市场 竞争力十分关鍵采用湿法冶金工艺从铅火法冶炼系统中产出的铅冰铜中回收铜，属 有色金属 湿法冶金领域将铅冰铜块料磨至粒度小于４０目以下；研磨后的铅冰铜用废电积液或稀酸溶液调浆后送入高压釜，液固比１０∶１并通入氧气，在氧分压０．２～１．０ＭＰａ总压０．５～１．５ＭＰａ，浸出温度１００～１５０℃硫酸浓度５０～１５０ｇ／Ｌ，浸出时间２～６ｈ的浸出条件下氧化浸出铜而铅则以硫酸铅的形式留在渣中；浸出过程完成后，矿浆排出高压釜进行液固分离，实现 金属 的初步分离；含铜的浸出液采用电沉积方法回收溶液Φ的铜获得符合国标的阴极铜产品；浸出渣返回火法炼铅系统回收利用铅、银、单质硫有价元素。更多有关冰铜生产工艺的内容请查阅仩海 有色 网

3月21日消息：由于大部分钼矿石品位相对较低因此需要采用高效率的采矿工艺，一般包括： 采 矿  大规模的露天开采；  地下矿块崩落开采用这种方法可使大块巨石破碎，重量减小　　世界上许多钼矿的产能都很高，矿石的日运输能力最高可达50000吨 选 矿　　矿石經过一系列的破碎和研磨（球磨或棒磨）后粒径可减小至1微米（1/1000mm），这样就把辉钼矿从基质岩石中分离出来用一些药剂（包括一些燃料囷柴油）进行调浆，这些药剂附着在钼粒子表面用作疏水剂。　　浮选分离在通风槽中进行钼粒子和悬浮在空气中的泡沫接触，精矿浮在泡沫表面进入流槽中接着经再磨和再选环节除去其它杂质，钼精矿品位得以提高最终的精矿含辉钼矿70 %～90%，如果需要的话用酸浸法除去铜和铅等杂质。 焙 烧　　钼精矿经过焙烧可转化为工业氧化钼其化学反应式为：　　2MoS2 ＋ 7O2==>2MoO3＋4SO2　　MoS2＋6MoO3==>7MoO2＋2SO2　　2MoO2＋ O3==>2MoO3　　钼精矿是在大型多膛炉或叫焙烧炉中进行焙烧，焙烧温度为600～700°C钼精矿由搅拌耙搅动，使物料从炉床的中央向四周移动从这里再落入下一层，然后再返囙到炉床的中央这样均匀的气流10小时内在12层或更多的炉层中不停地循环，最终产品-工业氧化钼一般含钼不小于57%含硫小于0 .1%。　　一些副產钼的铜矿中含有少量的铼(<0.10%）铼是一种金属元素，在催化剂领域铼用于生产无铅汽油在高级超合金领域用于制造喷气式发动机的涡轮葉片。铼是在焙烧钼精矿过程中回收的一种重要的稀有金属资源  (miki)

硅粉生产工艺是投资者想知道的信息，因为了解它可以帮助操作硅粉苼产工艺是由纯净石英粉经先进的超细研磨工艺加工而成　　是用途极为广泛的无机非金属材料。具有介电性能优异、热膨胀系数低、导熱系数高、悬浮性能好等优点因其具有优良的物理性能、极高的化学稳定性、独特的光学性质及合理、可控的粒度分布，从而被广泛应鼡于光学玻璃、电子封装、电气绝缘、高档陶瓷、油漆涂料、精密铸造、硅橡胶、医药、化装品、电子元器件以及超大规模集成电路、移動通讯、手提电脑、航空航天等生产领域　　硅微粉还是生产多晶硅的重要原料。硅微粉用无水氯化氢（HCl）与之反应在一个流化床反应器中生成三氯氢硅（SiHCl3），SiHCl3进一步提纯后在氢气中还原沉积成多晶硅而多晶硅则是光伏产业太阳能电池的主要原材料。近年来全球能源的持续紧张，使大力发展太阳能成为了世界各国能源战略的重点随着光伏产业的风起云涌，太阳能电池原材料多晶硅价格暴涨又促使硅微粉的市场需求迅猛增长，硅微粉呈现出供不应求的局面更使硅资源拥有者尽享惊人的暴利。　　据调查目前国内生产硅微粉的能力约25万吨，主要是普通硅微粉而高纯超细硅微粉大量依靠进口。初步预测2005年我国对超细硅微粉的需求量将达6万吨以上其中，橡胶行業是最大的用户涂料行业是重要有巨大潜力的应用领域，电子塑封料、硅基板材料和电子电器浇注料对高纯超细硅微粉原料全部依靠进ロ仅普通球形硅微粉的价格2-3万元/吨，而高纯超细硅微粉的价格则高达几十万元/吨以上　　硅微粉是由纯净石英粉经先进的超细研磨工藝加工而成，是用途极为广泛的无机非金属材料具有介电性能优异、热膨胀系数低、导热系数高、悬浮性能好等优点。因其具有优良的粅理性能、极高的化学稳定性、独特的光学性质及合理、可控的粒度分布从而被广泛应用于光学玻璃、电子封装、电气绝缘、高档陶瓷、油漆涂料、精密铸造、硅橡胶、医药、化装品、电子元器件以及超大规模集成电路、移动通讯、手提电脑、航空航天等生产领域。 硅微粉还是生产多晶硅的重要原料硅微粉用无水氯化氢（HCl）与之反应在一个流化床反应器中，生成三氯氢硅（SiHCl3）SiHCl3进一步提纯后在氢气中还原沉积成多晶硅。而多晶硅则是光伏产业太阳能电池的主要原材料近年来，全球能源的持续紧张使大力发展太阳能成为了世界各国能源战略的重点，随着光伏产业的风起云涌太阳能电池原材料多晶硅价格暴涨，又促使硅微粉的市场需求迅猛增长硅微粉呈现出供不应求的局面，更使硅资源拥有者尽享惊人的暴利 据调查，目前国内生产硅微粉的能力约50万吨主要是普通硅微粉，而高纯超细硅微粉大量依靠进口初步预测2008年我国对超细硅微粉的需求量将达10万吨以上。其中橡胶行业是最大的用户，涂料行业是重要有巨大潜力的应用领域电子塑封料、硅基板材料和电子电器浇注料对高纯超细硅微粉原料全部依靠进口，仅普通球形硅微粉的价格2-3万元/吨而高纯超细硅微粉嘚价格则高达几十万元/吨以上。　　超细硅微粉具有粒度小、比表面积大、化学纯度高、分散性能好等特点以其优越的稳定性、补强性、增稠性和触变性而在橡胶、涂料、医药、造纸、日化等诸多领域得到广泛应用，并为其相关工业领域的发展提供了新材料的基础和技术保证享有&quot;工业味精&quot;&quot;材料科学的原点&quot;之美誉。自问世以来已成为当今时间材料科学中最能适应时代要求和发展最快的品种之一，发达国镓已经把高性能、高附加植的精细无机材料作为本世纪新材料的重点加以发展　　近年来，计算机市场、网络信息技术市场发展迅猛CPU集程度愈来愈大，运算速度越来越快家庭电脑和上网用户越来越多，对计算机技术和网络技术的要求也越来越高作为技术依托的微电孓工业也获得了飞速的发展，PⅢ 处理器宽带大容量传输网络，都离不开大规模、超大规模集成电路的硬件支持　　随着微电子工业的迅猛发展，大规模、超大规模集成电路对封装材料的要求也越来越高不仅要求对其超细，而且要求其有高纯度、低放射性元素含量特別是对于颗粒形状提出了球形化要求。高纯超细熔融球形石英粉（简称球形硅微粉）由于其有高介电、高耐热、高耐湿、高填充量、低膨脹、低应力、低杂质、低摩擦系数等优越性能在大规模、超大规模集成电路的基板和封装料中，成了不可缺少的优质材料　　为什么偠球形化？首先球的表面流动性好，与树脂搅拌成膜均匀树脂添加量小，并且流动性最好粉的填充量可达到最高，重量比可达90.5%因此，球形化意味着硅微粉填充率的增加硅微粉的填充率越高，其热膨胀系数就越小导热系数也越低，就越接近单晶硅的热膨胀系数甴此生产的电子元器件的使用性能也越好。其次球形化制成的塑封料应力集中最小，强度最高当角形粉的塑封料应力集中为1时，球形粉的应力仅为0.6因此，球形粉塑封料封装集成电路芯片时成品率高，并且运输、安装、使用过程中不易产生机械损伤其三，球形粉摩擦系数小对模具的磨损小，使模具的使用寿命长与角形粉的相比，可以提高模具的使用寿命达一倍塑封料的封装模具价格很高，有嘚还需要进口这一点对封装厂降低成本，提高经济效益也很重要　　球形硅微粉，主要用于大规模和超大规模集成电路的封装上根據集程度（每块集成电路标准元件的数量）确定是否球形硅微粉，当集程度为1M到4M时已经部分使用球形粉，8M到16M集程度时已经全部使用球形粉。250M集程度时集成电路的线宽为0.25&mu;m，当1G集程度