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鈦白粉專(zhuān)欄
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上海鈦白粉的生產(chǎn)工藝
1、將購(gòu)進(jìn)的鈦礦砂用雷蒙機(jī)或者風(fēng)掃磨等粉碎成符合工藝要求的鈦礦粉，并送到儲(chǔ)存和計(jì)量鈦礦粉的料倉(cāng)。
2、用濃硫酸分解鈦礦，制取可溶性的鈦的硫酸鹽。鈦鐵礦的主要成分為偏鈦酸鐵 (!^TiO3)，是一種弱酸弱堿鹽，可以用強(qiáng)酸把它分解。用過(guò)量的酸就能使反應(yīng)進(jìn)行到底。由于這個(gè)反應(yīng)是一個(gè)放熱反應(yīng)，最高溫度可以達(dá)到250°C，因此必須采用高沸點(diǎn)的酸一硫酸才能適應(yīng)這一反應(yīng)。在酸分解的過(guò)程當(dāng)中，礦粉當(dāng)中的各種雜質(zhì)大部分也被分解，生成相應(yīng)的可溶性硫酸鹽，并在浸取的時(shí)候與鈦的可溶性鹽一起進(jìn)入溶液當(dāng)中，形成黑鈦液。為了除鐵，用金屬鐵把鈦液中的高價(jià)鐵還原成亞鐵，同時(shí)，為了避免亞鐵的再一次氧化，還必須用過(guò)量的金屬鐵把定量的四價(jià)鈦還原成三價(jià)鈦。
3、熱壓濾。將鈦鐵礦酸解后的生成物——硫酸氧鈦和硫酸鈦的混樣產(chǎn)物，不經(jīng)沉降直接經(jīng)普通型壓濾機(jī)作熱壓濾處理。
4、洗渣。經(jīng)過(guò)熱壓濾后的泥渣中還含有大量的可溶性與不可溶性的鈦，為保證收率，再通過(guò)用板框壓濾機(jī)壓濾的辦法回收其中的大部分可以溶解的鈦元素，不溶性鈦和其他的未溶解雜質(zhì)作為廢渣排掉。
5、結(jié)晶。結(jié)晶采用以下兩種方式冷凍結(jié)晶和真空結(jié)晶。FeSO4溶解度受溶液的溫度影響很大。因此，在組成一定的鈦液中，F(xiàn)eSO4的溶解度隨溫度的降低而降低，本工序的主要目的就是使鈦液的溫度降低。
①冷凍結(jié)晶是利用制冷介質(zhì)(液氨或者氟利昂或者溴化鋰等)的蒸發(fā)帶走熱量，使冷凍鹽水溫度降低，通過(guò)盤(pán)管換熱，從而使鈦液的溫度降低下來(lái)，造成!^SO4處于過(guò)飽和狀態(tài)，過(guò)飽和的部分便以含七個(gè)結(jié)晶水的i^S04 7H20的形式結(jié)晶析出，同時(shí)帶出部分結(jié)晶水，然后將其分離除去。
②根據(jù)溶液絕熱蒸發(fā)的原理，利用閃蒸的方式使鈦液中的水分快速絕熱蒸發(fā)， 吸收鈦液的熱量從而使鈦液的溫度降低，造成I^eSO4處于過(guò)飽和狀態(tài)，過(guò)飽和的部分便以含七個(gè)結(jié)晶水的FeSOJH2O的形式結(jié)晶析出，同時(shí)帶出部分結(jié)晶水，然后將其分離除去。
6、鈦液壓濾。熱壓濾后的鈦液當(dāng)中還有一些肉眼看不到的懸浮雜質(zhì)，這些雜質(zhì)如果不除去的話(huà)，將會(huì)影響到成品的色相。因此，必須進(jìn)行精密過(guò)濾。利用板框壓濾機(jī)，并以木炭粉(或者硅藻土、珍珠巖)為助濾劑進(jìn)行壓濾，利用木炭粉的強(qiáng)吸附作用進(jìn)一步除去鈦液中的不溶性雜質(zhì)，達(dá)到凈化的目的。
7、濃縮。濃縮是為了將鈦液的濃度提高到水解所要求的指標(biāo)。鈦液的沸點(diǎn)較高， 已經(jīng)高于鈦液水解的臨界溫度，因此，鈦液的濃縮必須在較低溫度下進(jìn)行。利用溶液在真空狀態(tài)下沸點(diǎn)降低的原理，在低溫下使鈦液沸騰，將鈦液中的水分蒸發(fā)掉，使精濾后的鈦液濃度得以提高，以符合水解要求。
8、水解。鈦液的水解是二氧化鈦從液相(鈦液)重新轉(zhuǎn)變?yōu)楣滔嗟倪^(guò)程。鈦液具有普通離子溶液的性質(zhì)，在PH值>0.5時(shí)便發(fā)生水解。更重要的是，鈦液具有膠體溶液的性質(zhì)。在游離酸很高的情況下，使其維持沸騰狀態(tài)也會(huì)發(fā)生水解反應(yīng)，這是我們制取一定應(yīng)用性能和制品性能的水合二氧化鈦的依據(jù)。通過(guò)控制加熱的速度，使鈦液按照需要的水解速度發(fā)生水解反應(yīng)，生成我們需要的水和二氧化鈦粒子。
9、水洗。水解后的水合二氧化鈦含有硫酸以及鐵、鋁、錳、銅、鎳、釩、鉛等離子，這些離子如果隨著水合二氧化鈦進(jìn)入轉(zhuǎn)窯，經(jīng)過(guò)煅燒就生成相應(yīng)的氧化物，顯示各種顏色，從而不同程度的污染產(chǎn)品，所以必須進(jìn)行水洗，將它們除去。水合二氧化鈦不溶于水，而硫酸以及鐵、鋁、錳、銅、鎳、釩、鉛等離子是可以溶于水的，這是進(jìn)行水洗的先決條件，利用洗滌用水和水合二氧化鈦中雜質(zhì)離子的濃度差將雜質(zhì)用水除去。水洗過(guò)程主要是防止可溶性的雜質(zhì)離子轉(zhuǎn)變成不溶性的雜質(zhì)沉淀，因此，對(duì)洗滌水中的鐵以及其它固體雜質(zhì)的含量有一定的要求，不然雜質(zhì)在水合二氧化鈦上積聚而污染產(chǎn)品。
10、漂白。經(jīng)過(guò)初次水洗的偏鈦酸，在一定的濃度下，加入定量的濃硫酸，使部分偏鈦酸與濃硫酸反應(yīng)生成硫酸氧鈦，然后加入鋁粉，把硫酸氧鈦溶于水中的四價(jià)鈦還原成三價(jià)鈦，保持漂白以后的料液中有一定量的三價(jià)鈦，把在水洗過(guò)程中又被氧化的鐵離子還原為低價(jià)鈦鐵離子，使偏鈦酸洗滌的更徹底。
11、鹽處理。偏鈦酸在煅燒前需要加入不同類(lèi)型的添加劑，以使得在煅燒過(guò)程中， 溫度適當(dāng)，內(nèi)部變化平穩(wěn)，使成品的二氧化鈦具有穩(wěn)定的晶型，良好的色相、光澤，較好的著4色力、遮蓋力，較低的吸油量和合適的晶粒大小、形狀，以及在使用介質(zhì)中良好的分散性。鹽處理劑的作用如下加入鉀鹽，可以使產(chǎn)品疏松、潔白，并且降低脫硫的溫度，改變煅燒的條件，提高著色力等顏料性能；加入磷酸，可以使產(chǎn)品質(zhì)地柔軟，色澤比較白，并提高產(chǎn)品的耐候性。
12、煅燒。煅燒是把水合二氧化鈦經(jīng)過(guò)脫水、脫硫轉(zhuǎn)變?yōu)殇J鈦型二氧化鈦。高溫下， 將水合二氧化鈦中的游離水、結(jié)合水、三氧化硫等除去，然后在高溫區(qū)進(jìn)行晶型的整理和轉(zhuǎn)化，形成二氧化鈦的顆粒料。
13、粉碎和包裝。將煅燒后的有些粘結(jié)的物料進(jìn)行破碎。物料在雷蒙機(jī)內(nèi)，經(jīng)過(guò)高速旋轉(zhuǎn)的磨輥和磨環(huán)的撞擊，迅速被粉碎，再經(jīng)過(guò)分級(jí)葉輪的分級(jí)，粗料返回粉碎室細(xì)料進(jìn)入袋濾器，經(jīng)星型下料器進(jìn)入螺旋送料器，送至成品料倉(cāng)，進(jìn)行包裝后即為成品。本發(fā)明保護(hù)范圍不限于上述實(shí)施方式，凡是依據(jù)本發(fā)明技術(shù)原理所作的技術(shù)變形，均落入本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
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