鈦白粉是應用廣泛的化工原料,具有極高的經(jīng)濟價值,因此,研究鈦白粉生產(chǎn)工藝有著重要的意義。本文國內(nèi)目前鈦白粉生產(chǎn)工藝技術進行介紹。
鈦白粉的生產(chǎn)流程分為三步:原料預處理、生產(chǎn)過程、產(chǎn)后處理。接下來對這三個環(huán)節(jié)進行具體介紹。
生產(chǎn)鈦白粉的原料為鈦礦,現(xiàn)具有經(jīng)濟開采利用的兩種鈦礦主要是巖礦和砂礦。多數(shù)鈦礦再起適用于鈦白粉顏料加工前,宜進行濃縮、富集等加工方法來提高TiO2在原料中的含量。重選、磁選、浮選等都是通常的選礦方法,進一步的加工是電爐冶煉成高鈦渣和鐵還原與化學處理生產(chǎn)人造金紅石。
當前我國鈦白粉的生產(chǎn)工藝主要是硫酸法和氯化法。
1、硫酸法
是將濃硫酸與鈦鐵粉混合酸解產(chǎn)出硫酸亞鈦,然后再水解生成偏鈦酸,后經(jīng)煅燒、粉到鈦白粉成品。這個方法可以生產(chǎn)金紅石型和銳鈦型的鈦白粉。下圖為硫酸法鈦白粉生產(chǎn)工藝流程。
采用該工藝鈦原料的TiO2收率在82%-90%。原料硫酸主要用于酸解.也有較少量的稀硫酸用于各工藝的洗/浸工序中。每生產(chǎn)1t鈦白粉產(chǎn)品所消耗的主要原料如下表所示。
硫酸法生產(chǎn)的優(yōu)點是以價格便宜的濃硫酸與鈦鐵礦為主要原料,設備技術比較簡單成熟,防腐措施容易操作。但是,此法缺點是生產(chǎn)流程太長,而且只能間歇操作,濃硫酸和水消耗高,廢物及副產(chǎn)物多,對環(huán)境污染大。
2、氯化法
是將高鈦渣粉料或金紅石等混合后與焦炭再混合,高溫氯化后生產(chǎn)四氯化鈦,經(jīng)高溫、過濾、水洗和干燥,后粉碎能得到鈦白粉成品了。下圖為氯化法鈦白粉生產(chǎn)工藝流程。
以金紅石為原料生產(chǎn)鈦白粉.其回收率通常在93%~95%;而以鈦精礦和板鈦礦混礦為原料生產(chǎn)鈦白粉,其回收率約為90%。鈦渣中二氧化鈦的回收率高于人造金紅石.這是由于鈦渣及天然金紅石的顆粒粒度均較人造金紅石大.氯化時帶走的細粉少所致。
此法僅能生產(chǎn)金紅石型鈦白粉,優(yōu)點是流程較短,自動化程度高,耗能相對于硫酸法較低,但是“三廢”較少,生產(chǎn)出的產(chǎn)品質(zhì)量比較高。但是設備復雜,投資大,設備要求要耐腐蝕、耐高溫,設備維修困難等是其限制性缺點,會無形中增加成本。
國內(nèi)鈦白粉生產(chǎn)工藝近年來有了很大的進步,生產(chǎn)工藝技術不斷完善,在生產(chǎn)銳鈦型和金紅石型鈦白粉方面質(zhì)量有了很大的提高。
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