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金红石钛白粉后处理生产工艺的研究

作者:admin日期:2020-06-10阅读
摘要:目前,国内生产的以锐钛型钛白粉为主,利润空间小,而金红石型钛白粉严重短缺,主要依赖进口。理论上讲,在现行技术条件下,只要对锐钛型钛白生产线投入较小的资金,进行适当改进,就能生产出金红石粗品。这种生产工艺的改进,对推动我国钛白工业进步,提高我国钛白工业整体竞争力具有十分重要的现实意义。本文简单介绍了硫酸法生产金红石钛白的生产工艺,重点对后处理的生产工艺进行了阐述。
 
金红石,英文名:RutileTitaniumDioxide,是较纯的二氧化钛,一般含二氧化钛在95%以上,是提炼钛的重要矿物原料,但在地壳中储量较少。化学组成:TiO2,Ti60%,有时含Fe、Nb、Ta、Cr、Sn等。
当前,金红石钛白粉生产方法主要是硫酸法和氯化法。但不管是硫酸法还是氯化法,在生产过程中,由于工艺的要求,都是钛白粗品生产和后处理加工两个阶段。钛白粗品生产,主要目的是将钛矿或钛渣中的有效成分转化为易于净化的硫酸氧钛或四氯化钛,通过严格的控制,使钛白粗品有害杂质含量尽量降低,确保产品有良好的粒度、粒度分布,产品晶型转化充分。硫酸法生产工艺较为复杂,简单地讲,就是三个步骤:酸解、水解和煅烧。后处理主要是通过对粗品进行表面加工和处理,使金红石钛白产品克服其光化学活性等固有缺陷,
进一步改进其抗粉化性、分散性,为生产出满足用户要求的产品提供技术上的处理。
1后处理生产工艺 
金红石钛白粉后处理的工艺技术核心是表面处理(俗称包膜),就是通过工艺,在粗品的颗粒表面“包覆”一层特殊的膜。
1.1打浆分散
就是将粗钛白粉原料,通过辊压磨研磨与六磷酸钠溶液混合,再经分散机分散,进入分槽,搅拌分散成比较均匀稳定的浊液。
1.2湿法研磨 
将搅拌后的分散均匀的钛白料浆,通过砂磨机,在研磨介质氧化锆珠的作用下进行进一步研磨至要求的细度,然后进行分离。
1.3包膜
包膜是在包膜罐中的一定温度、一定搅拌转速下进行的,通过加入表面处理剂,在颗粒表面包履一层特殊的膜,使特定的化学物质以“膜”形式附着在TiO2基本粒子表面。
1.4洗涤
采用过滤及水洗的方法,去除经包膜处理的钛白浆液中的分散剂、水溶性盐及化学反应中的生成物等,以确保产品性能。
1.5干燥 
在微粉碎前,还需要对钛白进行干燥,降低其水含量以满足用途需要。
1.6超微粉碎 
为保证产品颜料的分散性、光泽、着色力及抗老化性等性能,要对后处理的产品再经一次加工粉碎,将已絮凝的微粒重新分开。
2对后处理的生产工艺研究
2.1包膜工艺的改进 
要采用大型包膜罐湿法自动包膜工艺,充分利用大型包膜罐和自动化程度高的工艺。设计中,采用120m3大型包膜罐,设置蒸汽加热盘管,保证包膜工艺的温度,同时,要设置满足工艺要求的搅拌器,通过在线分析检测系统自动检测并传播检测数据,确保处理中的各种剂值达到要求。同时,要采用联动装置,一旦表面处理剂值过到要求,则加料泵停止工作。这种包膜改进工艺,满足了当包膜工艺参数确定时,则整个生产流程可实现自动完成,有效保证了产品的质量稳定性。如需更换产品,只需在电脑中调整设定参数值即可,从整个生产的宏观层面上来讲,既实现了单一产品的质量稳定性,又为大批量、多品种生产提供可能。
2.2洗涤工艺的改进 
目前,钛白后处理装置主要采用的是洗涤工艺叶滤机,此方案工艺流程和设备结构简单,易操作,投资小,但水耗高,增加了用水成本的同时,对后期洗涤也不利,最终的不利表现就是增加了生产成本。隔膜压滤机洗涤,是一种较好的解决办法。此方案自动化程度高,洗涤水耗低,缩短滤操作时间。进料结束后,采用压缩空气吹风降低滤饼含率,再通过高压水压榨提高脱水效率。通过经隔膜压滤机洗涤榨后的滤饼固体含量可达70%左右,有效降低了后续工序能源消耗。
2.3干燥工艺的改进 
常用钛白后处理干燥工艺有:带式干燥、喷雾燥、闪蒸干燥等。带式干燥采用蒸汽直接加热,热利用率低,干燥时间也相对长,出料的聚块直径较大,不利后序工艺加工;喷雾干燥采用热空气作热源,热利用率高,但需要将物料配成浆状;闪蒸干燥机是一个集干燥、粉碎、筛分的一体机,可实现连续干燥,并可一次干燥均匀,特别适用于含固量高的物料。
3结束语 
综上所述,金红石钛白粉后处理生产工艺,通过对包膜工艺的改进,使用改进操作工艺,采用洗涤工艺,用隔膜压滤机洗涤改进,采用闪蒸干燥机一体机,能适应生产不同牌号的金红石钛白粉品种,使滤饼水含量大大降低,节约了能耗,降低了生产成本。钛白粉后处理生产工艺,在工业生产中得到广泛应用,产生的经济效益、社会效益明显。