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氯化法制备钛白粉生产工艺流程
来源:中国粉体技术网    更新时间:2013-07-30 20:10:58    浏览次数:
 
        钛白粉的主要生产方法是硫酸法和氯化法,硫酸法是以钛铁矿为原料用硫酸分解,然后除铁后经水解而制得。该工艺的特点是原料来源广、品位要求低、生产技术容易掌握。氯化法是以金红石或高钛渣为原料,经氯化生产四氯化钛,然后在高温下氧化而制得。该工艺的特点是生产流程短、连续化操作、单系列装置规模大、“三废”排放少。随着各国环保要求的日益严格和对产品质量要求的提高,加快了氯化法制备钛白粉的步伐。
        下图为氯化法制备钛白粉的生产工艺流程。
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         氯化法生产钛白粉的主要步骤是:
        1、氯化。氯化法中首先要生产四氯化钛,金红石矿或高钛渣等经粉磨后,与石油焦和氯气一起在925-1010℃下连续进行氯化反应,二氧化钛及铁、硅、矾、钙、镁及其他金属的氧化物被转化成相应的氯化物。
        反应气体先经旋风分离器将未反应的固体粉尘和不挥发的氯化物从反应气体中分离出来,随后,进行逐级冷却、冷凝,先分离出亚铁的氯化物,再分离中沸点的氯化物三氯化铁,然后,用冷四氯化钛喷淋等办法冷凝收集低沸点的四氯化钛(内含四氯化硅和三氯氧矾等),经过滤除泥浆,得到粗四氯化钛。粗四氯化钛经除矾(一般用矿物油),再经蒸馏除去四氯化硅等低沸点杂质,得到相对高纯度的精制四氯化钛。
        2、氧化。经蒸发预热的精制四氯化钛、经预热的氧气以及反映所必需的成核剂、晶型转化促进剂等反应物加入氧化反应器。氧化反应引发温度为800℃以上,主反应一般在1300-1800℃进行。由于反应生成的二氧化钛几乎是在瞬间产生,为了避免二氧化钛晶体的高温下迅速增长和相互粘结而结疤,所以必须用低温的循环氯气骤冷至700℃以下,再经沿程管路冷却至200℃,逐级用旋风分离器和布袋收集器将二氧化钛从氯气中分离出来,二氧化钛经脱氯处理后送后处理工序。
        此过程中可添加氯化铝,氯化铝是金红石型二氧化钛的成核剂(可称为晶种),不加氯化铝反应生成的二氧化钛粒子较粗。加入的方法一种是事先把氯化铝溶解在四氯化钛内,随四氯化钛一同蒸发气化;另一种方法是在高温下向熔融的金属铝箔或铝粉中通入氯气,所产生的氯化铝蒸汽与四氯化钛蒸汽一同混合进入氧化器内。
        3、后处理。后处理工序主要由湿磨、表面处理、干燥、微粉碎及成品包装等主要工序组成。
        氧化工序来的二氧化钛浆液进入料浆罐,加入一定量的分散剂搅拌分散,然后送入砂磨机研磨,经分级后除去粗粒子,然后送至表面处理罐。
        在表面处理罐中,加入各种表面处理剂,根据不同的需求可以得到不同品种的钛白粉。
        表面处理完后送至过滤机进行洗涤,洗涤后将料送至干燥机,在干燥机中二氧化钛滤饼中水分不断蒸发,产品得以干燥。
        干燥后的二氧化钛在气流粉碎机中,以过热蒸汽为工质,对二氧化钛粒子进行超微粉碎,粉碎后的二氧化钛加分散剂后连同蒸汽一并进入袋滤器,收集下来的二氧化钛经冷却后即可包装入库。
 
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