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锐钛型钛白粉工艺流程简介
作者: 进口颜料-精颜化工    日期: 2021-04-20 16:58    点击量:     文字大小:      
锐钛型钛白粉工艺流程简介
 
钛白粉
 
锐钛型钛白粉是一种优良的白色粉末颜料,具有优秀的光散射能力,因为它白度好,着色力强,遮盖力高,同时具有较高的化学稳定性和较好的耐候性,无毒无味,对人体无刺激作用,所以广泛的应用于许多工业领域,如涂料、塑料、造纸及油墨等等。
 
锐钛型钛白粉生产工艺
1、钛矿粉碎
将钛矿砂用雷蒙机或者风扫磨等,粉碎成符合生产工艺要求的钛矿粉,并送到储存和计量钛矿粉的仓库。
 
2、酸解
用浓硫酸对钛矿进行分解,然后提取可溶性的钛的硫酸盐。钛铁矿的主要成分为偏钛酸铁,是一种弱酸弱碱盐,可以使用强酸就对它进行分解,使用过量的酸就能使反应进行到底。由于这个反应是一个放热反应,最高温度可以达到250℃,因此必须采用高沸点的硫酸,才能进行这项反应。在酸分解的过程之中,矿粉中的各种杂质大部分也都被分解,生成可溶性硫酸盐,并在浸取的时候与钛的可溶性盐一起进入溶液当中形成黑钛液,为了除铁用金属铁把钛液中的高价铁还原成亚铁,同时为了避免亚铁的再一次氧化,还必须使用过量的金属铁把定量的四价钛还原成三价钛。
 
3、沉降
锐钛型钛白粉酸解浸取、还原以后的体系是一个非常复杂的体系,它含有可溶性杂质和不溶性的杂质,如铁、钒、铬、锰等金属的硫酸盐是可溶性的杂质,在结晶或水解、水洗的过程中可除去,不溶性杂质中如未分解的钛矿、沙粒等大多数杂质靠重力的作用可以自然沉降除掉。不溶性杂质中的另一部分是硅和铝的胶体化合物,以及一些早期水解了的钛,虽然数量并不大,但具有很高的动力稳定性,所以需要再另外加沉降剂,强化沉降进行澄清。
 
4、洗渣
经过净化沉降后的泥渣中还含有大量的可溶性与不可溶性的钛,为保证产品合格率,还要通过用板框压滤机,压滤的办法回收其中的大部分可以溶解的钛元素,不溶性钛和其他的未溶解杂质作为废渣去除。
 
5、结晶
结晶有两种方式:冷冻结晶和真空结晶,溶液的温度对它的溶解有很大的影响,所以在组成一定的钛液中,FeSO4的溶解度随温度的降低而降低,所以结晶的主要目的就是使钛液的温度降低。
 
冷冻结晶是利用制冷介质如液氨或者氟利昂或者溴化锂等,蒸发带走热量,使冷冻盐水温度降低,最后通过盘管换热,从而使钛液的温度降下来,使FeSO4 处于过饱和状态,过于饱和的部分,便以含七个结晶水的形式结晶析出,同时带出部分结晶水,然后将其分离出去。
 
根据溶液绝热蒸发的原理,利用闪蒸的方式使钛液中的水分快速绝热蒸发,吸收钛液的热量从而使钛液的温度降低,造成FeSO4 处于过饱和状态,过于饱和的部分便以含七个结晶水的形式结晶析出,同时带出部分结晶水,然后将其分离除去。
 
6、钛液压滤
沉降后的钛液当中还有一些肉眼看不到的悬浮杂质,这些杂质如果不除去的话,将会影响到产品的外表,因此必须要对其进行精密过滤,利用板框压滤机并以木炭粉或者硅藻土、珍珠岩为助滤剂进行压滤,利用木炭粉的强吸附作用进一步除去钛液中的不溶性杂质,以达到去除悬浮杂质,净化的目的。
 
7、浓缩
浓缩是为了将钛液的浓度提高到水解所要求的标准,钛液的沸点较高,已经高于钛液水解的临界温度,因此钛液的浓缩必须在低温度下进行,利用溶液在真空状态下沸点降低的原理,在低温下使钛液沸腾,将钛液中的水分蒸发掉,从而促使精滤后的钛液浓度得以提高,以符合水解要求。
 
8、水解
钛液的水解是二氧化钛由钛液向固转变的过程,钛液具有普通离子溶液的性质,当PH值>0.5时便会发生水解反应,更重要的是钛液具有胶体溶液的性质,在游离酸很高的情况下,使其维持沸腾状态也会发生水解反应,通过控制加热的速度,使钛液按照需要的水解速度发生水解反应,生成我们需要的水和二氧化钛粒子。
 
9、水洗
水解后的水合二氧化钛含有硫酸以及铁、铝、锰、铜、镍、钒、铅等离子,这些离子如果随着水合二氧化钛进入转窑,经过煅烧就生成相应的氧化物,显示出各种颜色,使产品外面受到污染,所以必须进行水洗,将它们除去。由于水合二氧化钛不溶于水,而硫酸以及铁、铝、锰、铜、镍、钒、铅等离子是可以溶于水的,所以我们要进行水洗,利用洗涤用水和水合二氧化钛中杂质离子的浓度差将杂质用水除去。水洗过程主要是防止可溶性的杂质离子转变成不溶性的杂质沉淀,因此,对洗涤水中的铁以及其它固体杂质的含量有一定的要求,不然杂质在水合二氧化钛上积聚使产品受到污染。
 
10、漂白
经过初次水洗的偏钛酸,在一定的浓度下,加入一定量的浓硫酸,使部分偏钛酸与浓硫酸反应生成硫酸氧钛,然后加入铝粉,使硫酸氧钛溶于水中的四价钛还原成三价钛,保持漂白以后的料液中含有一定量的三价钛,在水洗过程中又被氧化的铁离子还原为低价钛铁离子,使偏钛酸洗涤的更彻底。
 
11、盐处理
偏钛酸在煅烧前需要加入不同类型的添加剂,以使得在煅烧过程中,温度适当,内部变化平稳,使成品的二氧化钛具有稳定的晶型,良好的色相、光泽,较好的着色力、遮盖力,较低的吸油量和合适的晶粒大小、形状,以及在使用介质中良好的分散性。
 
加入盐处理剂的作用如下:加入钾盐,可以使产品疏松、洁白,并且降低脱硫的温度,改变煅烧的条件,提高着色力等颜料性能。加入磷酸,可以使产品质地柔软,色泽加白,并提高产品的耐候性。
 
12、煅烧
煅烧是把水合二氧化钛经过脱水、脱硫转变为锐钛型二氧化钛,在高温下,将水合二氧化钛中的游离水、结合水、三氧化硫等除去,然后在高温区进行晶型的整理和转化,形成二氧化钛的颗粒料。
 
13、粉碎和包装
将煅烧后的有些粘结的物料进行破碎,物料在雷蒙机内,经过高速旋转的磨辊和磨环的撞击,迅速被粉碎,再经过分级叶轮的分级,粗料返回粉碎室细料进入袋滤器,经星型下料器进入螺旋送料器,送至成品料仓,进行包装后即为成品。
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