硫酸法生产钛白粉培训课程

硫酸法钛白粉生产一、实验目的1.熟悉常见的仪器的使用和实验方案的设计要求；2.了解硫酸法钛白粉生产工艺流程及其过程中存在的问题；3.掌握硫酸法钛白粉生产的基本方法及钛白粉产品的分析方法；4.掌握硫酸法钛白的生产原理，了解产品的常见工艺指标。

二、硫酸法钛白粉制备原理及工艺用浓硫酸分解钛矿，制取可溶性的钛的硫酸盐。

钛铁矿的主要成分为偏钛酸铁（FeTiO3），是一种弱酸弱碱盐，可以用强酸把它分解。

用过量的酸就能使反应进行到底。

酸解涉及到的方程式：FeTiO3+3H2SO4→FeSO4+Ti(SO4)2+3H2OFeTiO3+2H2SO4→FeSO4+TiOSO4+2H2OFe2O3+3H2SO4→Fe2(SO4)3+3H2O酸解浸取、还原以后的体系是一个复杂的体系，含有可溶性杂质和不溶性的杂质。

在结晶或水解、水洗的过程中除去,经过上述步骤除杂后，还有一些肉眼看不到的悬浮杂质，这些杂质将会影响到成品的色相。

因此，利用木炭粉的强吸附作用进一步除去，达到净化的目的。

然后将得到的产品浓缩使其浓度提高到水解所要求的指标。

经过水解，使二氧化钛从液相（钛液）重新转变为固相。

钛液水解是硫酸法生产钛白粉最关键的一步，为确保水解产物的质量，水解条件必须严格控制。

水解快结束的时候用水稀释，可提高钛液的水解率，但稀释过度，则会影响水合二氧化钛的质量。

水解方程式有：TiSO4+2H2O→TiOSO4+H2SO4TiOSO4+2H2O→H2TiO3↓+H2SO4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，必须进行水洗（其酸性滤液应回收处理）、漂白（酸性和还原条件下进行）将它们除去，否则产品将被污染。

漂白涉及到的方程式如下：H2TiO3+H2SO4→TiOSO4+2H2O2Fe(OH)3+H2SO4→Fe2(SO4)3+6H2OZn+2Fe3+→Zn2++2Fe2+Zn+2Ti4+→Zn2++2Ti3+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。

硫酸法钛白粉的生产－钛液的水解一、钛液水解的目的及工业上对水解的要求钛液的水解是使二氧化钛组分从液相的钛液转变为固相的偏钛酸，从而与母液中的可溶性杂质分离，以提取纯净的二氧化钛。

钛液的水解在硫酸法钛白粉生产过程中，是一个极其重要的工序。

水解的好坏，不仅影响到工业生产的经济性，而且对最终产品的质量也影响很大。

工业上对水解有下列三点要求。

①水解率要高。

即液相中的二氧化铁组分转变为固相的二氧化钛组分的百分率要大，在不影响成品的性能和质量的情况下，水解率越高，经济效益就越好。

②水解所得的偏钛酸，必须是具有一定大小而均匀的粒子，组成要恒定，同时要易于过滤和洗涤。

③工艺条件要成熟，要易于控制，水解产物的质量要稳定，设备要简单，要适应工业生产的需要。

二、盐类的水解的定义及哪些盐类能水解在溶液中盐的离子跟水所电离出来的H＋离子或OH-离子生成弱电解质的反应，称为盐类的水解。

盐类水解生成了酸和碱。

反过来，酸和碱进行中和反应，也生成盐和水。

也就是说，盐类的水解反应是酸碱中和反应的逆反应。

强酸与弱碱所生成的盐、强碱与弱酸所生成的盐以及弱酸与弱碱所生成的盐都能发生水解反应。

这三种盐类之所以能发生水解反应，其基本原因就在于组成这些盐的离子能跟水电离出来的H＋或OH-结合形成弱电解质。

生成的弱电解质包括能生成气体或沉淀和难电离物质（如水）。

1.强酸与弱碱所生成盐的水解氯化铵是由强酸（盐酸）和弱碱（氨水）中和生成的盐，它在水溶液里的水解过程如下：在这里，由于NH4+跟水里的OH-结合生成了难电离的NH3·H20,所以能发生水解反应。

随着溶液里OH-减少，H＋浓度会增大，结果H＋浓度大于OH-浓度，而使溶液显酸性。

这一反应也可以用离子方程式来表示：2.强碱与弱酸所生成盐的水解乙酸钠是由强碱（氢氧化钠）和弱酸（乙酸）所生成的盐，它在水溶液里的水解过程如下：在这里，由于Ac-跟水里的H＋结合生成了难电离的乙酸，所以能发生水解。

钛白粉硫酸法生产工艺钛白粉硫酸法生产工艺简介钛白粉是一种重要的白色颜料，广泛应用于涂料、塑料、纸张等行业。

钛白粉的生产工艺有多种，其中硫酸法是目前应用最广泛的一种方法。

本文将介绍钛白粉硫酸法生产工艺的基本流程和主要步骤。

主要步骤1.原料准备–金红石矿石：作为主要原料，含有高浓度的二氧化钛。

–硫酸：用于溶解金红石矿石中的二氧化钛。

–氢氧化钠：用于调节溶液的酸碱度。

–氨水：用于沉淀和分离杂质。

2.矿石浸出–将金红石矿石研磨成适当大小的颗粒。

–将研磨后的矿石与硫酸混合，形成硫酸浸出液。

–将硫酸浸出液加热至一定温度，促进二氧化钛的溶解。

3.沉淀与分离–在溶液中加入氨水，使溶液中的杂质发生沉淀。

–将产生的沉淀与溶液分离，并经过过滤、洗涤等步骤，得到粗钛白粉。

4.钛白粉制备–将粗钛白粉进行精磨，获得细小颗粒的钛白粉。

–对细钛白粉进行物理或化学处理，提高其白度、分散性等性能。

5.粒度分级–将制备好的钛白粉按照粒度进行分类，以满足不同行业的需求。

–进行粒度分级的方法有离心分离、气流分级等。

6.包装与出货–对分级后的钛白粉进行包装，通常采用塑料袋或纸箱进行包装。

–进行质量检验后，将包装好的钛白粉运送至客户或仓储。

结论钛白粉硫酸法生产工艺是一种经过多年发展和改进的成熟工艺，其具有高效、稳定的特点。

通过适当的原料配比和精细的工艺控制，可以获得优质的钛白粉产品。

然而，在实际生产中仍然存在一些技术难题，如能源消耗、废水处理等。

因此，进一步提高工艺的环保性和能源利用率，将是未来钛白粉生产工艺改进的一个重要方向。

环保改进方向能源利用优化•通过改进加热设备和工艺流程，降低能源消耗。

•借助余热回收技术，提高能源利用效率。

•探索使用新型能源替代传统能源，如太阳能、风能等。

废水处理技术改进•引入先进的废水处理设备，提高废水处理效率。

•开发新型废水处理技术，减少对环境的影响。

•收集和回收废水中的有价值物质，实现资源化利用。

精细化控制与自动化•引入先进的控制系统和传感器，实现生产过程的精细化控制。

书山有路勤为径，学海无涯苦作舟硫酸法钛白粉的生产--钛液的水解（一）一、钛液水解的目的及工业上对水解的要求钛液的水解是使二氧化钛组分从液相的钛液转变为固相的偏钛酸，从而与母液中的可溶性杂质分离，以提取纯净的二氧化钛。

钛液的水解在硫酸法钛白粉生产过程中，是一个极其重要的工序。

水解的好坏，不仅影响到工业生产的经济性，而且对最终产品的质量也影响很大。

工业上对水解有下列三点要求。

①水解率要高。

即液相中的二氧化铁组分转变为固相的二氧化钛组分的百分率要大，在不影响成品的性能和质量的情况下，水解率越高，经济效益就越好。

②水解所得的偏钛酸，必须是具有一定大小而均匀的粒子，组成要恒定，同时要易于过滤和洗涤。

③工艺条件要成熟，要易于控制，水解产物的质量要稳定，设备要简单，要适应工业生产的需要。

二、盐类的水解的定义及哪些盐类能水解在溶液中盐的离子跟水所电离出来的H＋离子或OH-离子生成弱电解质的反应，称为盐类的水解。

盐类水解生成了酸和碱。

反过来，酸和碱进行中和反应，也生成盐和水。

也就是说，盐类的水解反应是酸碱中和反应的逆反应。

强酸与弱碱所生成的盐、强碱与弱酸所生成的盐以及弱酸与弱碱所生成的盐都能发生水解反应。

这三种盐类之所以能发生水解反应，其基本原因就在于组成这些盐的离子能跟水电离出来的H＋或OH-结合形成弱电解质。

生成的弱电解质包括能生成气体或沉淀和难电离物质（如水）。

1.强酸与弱碱所生成盐的水解氯化铵是由强酸（盐酸）和弱碱（氨水）中和生成的盐，它在水溶液里的水解过程如下：[next]在这里，由于NH4+跟水里的OH-结合生成了难电离的NH3·H20,所以能发。

硫酸法钛白粉生产一、实验目的1．学习研究性实验的一般程序，培养科学研究过程的基本技能、技术和能力。

2. 煅炼实验过程分析问题、解决问题的能力，培养敢于面对挫折的科研精神。

3．熟悉硫酸法钛白粉生产实验的一般方法。

二、实验仪器药品器材浓硫酸钛矿砂沉降剂压滤机三、实验原理硫酸法：除杂：Fe2O3+3H2SO4==Fe2（SO4)3+3H2O,TiO2+2H2SO4==Ti(SO4）2+2H2O。

然后，Fe+Fe2（SO4）3==3FeSO4，调PH至5—6，使Ti（SO4）2水解：Ti（SO4）2+3H2O==H2TiO3↓+2H2SO4，过滤沉淀加热得到钛白粉：H2TiO3=△=TiO2+H2O.四、实验步骤1、钛矿粉碎将购进的钛矿砂用雷蒙机或者风扫磨等粉碎成符合工艺要求的钛矿粉，并送到储存和计量钛矿粉的料仓。

2、酸解用浓硫酸分解钛矿，制取可溶性的钛的硫酸盐。

钛铁矿的主要成分为偏钛酸铁（FeTiO3），是一种弱酸弱碱盐，可以用强酸把它分解。

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酸--硫酸才能适应这一反应。

在酸分解的过程当中，矿粉当中的各种杂质大部分也被分解，生成相应的可溶性硫酸盐，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，还必须用过量的金属铁把定量的四价钛还原成三价钛。

3、沉降酸解浸取、还原以后的体系是一个复杂的体系，含有可溶性杂质和不溶性的杂质。

铁、钒、铬、锰等金属的硫酸盐为可溶性的杂质，在结晶或水解、水洗的过程中除去。

不溶性杂质中的大多数，如未分解的钛矿、沙粒等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，需要另外加沉降剂，强化沉降澄清过程。

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，为保证收率，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排掉。

硫酸法钛⽩粉的⽣产⼀、颜料⽤钛⽩粉的光学性能主要是取决于颗粒特性和表⾯性质颜料⽤钛⽩粉主要的光学性能是在于它被分散在介质中和涂在表⾯上（作涂料）时的不透明性。

与不透明性在不同程度上相互关联的重要光学性能是亮度、⽩度、⾊相、消⾊⼒和遮盖⼒。

钛⽩粉的不透明性很⼤程度上取决于它对光的折射率和颗粒特性。

颗粒特性包括粒度、粒度分布和颗粒形状。

另外，钛⽩粉在各种介质中的分散能⼒也是很重要的因素。

因为在⼤多数情况下，颜料的光学性能能否充分显现出来，还取决于钛⽩粉的分散性如何，⽽分散性往往⼜和颗粒特性及表⾯性质密切相关。

⼆、钛⽩粉的颗粒特性对颜料性能的影响颗粒特性对颜料性能的影响有以下三⽅⾯。

1.颗粒粒度对颜料性能的影响对于⼀定波长的⼈射光，当颜料颗粒⼤⼩为半波长时，对光的散射率最⾼，也就是不透明度最⾼。

可见光的波长为0.4-0.7µm，故理论上颜料颗粒的最佳粒径为0.2-0.35µm。

若颗粒度过⼩，则发⽣光的衍射，导致不透明度下降。

且颜料性能与散射系数关系甚⼤。

当散射系数在粒径为0. 2µm时为最⾼，这时颜料的消⾊⼒和遮盖⼒最优，⽩度和光泽都最好。

但各种颜料性能之间有时相互⽭盾，如粒径变⼩时，耐候性就相应下降，因此对于⼀些耐候性要求⾼的颜料，粒径应该适当⼤⼀些。

2.粒度分布对颜料性能的影响颜料性能优良的钛⽩粉，其颗粒的粒度分布宽度应尽可能狭窄，即颗粒粒径在0.2-0.3µm之间的要占绝⼤多数，⽽0.lµm以下和0.37µm以上者⼏乎不存在。

3.颗粒形状对颜料性能的影响颜料的颗粒形状对光散射也有影响，⼀般粒⼦为圆形时，散射率最⾼，对圆滑规整的颗粒，其颜料性能最优。

要尽可能避免⾓状颗粒，因其不仅光学性能差，⽽且堆积在⼀起时，空间体积⼤，相应的吸油量⾼。

三、钛⽩粉需要粉碎的原因及粉碎的⽅法经锻烧的钛⽩粉⼤都是粒⼦的聚结物，需进⾏粉碎才能使粒度达到颜料标准的要求，从⽽获得尽可能⾼的不透明度及其他颜料性能。

`第一章概述第一节钛白的发展简史钛元素（Ti）发现于1790年。

当时，一位英国传教士格列高(William Gregor)从他家乡康华尔州（Cornwall）产的一种黑色矿砂中提炼出了一种白色金属氧化物，经检定这个金属是一种未知的新元素。

后来证明，这个黑矿砂就是钛铁矿，那白色氧化物就是二氧化钛。

这是钛的第一次被发现。

五年后，德国的克拉浦洛（M．H．Klaproth）从匈牙利产的金红石矿中也提炼出了同一种金属氧化物，他根据希腊神话中地神的儿子泰顿（Titan）之名，命名为Titanium，汉语中称之为钛。

钛在地壳中的蕴藏量比较多，仅次于氧、硅、铝、铁、钙、钠、钾、镁、氢而占第十位，约为总量之0.6%左右，超过常见的锌、铅、锡等很多，为铜之600倍左右。

但由于它不易提炼和制造，长久以来，在工业上未得到应用，因此被列入稀有金属类内。

直至1940年，克劳尔（W.J.Kroll）发明了用镁还原四氯化钛制出纯度较高的金属钛的方法，并发现钛是一种优良的结构材料后，金属钛1的生产才得到了工业化。

1948年后，金属钛的产量与日俱增，已不再稀有，目前，已划入轻金属类内。

但是，二氧化钛生产工业的建立，却比金属钛早得多，而且人们发现了它那无与伦比的卓越的光学和颜料性能，因此二氧化钛工业的发展十分迅速，是钛系产品中最重要的一种产品。

目前所开采的各种钛矿资源，有90%以上用于生产二氧化钛，它在商品上人们习惯于称为钛白粉。

钛白粉的生产，最早采用的是硫酸法。

此法是1910年由挪威的杰布生（Jebenen）和法鲁普（Farup）所发明，并于1916年建成了世上第一座钛白厂，年产量为1000吨。

此法沿用至今已有七十余年，虽然对过程的细节有了很大的改进和提高，但基本流程并无变化。

氯化法是钛白生产的一种新方法。

1932年，德国拜耳公司的前身法本公司发表了第一个专利。

1933年，克菜布颜料公司也发表了专利。

此公司在1943年被美国杜邦公司吞并，并在1957年得到氯化法工业应用的成功。

钛白生产培训教材 Document number：PBGCG-0857-BTDO-0089-PTT1998第一部分钛白粉的性能及应用第一章概述名称钛白粉的化学名称：二氧化钛，分子式TiO2，分子量，其质量组成中%为Ti，O 占%。

英文名：Titanic anhydride；Titanic oxide；Titanium dioxide；Titanium white；Titania；Titanium dioxide pigment。

别名：钛白，钛白粉。

通常人们把在涂料、油墨、塑料、橡胶、造纸、化纤、美术颜料和日用化妆品等行业中以白色颜料为主要使用目的的二氧化钛称为钛白粉、二氧化钛颜料或钛白，而把在搪瓷、电焊条、陶瓷、电子、冶金等工业部门以纯度为主要使用目的的二氧化钛称为二氧化钛或非颜料级钛白粉、非涂料用钛白粉。

二氧化钛工业生产情况二氧化钛是一种重要的无机化工原料，无毒、对健康无害，是最重要的白色颜料，占全部白色颜料使用量的80%。

从全世界范围来说，所开采的钛矿90％以上用于TiO2颜料的生产。

1998年，世界总的TiO2颜料消费量为355万吨，按2000美元/吨的单价计其总价值为70亿美元，是仅次于合成氨和磷酸的第三大无机化工产品。

许多发达国家都将其列为关键化学品行列，在某些国家和地区，其生产量与国民生产总值成正比，它已成为衡量一个国家经济发展和人民生活水平高低的重要标志之一。

钛白粉的工业生产方法有氯化法和硫酸法两种，其中56%为氯化法产品，这种产品的70%以上又产自美国杜邦、克尔麦吉公司和美资美联公司，其他国家的钛白粉工厂仍以硫酸法为主。

我公司拟建的这套钛白装置也属于硫酸法。

我国钛资源储量居世界之首，到2000/2001年上半年，全国各钛白生产企业的产能总和将达到38万t/a。

除锦州铁合金总厂为氯化法生产外，其余厂家均为硫酸法。

世界钛白粉生产的特点是技术高度垄断，迄今为止，世界上只有20几个国家、30多家公司、50来家工厂生产钛白粉。