化工综合设计任务书(钛白粉)

氯化法生产钛白粉化工原理生产工艺流程一、简介钛白粉是一种重要的白色颜料，广泛应用于涂料、塑料、橡胶、纸张等行业。

氯化法生产钛白粉是目前主要的生产工艺之一，其主要原料是金红石矿石和氯化氢。

本文将介绍氯化法生产钛白粉的化工原理和生产工艺流程。

二、化工原理1. 原料准备氯化法生产钛白粉的原料主要包括金红石矿石、氯化氢和其他辅助原料（如稀硫酸、硝酸等）。

金红石矿石是一种含钛的矿石，经过矿石选矿和粉碎处理后，可以用于氯化法生产钛白粉。

氯化氢是用于与金红石矿石反应的氯化剂。

2. 溶解金红石金红石矿石在稀硫酸的作用下产生可溶性的硫酸钛溶液。

反应方程式如下：FeTiO3 + H2SO4 → TiOSO4 + FeSO4 + H2O硫酸钛溶液中主要包括硫酸钛和硫酸铁。

3. 与氯化氢反应硫酸钛溶液与氯化氢发生反应，生成氯化钛和硫酸。

反应过程如下：TiOSO4 + 4HCl → TiCl4 + H2SO4生成的氯化钛溶液经过蒸馏处理，获得纯净的氯化钛。

4. 氯化钛还原纯净的氯化钛与氢气反应，发生氯化钛还原反应，生成金属钛和氯化氢。

反应方程式如下：TiCl4 + 2Mg → Ti + 2MgCl25. 钛白粉的制备通过氯化法生产的金属钛经过粉碎和精炼处理，最终得到钛白粉产品。

三、生产工艺流程1. 矿石选矿金红石矿石经过选矿处理，去除杂质，得到符合要求的矿石原料。

矿石原料经过粉碎处理，将矿石研磨成适合氯化反应的粉末。

3. 硫酸处理将粉碎后的金红石矿石与稀硫酸反应生成硫酸钛溶液。

4. 氯化反应将硫酸钛溶液与氯化氢反应，生成氯化钛溶液。

5. 蒸馏处理对氯化钛溶液进行蒸馏处理，获得纯净的氯化钛。

6. 还原反应将纯净的氯化钛与氢气反应，进行氯化钛还原反应。

7. 钛白粉制备通过氯化法生产的金属钛经过粉碎和精炼处理，最终得到钛白粉产品。

四、生产过程中的主要反应1. 金红石与硫酸的反应FeTiO3 + H2SO4 → TiOSO4 + FeSO4 + H2O2. 硫酸钛与氯化氢的反应TiOSO4 + 4HCl → TiCl4 + H2SO43. 氯化钛的还原反应TiCl4 + 2Mg → Ti + 2MgCl2五、环保措施1. 废水处理生产过程中产生的废水中含有硫酸、氯化钛等有害物质，需要进行严格的废水处理，确保排放符合环保要求。

年产5万吨硫酸法钛白粉生产工艺设计可行性方案摘要本设计介绍了钛白粉的性质、用途、发展趋势、及各种钛白粉的生产方法并做相应的比较，最终采用目前国内普遍使用并且技术比较成熟的酸解法。

本设计的目的是完成年产5万吨酸解法钛白粉（金红石型）生产工艺设计，其中包括工艺流程设计、物料衡算、能量衡算、主要设备的选型、生产过程中的三废处理以及废副产品的利用。

关键词：钛白粉；硫酸法；水解；工艺计算目录第1章概述 (1)1.1钛白粉的性质 (1)1.2钛白粉的用途 (2)1.3当前钛白粉生产质量标准 (3)1.4全球钛白的发展情况 (4)1.4.1国际钛白粉生产发展史 (4)1.4.2世界钛资源分布情况 (5)1.5国内钛白粉的发展情况 (6)1.5.1国内钛白粉生产发展史 (6)1.5.2我国钛矿的分布情况 (6)1.5.3国内钛白粉行业的发展前景 (7)1.6钛白粉生产工艺的比较及选择 (7)1.7国内外钛白粉的主要生产厂家 (8)1.7.1国外主要生产厂家 (8)1.7.2国内主要生产厂家 (9)1.8设计的目的及内容 (10)第2章酸解法钛白粉生产工艺流程设计及主要工段介绍 (11)2.1反应原理 (11)2.2工艺流程方框图 (11)2.3主要工段介绍[12] (13)2.3.1酸解工段 (13)2.3.2浓缩工段 (14)2.3.3晶种的制备工段 (14)2.3.4水解工段 (15)第3章酸解法生产钛白粉的工艺计算 (17)3.1物料衡算 (17)3.1.1原料计算(以生产1吨100%TiO2计) (17)3.1.3结晶过程的物料衡算 (20)3.1.4过滤过程物料衡算 (21)3.1.5浓缩过程物料衡算 (22)3.1.6水解过程中的物料衡算 (22)3.2能量衡算(以生产1吨100%TiO2计) (23)第4章主要设备计算及选型 (26)4.1沉降池选型 (26)4.2蒸发器选型 (26)4.3水解罐选型 (26)4.5主要设备一览表 (27)第5章污染物治理及废副产品的利用 (28)5.1废气的治理 (28)5.2废水的治理 (28)5.3废渣的处理 (29)5.4噪音及粉尘的处理 (29)5.5废副产品的利用 (30)第6章车间布置说明 (31)致谢 (32)参考文献 (33)附录34第1章概述1.1钛白粉的性质钛白粉的化学名称为二氧化钛，化学性质稳定，在一般情况下与大部分物质不发生反应。

化工毕业设计任务书【篇一：化学与化工系毕业设计(论文)任务书】毕业设计〔论文〕任务书设计〔论文〕题目：bi掺杂tio光催化剂的制备及降解甲基橙染料系部：化学与化工系专业：学号：学生：指导教师〔含职称〕：〔讲师〕1. 课题意义及目标tio2光催化剂因其具有无毒、价廉易得、稳定性好、抗光腐蚀等优点，已被广泛应用于解决当代具有全球挑战性的能源再生和环境净化问题。

然而，纯的tio2材料的光生电子空穴复合几率高；另一方面，tio2晶体较大的禁带宽度，只有波长落在紫外光区才能被激发，严重地阻碍了对太阳光能的有效利用。

大量的研究说明稀土金属氧化物是很好的结构助剂和电子助剂，它在提高催化剂的活性、选择性及热稳定性方面起了很大的作用。

本课题拟在tio2-sio2基础上掺杂稀土元素bi金属元素。

2. 主要任务〔1〕查阅文献资料10篇以上，深入了解课题内容,拟定实验方案，写出开题报告。

〔2〕采用溶胶凝胶法制备纯的tio2-sio2和bi掺杂的tio2-sio2光催化剂；考察bi的掺杂量，煅烧温度、煅烧时间；〔3〕对制备的光催化剂进行光催化剂降解甲基橙性能的研究，考察染料溶液起始浓度、催化剂加入量、染料溶液ph、双氧水加入量。

〔4〕最后要给出该课题今后研究的方向和改良措施。

3. 主要参考资料[1] 伍胜,李新平,李颖. tio2光催化技术处理制浆造纸废水的试验研究[j].黑龙江造纸，2006,1：13-18.[2] 王伟.纳米二氧化钛光催化氧化法处理印染废水[d].保定：华北电力大学，2008.[3] 方佑龄，赵文宽，尹少华等.纳米tio2在空心陶瓷微球上固定化及光催化分解辛烷[j].应用化学，1997，14(2)：81-83.[4] 范益群，史载锋，徐南平等.光催化膜反应器用于亚甲基蓝的降解.南京化工大学学报，1999，21(5)：49-52.4. 进度安排审核人：年月日毕业设计〔论文〕任务书系部：化学与化工系专业：学号：学生：指导教师〔含职称〕：〔讲师〕1. 课题意义及目标tio2光催化剂因其具有无毒、价廉易得、稳定性好、抗光腐蚀等优点，已被广泛应用于解决当代具有全球挑战性的能源再生和环境净化问题。

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。

一、实验目的1. 学习钛白粉的制备方法。

2. 探究钛白粉的性质。

3. 了解钛白粉在工业中的应用。

二、实验原理钛白粉，又称二氧化钛（TiO2），是一种白色无机颜料，具有良好的遮盖力、着色力和耐光性，广泛应用于涂料、塑料、橡胶、造纸、化妆品等领域。

本实验通过酸法沉淀法制备钛白粉，并对其性质进行研究。

三、实验仪器与试剂1. 仪器：烧杯、玻璃棒、滴定管、电子天平、烘箱、显微镜等。

2. 试剂：钛矿粉、硫酸、氢氧化钠、盐酸、蒸馏水等。

四、实验步骤1. 钛白粉的制备（1）称取适量的钛矿粉，放入烧杯中，加入适量的蒸馏水，搅拌均匀。

（2）向烧杯中加入适量的硫酸，继续搅拌，直至溶液呈微酸性。

（3）逐滴加入氢氧化钠溶液，调节pH值至7-8。

（4）将混合溶液置于室温下静置24小时，使钛白粉沉淀。

（5）用滤纸过滤沉淀，用蒸馏水洗涤沉淀，直至洗涤液呈中性。

（6）将洗涤后的沉淀放入烘箱中，在80℃下干燥2小时。

2. 钛白粉性质研究（1）观察钛白粉的形态、颜色和粒度。

（2）用显微镜观察钛白粉的微观结构。

（3）测定钛白粉的比表面积、吸附性能等。

（4）研究钛白粉在涂料中的应用。

五、实验结果与分析1. 钛白粉的制备通过酸法沉淀法制备的钛白粉呈白色粉末，粒度适中，无杂质。

2. 钛白粉性质研究（1）钛白粉的形态、颜色和粒度：制备的钛白粉呈白色粉末，粒度适中，具有良好的分散性。

（2）钛白粉的微观结构：通过显微镜观察，钛白粉呈针状或片状，表面光滑，具有良好的结晶性。

（3）钛白粉的比表面积：通过测定，制备的钛白粉比表面积为50-60m2/g，具有较高的活性。

（4）钛白粉的吸附性能：制备的钛白粉具有良好的吸附性能，对有机染料、重金属离子等有较好的吸附效果。

（5）钛白粉在涂料中的应用：制备的钛白粉在涂料中具有良好的遮盖力、着色力和耐光性，可用于制备白色涂料。

六、实验结论1. 酸法沉淀法是一种制备钛白粉的有效方法，制备的钛白粉具有良好的性能。

2. 钛白粉在涂料、塑料、橡胶、造纸、化妆品等领域具有广泛的应用前景。

一、实验目的1. 理解钛白粉的生产原理和工艺流程。

2. 掌握硫酸法和氯化法两种钛白粉生产方法的基本操作。

3. 分析钛白粉的物理和化学性质。

4. 了解钛白粉在各个领域的应用。

二、实验原理钛白粉是一种重要的无机白色颜料，主要由二氧化钛（TiO2）组成。

根据二氧化钛的晶型不同，钛白粉主要分为锐钛型、金红石型和板钛型。

其中，金红石型钛白粉因其稳定性高、遮盖力强、耐候性好等优点，在涂料、塑料、造纸、油墨等行业得到广泛应用。

硫酸法和氯化法是两种常见的钛白粉生产方法。

硫酸法是将钛铁粉与浓硫酸进行酸解反应，生成硫酸亚钛，经水解生成偏钛酸，再经煅烧、粉碎得到钛白粉；氯化法是将金红石或高钛渣粉料与焦炭混合后进行高温氯化，生成四氯化钛，经高温氧化、过滤、水洗、干燥、粉碎得到钛白粉。

三、实验仪器与试剂1. 仪器：反应釜、搅拌器、过滤装置、干燥箱、粉碎机、分析天平、比色计等。

2. 试剂：钛铁粉、浓硫酸、焦炭、水、氢氧化钠、盐酸、氢氧化钠溶液、盐酸溶液等。

四、实验步骤1. 硫酸法钛白粉生产（1）将钛铁粉与浓硫酸按一定比例混合，放入反应釜中，搅拌反应；（2）反应完成后，将混合物过滤，得到硫酸亚钛溶液；（3）将硫酸亚钛溶液加入氢氧化钠溶液中，调节pH值，使偏钛酸沉淀；（4）过滤、洗涤偏钛酸，得到湿法偏钛酸；（5）将湿法偏钛酸放入干燥箱中干燥，得到干法偏钛酸；（6）将干法偏钛酸煅烧，得到锐钛型钛白粉；（7）将锐钛型钛白粉粉碎，得到所需粒度的钛白粉。

2. 氯化法钛白粉生产（1）将金红石或高钛渣粉料与焦炭按一定比例混合，放入反应釜中，加热至高温，进行氯化反应；（2）反应完成后，将混合物过滤，得到四氯化钛溶液；（3）将四氯化钛溶液加入氢氧化钠溶液中，调节pH值，使钛酸沉淀；（4）过滤、洗涤钛酸，得到湿法钛酸；（5）将湿法钛酸放入干燥箱中干燥，得到干法钛酸；（6）将干法钛酸煅烧，得到金红石型钛白粉；（7）将金红石型钛白粉粉碎，得到所需粒度的钛白粉。

以高钛渣为原料制取钛白粉方案实验目的：1、以高钛渣为原料制取钛白粉。

2、计算钛液的稳定性。

3、计算钛白粉的产率。

实验要求：熟悉硫酸法钛白生产工艺流程；能够独立完成工业上钛白粉生产的实验研究。

实验设备及原料：设备及仪器：玻璃棒，1000mL烧杯，500mL烧杯，250mL烧杯，电炉，滤纸，数显智能控温磁力搅拌器，恒温水浴箱，真空抽滤机，马弗炉，研钵，分析天平，100mL量筒，刚玉坩埚，5mL移液管，烘箱，250mL三嘴烧瓶，冷凝管，200℃温度计。

实验原理：实验工艺流程图：有关反应方程式： 酸解：还原：水解：实验步骤：一、准备准备好实验装置,药品（称取30.03g 高钛渣，量取28.00mL 的98%硫酸滴加到2.80mL 的蒸馏水中配成93%的硫酸）。

二、酸解将配好的93%的硫酸转到500mL 的烧杯，预热至80℃，将30.03g 高钛渣慢FeTiO 3+3H 2SO 4 FeTiO 3+2H 2SO 4 Ti(SO 4)2+FeSO 4 TiOSO 4+FeSO 4+2H 2OFe 2(SO 4)3+Fe 3FeSO 4 2TiOSO 4+Fe+2H 2SO 4Ti 2(SO 4)3+FeSO 4+2H 2OTiOSO 4+2H 2O +H 2SO 4H 2TiO 3慢加入，边搅拌边加热至190℃。

三、熟化保持温度在190℃熟化30分钟。

四、浸取在熟化后的固相物中加入92mL水，在电动搅拌机的搅拌下浸取3.5小时，使固相物溶解，控制最终TiO2含量为220g/L。

五、沉降及抽滤浸取后加入3.5mL 0.05% AMPAM絮凝剂混合均匀，于55℃的恒温水浴锅中。

将沉降后的钛液上清液用真空抽滤机抽滤，接着将剩下的残渣进行抽滤。

将残渣于60℃恒温箱中干燥，称重。

六、水解向水解装置中的三嘴烧瓶加入21.50mL的底水，并预热至94℃，同时将钛液也预热至94℃，达到预热温度后，用分液漏斗将钛液慢慢加入底水中，同时用数显智能控温磁力搅拌器加热搅拌，加料结束后，以1℃/min的升温速率加热升温至一沸，检测灰点，到灰点时停止加热搅拌让溶液熟化30分钟后快速加热升温至二沸，保持微沸2小时后结束水解。

钛白粉项目规划设计方案目录一、项目背景分析 (3)二、项目概述 (3)三、项目提出的理由 (3)四、研究结论 (3)五、主要经济指标一览表 (4)主要经济指标一览表 (4)六、建筑工程建设指标 (5)建筑工程投资一览表 (6)七、威胁分析（T） (7)八、股东权利及义务 (9)九、保障措施 (12)十、防范措施 (13)十一、项目技术流程 (18)十二、环境保护综述 (18)十三、员工技能培训 (20)十四、项目总投资 (21)总投资及构成一览表 (22)十五、资金筹措与投资计划 (23)项目投资计划与资金筹措一览表 (23)十六、经济评价财务测算 (24)十七、项目盈利能力分析 (25)十八、偿债能力分析 (27)十九、项目招标范围 (28)二十、项目总结 (28)一、项目背景分析钛白粉是一种重要的无机化工颜料，主要成分为二氧化钛。

在涂料、油墨、造纸、塑料、橡胶、化纤、陶瓷等工业中有重要用途。

钛白粉制造方法有两种：硫酸法和氯化法，中国的钛白粉工厂仍以硫酸法为主。

二、项目概述1、项目名称：钛白粉项目2、承办单位名称：xxx投资管理公司3、项目性质：新建4、项目建设地点：xxx5、项目联系人：徐xx三、项目提出的理由实现“十三五”时期的发展目标，必须全面贯彻“创新、协调、绿色、开放、共享、转型、率先、特色”的发展理念。

机遇千载难逢，任务依然艰巨。

只要全市上下精诚团结、拼搏实干、开拓创新、奋力进取，就一定能够把握住机遇乘势而上，就一定能够加快实现全面提档进位、率先绿色崛起。

四、研究结论此项目建设条件良好，可利用当地丰富的水、电资源以及便利的生产、生活辅助设施，项目投资省、见效快；此项目贯彻“先进适用、稳妥可靠、经济合理、低耗优质”的原则，技术先进，成熟可靠，投产后可保证达到预定的设计目标。

五、主要经济指标一览表主要经济指标一览表六、建筑工程建设指标本期项目建筑面积67411.78㎡，其中：生产工程45823.80㎡，仓储工程10362.00㎡，行政办公及生活服务设施7441.98㎡，公共工程3784.00㎡。

钛白粉项目初步方案规划设计/投资方案/产业运营承诺书申请人郑重承诺如下：“钛白粉项目”已按国家法律和政策的要求办理相关手续, 报告内容及附件资料准确、真实、有效，不存在虚假申请、分拆、重复申请获得其他财政资金支持的情况。

如有弄虚作假、隐瞒真实情况的行为，将愿意承担相关法律法规的处罚以及由此导致的所有后果。

公司法人代表签字：XXX集团（盖章）项目概要钛白粉，主要成分为二氧化钛(TiO2)的白色颜料，二氧化钛是一种多晶化合物，其质点呈规则排列，具有格子构造。

钛白粉被认为是目前世界上性能稳定的一种白色颜料，广泛应用于涂料、塑料、造纸、印刷油墨、化纤和橡胶等工业。

目前国内钛白粉应用领域中，涂料占60%,塑料占20%, 造纸占7%,其它占13%。

在涂料行业中，钛白粉主要用于乳胶漆领域，占比达到70%,防腐涂料、粉末涂料、汽车漆分别占9%、6%和5%。

该钛白粉项目计划总投资2867. 05万元，其中：固定资产投资2225. 29万元，占项目总投资的77. 62%；流动资金641.76万元，占项目总投资的22. 38%o达产年营业收入5828. 00万元，总成本费用4534. 39万元，稅金及附加56. 23万元,利润总额1293. 61万元，利税总额1528.27万元, 税后净利润970.21万元，达产年纳税总额558. 06万元；达产年投资利润率45.12%,投资利税率53. 30%,投资回报率33. 84%,全部投资回收期4. 46年，提供就业职位88个。

报告根据项目工程量及投资估算指标，按照国家和xx省及当地的有关规定，对拟建工程投资进行初步估算，编制项目总投资表，按工程建设费用、工程建设其他费用、预备费、建设期固定资产借款利息等列出投资总额的构成情况，并提出各单项工程投资估算值以及与之相关的测算值。

报告主要内容：项目承担单位基本情况、项目技术工艺特点及优势、项目建设主要内容和规模、项目建设地点、工程方案、产品工艺路线与技术特点、设备选型、总平面布置与运输、环境保护、职业安全卫生、消防与节能、项目实施进度、项目投资与资金来源、财务评价等。

年产万吨氯化法钛白粉生产工艺设计范本一、工艺流程原料准备→氯化→沉淀→过滤→洗涤→干燥→筛分→包装二、工艺描述1.原料准备：将钛铁矿、硫酸、氢氧化钠、氢氧化铵等原料按照一定比例加入反应釜中，搅拌均匀。

2.氯化：将反应釜内的原料加热至一定温度，通入氯气，进行氯化反应，生成氯化钛。

3.沉淀：将氯化钛溶液缓慢地加入沉淀槽中，加入一定量的硫酸和氢氧化钠，使氯化钛沉淀成钛酸钠。

4.过滤：将钛酸钠沉淀用过滤机进行过滤，得到钛酸钠湿饼。

5.洗涤：将钛酸钠湿饼用水进行反复洗涤，去除杂质和未反应的物质。

6.干燥：将洗涤后的钛酸钠湿饼放入干燥室中进行干燥，使其水分含量降至一定水平。

7.筛分：将干燥后的钛酸钠湿饼使用筛分机进行筛分，得到一定粒度的钛酸钠粉末。

8.包装：将筛分后的钛酸钠粉末装入包装袋中，密封存放。

三、工艺参数1.反应温度：800-1000℃2.反应时间：4-6小时3.沉淀时间：1-2小时4.过滤速度：1-2m/min5.洗涤次数：3-4次6.干燥温度：200-250℃7.筛分粒度：4-6μm8.包装规格：25kg/袋四、设备清单1.反应釜：1台2.沉淀槽：1台3.过滤机：1台4.干燥室：1台5.筛分机：1台6.包装机：1台7.输送设备：1套五、安全措施1.操作人员应具备相关技能和经验，严格按照操作规程进行操作。

2.在氯化和干燥过程中，应注意防止氯气泄漏和粉尘爆炸。

3.设备应定期检查和维护，确保设备的安全可靠。

4.废气和废水应按照相关标准进行处理和排放，避免对环境造成污染。