钛白生产硫酸法工艺与氯化法的差别
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氯化法?硫酸法?我国钛白粉生产该哪法?目前我国98%以上的企业仍使用传统的硫酸法生产工艺,在生产过程中要排放大量的废硫酸、酸性废水、废渣和废气,许多生产厂家污染严重,环保问题突出。
而另一种生产钛白粉的氯化法工艺技术因其生产过程环保和产品质量较高,是国际公认的、替代硫酸法的新一代先进技术。
目前全球氯化法钛白粉与硫酸法钛白粉的产能比例大约为6∶4。
氯化法钛白粉技术比硫酸法更先进、更环保,这已经成为国际钛白粉生产企业的共识,目前国内仅有中国中信集团控股的锦州钛业有限公司全面采用氯化法工艺生产。
那为什么我国众多企业不选用氯化法,而选择硫酸法。
哪种方法适应我国国情?适应我们的才是最好的。
我们不妨就这两种方法做一个简单的对比。
氯化法生产工艺优点是流程短,生产能力易扩大,连续自动化程度高,能耗相对低,“三废”少,能得到优质产品。
但是缺点是氯化法仅能生产金红石型钛白粉,投资大,设备结构复杂,对材料要求高,要耐高温、耐腐蚀,装置难以维修,研究开发难度大。
目前世界钛白粉生产总量中的54%为氯化法产品,其中80%以上产自美国杜邦公司、科斯特、特诺和亨兹曼四大公司。
硫酸法可以生产锐钛型和金红石型钛白粉,硫酸法也能以价低易得的钛铁矿与硫酸为原料,技术较成熟,设备简单,防腐蚀材料易解决,再加上硫酸法钛白粉生产工艺发明较早,到1923年,该工艺在全球范围内已经进入成长期,世界各国都开始应用硫酸法技术生产锐钛型钛白粉产品,硫酸法生产工艺相对氯化法相比比较成熟,所以我国大部分企业选择硫酸法。
但我们也看到,生产每吨钛白粉消耗新鲜水100~150吨,综合能耗约1.6吨标煤,同时约产生浓度20%的废硫酸8吨、酸性废水100吨、废渣8吨,以及含二氧化硫、酸雾和粉尘的废气2.5万立方米。
以可比口径计算,国内钛白粉行业每万元产值的工业废水排放量、废气排放量、二氧化硫排放量,分别是化工行业平均水平的3.85、1.03、2.13倍,是全部工业行业相应指标的3~8倍。
钛白生产硫酸法工艺与氯化法的差别:硫酸法钛白粉流程示意图氯化法工艺流程:产品性能的影响:1、粒径,氯化法通过ALCl3,调整粒径,硫酸法通过水解、煅烧及加盐调整粒子大小。
2、杂质,氯化法通过精馏除去Fe、Vn、Mn、Nb等杂质,硫酸法主要通过精滤、沉降、水洗等方法除去杂质。
3、金红石含量,氯化法在氧化后即为金红石型,硫酸法是通过在煅烧前加入煅烧晶种,在煅烧过程中形成金红石。
4、后处理,两种方法的后处理流程基本类似,但各个厂家的后处理都不相同,我公司根据产品的应用性能分为:SR-236、SR-237、SR-2377、SR-238、SR-239、SR-240、SR-2400、SR-241等品种。
金红石型与锐钛的区别:金红石型产品的应用性能主要取决于后处理,各个厂家的后处理方法有所区别,另外制作过程中的技术、设备、人元素质也是决定产品性能的条件。
钛白粉的检测质量有国家标准,各个品种的也有一些相关的标准,如塑料型材用的钛白粉就是以我厂的SR-2400为标准的。
钛白粉的表面处理硅的表面处理:SiO2包膜的作用是在TiO2表面形成一层膜,使TiO2粒子与有机介质隔离减少TiO2与有机介质直接接触的面积,堵塞TiO2的光活化点,有效保护TiO2不受紫外线侵害降低光化学活性。
铝的表面处理:Al2O3在300nm处才开始有吸收紫外光的倾向,而TiO2在405nm 处就开始有吸收,故在TiO2表面包一层Al2O3膜,可使TiO2避免受大气中紫外线照射,另外经Al2O3包膜的TiO2有正三价A l的存在使钛白粉能够较稳定的分散到有机介质中去。
锆的表面处理:与硅和铝的表面处理机理基本相当,但是从吸油量和耐候性方面要优于上述两种表面处理。
虽然同为包膜的表面处理,但是根据包膜的处理条件以及包覆量的不同其应用性能和侧重点也有不同。
钛白颜料的耐侯性钛白粉的耐候性取决与钛白粉的光化学活性,由于钛白粉存在晶格缺陷,使其表面存在许多光活化点,在日照的作用下释放出氧原子,从而破坏漆膜。
硫酸法和氯化法钛白粉的生产工艺主要有硫酸法和氯化法2种。
硫酸法生产工艺1925年始于美国的National Lead Industry,之后各地逐步建立生产厂,1941年生产出金红石型产品。
氯化法工艺开始于1932年,德国法本公司发表了第一个四氯化钛气相氧化法制钛白粉专利,在1959年杜邦公司开发了杜邦法生产工艺,并建成了10万t/a的生产厂,正式实现大型工业化,但是氯化法工艺的技术难度非常大,目前核心技术仍只有少数企业掌握。
硫酸法是将钛铁粉与浓硫酸进行酸解反应生产硫酸亚钛,经水解生成偏钛酸,再经锻烧、粉碎即得到钛白粉产品。
此法可生产锐钛型和金红石型钛白粉。
硫酸法的优点是能以价低易得的钛铁矿与硫酸为原料,技术较成熟,设备简单,防腐蚀材料易解决。
其缺点是流程长,只能以间歇操作为主,湿法操作,硫酸、水消耗高,废物及副产物多,对环境污染大。
氯化法是将金红石或高钛熔渣粉料与焦炭混合后进行高温氯化生产精四氯化钛,精馏、除钒后,进行高温氧化,分级、表面处理,再经过滤、水洗、干燥、粉碎得到钛白粉产品。
氯化法只能生产金红石型产品。
氯化法优点是流程短,生产能力易扩大,连续自动化程度高,能耗相对低,“三废”少,能得到优质产品。
缺点是投资大,设备结构复杂,对材料要求高,要耐高温、耐腐蚀,装置难以维修,研究开发难度大。
这是根据制作原料的不同而定义的目标产出物都是精制钛白粉(TiO2)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.氯化法:先用盐酸除杂:Fe2O3+6HCl==2FeCl3+3H2O(TiO2不溶)过滤洗涤然后加焦炭和氯气:TiO2(粗)+C+2Cl2=△=TiCl4(气)+CO2,冷却收集TiCl4(液)小心水解:TiCl4+3H2O==H2TiO3+4HCl 加热提纯得到精制钛白粉:H2TiO3=△=TiO2(精)+H2O↑从研究角度看硫酸法与氯化法优劣氯化法与硫酸法比较情况表项目硫酸法氯化法原料钛铁矿、酸溶钛渣。
钛白粉知识点总结一、生产工艺钛白粉的生产主要分为氯化法和硫酸法两种主要工艺。
氯化法主要是以天然金红石为原料,通过高温氯化、硫酸水解、沉淀、过滤、洗涤、煅烧等一系列工艺步骤制备而成的。
硫酸法主要是以硫铁矿为原料,通过硫酸浸出、水解、沉淀、过滤、洗涤、煅烧等工艺步骤制备而成。
两种工艺各有优缺点,但在实际生产中,氯化法工艺应用更为广泛,因为其产品质量优良,生产成本相对较低。
二、物理性质钛白粉是一种无机物,化学式为TiO2,其晶体结构为六方晶体。
钛白粉的主要物理性质包括白度、颗粒大小、油溶性、比表面积、抗阳离子能力等。
其中,白度是衡量钛白粉优劣的主要指标,一般要求白度高达94%以上。
颗粒大小也是重要的性能参数,通常用平均粒径和粒度分布来描述。
油溶性是钛白粉在涂料行业中的一个重要性能指标,即其在油漆中的分散性和悬浮性。
比表面积是指单位质量的钛白粉所具有的表面积,对其光泽度和遮盖力有较大影响。
抗阳离子能力是指钛白粉对阳离子染料的吸附能力,直接影响着其遮盖力和着色效果。
三、应用领域钛白粉是目前世界上使用最广泛的白色颜料,其应用领域包括涂料、塑料、橡胶、油墨、造纸、化妆品等诸多行业。
在涂料行业中,钛白粉主要用于提高涂料的遮盖力和光泽度,改善涂层的耐候性和耐久性。
在塑料行业中,钛白粉主要用于提高塑料制品的白度和光泽度,改善其耐候性和耐化学性。
在橡胶行业中,钛白粉主要用于提高橡胶制品的耐候性和耐磨性。
在油墨行业中,钛白粉主要用于提高油墨的白度和遮盖力,改善印刷效果。
在造纸行业中,钛白粉主要用于提高纸张的白度和光泽度,改善印刷效果。
在化妆品行业中,钛白粉主要用于提高化妆品的遮瑕力和保湿性。
四、环境影响钛白粉的生产和应用过程都会对环境造成一定程度的影响。
在生产过程中,氯化法工艺会产生大量的气体和废水,含有高浓度的氯化物和硫酸盐,并且在煅烧过程中产生二氧化硫和氮氧化物等有害气体。
硫酸法工艺会产生大量的废水和粉尘,其中含有高浓度的二氧化硫和氮氧化物。
钛白粉生产工艺氯化法钛白粉的生产工艺过程氯化法对于硫酸法而言是一个技术进步,它可以高效率的连续化、自动化操作,产品质量好。
而氯化法的工艺流程比硫酸法短得多,主要包括四氯化钛制备、四氯化钛的氧化和二氧化钛的表面处理三大部分。
氯化法对于硫酸法而言是一个技术进步,它可以高效率的连续化、自动化操作,产品质量好,直接排放的“三废”比硫酸法少得多,这是它可以取而代之硫酸法的基本原因。
但是氯化法“三废”少主要取决于它的原料,大部分氯化法工厂使用的原料是TiO2含量95%以上的天然金红石或TiO2含量90%左右的人造金红石和钛渣,只有美国杜邦公司的氯化法工艺使用TiO2含量60%~84%的混合矿,当然这种工艺的“三废”排放量要比使用天然金红石和人造金红石或钛渣工艺的高,氯化法一般只能生产金红石型。
氯化法的工艺流程比硫酸法短得多,主要包括四氯化钛制备、四氯化钛的氧化和二氧化钛的表面处理三大部分。
1、四氯化钛的制备与精制氯化法对原料的要求比硫酸法苛刻得多,它要求使用TiO2含量在90%以上的钛矿,目前常用的有天然金红石矿、人造金红石和高钛渣。
氯化法对矿粉的细度和湿度要求比硫酸法严,因为在沸腾氯化时要使质量较重的钛矿和质量较轻的石油焦或焦碳都能顺利的流态化,矿粉细度的均匀是很重要的,此外湿度大水分含量高,在氯化过程中会产生氯化氢和氯化氧钛,前者会腐蚀设备,后者会堵塞管道、阀门。
二氧化钛的氯化反应是一个可逆的吸热反应,而且必须有还原剂的存在下才能进行,否则温度高达1800℃也无法氯化,反应式如下:TiO2+C+Cl2→TiCl4+CO(CO2)从上式可以看出反应的副产物不仅有CO,也可能有CO2,一般反应温度在700℃以上,以生成CO 为主,反应温度在700℃以下,以生成CO2为主,因此测定炉气中的CO/CO2比值,可以掌握炉内的氯化状况。
过去那种老式的固定床氯化法,现在已被沸腾化炉取代,固定床需要事先把金红石矿与石油焦按一定比例(钛渣:石油焦:沥青=7:2:1)混捏制团焦化,不利于连续化、自动化操作。
浅谈钛白粉生产工艺优化与设备改进钛白粉是一种广泛应用于各个领域的白色无机颜料,它的生产工艺和设备的改进对提高钛白粉品质和市场竞争力具有重要意义。
本文将从生产工艺和设备两方面来谈钛白粉生产的优化和改进。
一、生产工艺优化1. 矿石的选矿处理钛矿石种类较多,一般分为硫酸法和氯化法两种。
在硫酸法中,要求矿石中钛含量要高于30%,且杂质含量要低。
在氯化法中,要求矿石中钛含量要高于25%,且不能太铁质,硅酸盐含量也不能太高。
因此,在选矿处理时要注意挑选高品质的矿石原料,以提高生产工艺效率和钛白粉产量。
2. 钛酸盐的提取钛酸盐的提取是钛白粉生产过程中最为关键的一步。
提取工艺主要有硫酸法和氯化法两种。
硫酸法是传统的提取工艺,工艺流程复杂,生产成本高,但提取率高。
氯化法工艺流程简单,易于控制,提取率也较高,但对设备和原材料的要求更高,且具有环境污染问题。
因此,在提取工艺选择时要根据实际情况进行评估和选择。
3. 酸洗和水洗提取后的钛酸盐还有一部分杂质需要去除,一般采用酸洗和水洗的方式。
酸洗主要是去除表面的杂质,水洗则是去除酸洗后的残留物。
酸洗通常使用硫酸、盐酸等酸性溶液,水洗可采用高压水枪进行清洗。
这些步骤的实施可以有效提高钛白粉的品质和白度。
4. 氧化和还原钛酸盐经过氧化和还原处理后,可以得到较高的纯度和白度。
这是因为氧化和还原可以去除钛酸盐中的杂质,同时提高钛酸盐的结晶度和晶格状况,从而提高钛白粉的质量。
二、设备改进1. 矿石破碎设备矿石在进入生产线前需要进行破碎,这是提高提取率的关键之一。
传统的破碎设备主要是颚式破碎机和圆锥式破碎机,但它们的破碎效率低且易损坏。
现代破碎设备则具有维护方便、破碎效率高和噪音低等优点,如冲击式破碎机和高压辊式破碎机。
2. 反应釜反应釜是进行提取和洗涤的关键设备之一。
传统的反应釜一般采用碳钢材质,使用寿命短且易发生锈蚀。
现代的反应釜采用不锈钢材质,使用寿命长,且对环境污染少。
粉碎设备是钛白粉生产线中很重要的环节之一。
硫酸法和氯化法钛白粉产品在各产品中的优缺点
钛白粉的化学名称是二氧化钛(TiO2),它也是目前世界上公认性能最为优越的白色颜料。
其制造方法有两种,硫酸法和氯化法。
目前全球55%为氯化法产品,在欧美发达国家,氯化法的比例已经达到70%。
我国近年来也在大力推进化法钛白粉项目,远在2005年就列为《产业结构调整指导目录(2005年本)》的鼓励类项目。
一、在涂料应用中的比较
涂料行业是钛白粉的最大用户,特别是金红石型钛白粉,大部分被涂料工业所消耗。
全球涂料工业所消费的TiO2占二氧化钛颜料总消费量的58%~60%,我国的此项消费比例更高一些,约为60%~65%左右。
钛白粉是涂料工业中用量最多的一种颜料,占涂料着色剂成本的一半,在涂料工业中的消费量占涂料工业消费各种颜料总量的90%,在涂料原料成本中占10%~25%。
众所周知,钛白粉的工艺方法主要分为硫酸法与氯化法,二者由于生产原料和工艺程序的不同,造成产品的性能各有优劣。
基于不同涂料的使用特性,对钛白粉耐候性、遮盖力、美观性、分散性几方面都有不同的要求,两种不同的生产工艺硫酸法与氯化法的应用效果如下:
在使用量方面,硫酸法金红石比氯化法金红石通常多5%至15%。
在分散性方面,硫酸法金红石比氯化法金红石约差10%左右。
在遮盖力方面,氯化法金红石钛白粉要比硫酸法金红石高10%至15%。
在表面性能、流动性、耐黄变性、调色稳定性方面,氯化法金红石钛白粉都要优于硫酸法金。
氯化法钛白硫酸法钛白成本
氯化法钛白和硫酸法钛白是两种常见的制备钛白粉的方法。
它们在成本方面有着不同的特点。
氯化法钛白的制备过程是通过将钛矿石经过粉碎、浸出、氯化等步骤,最终得到钛白粉。
这种方法的成本主要包括原料成本、能源成本和生产工艺成本。
首先是原料成本,氯化法钛白的主要原料是钛矿石,其价格会受到市场供求关系的影响。
其次是能源成本,制备过程中需要大量消耗能源,包括电力和燃料等,这也会对成本产生影响。
最后是生产工艺成本,包括设备维护费用、人工成本等。
综合考虑这些因素,氯化法钛白的成本相对较高。
而硫酸法钛白的制备过程是通过将钛矿石经过酸浸、水解、沉淀等步骤,最终得到钛白粉。
与氯化法不同的是,硫酸法钛白不需要氯化步骤,因此能够节省一部分原料和能源成本。
此外,硫酸法钛白的生产工艺也相对简单,不需要复杂的设备,这也降低了生产成本。
因此,硫酸法钛白的成本相对较低。
除了制备过程中的成本差异,氯化法钛白和硫酸法钛白在性能方面也有所不同。
氯化法钛白具有较高的光泽度和遮盖力,适用于制备高档涂料、塑料等产品。
而硫酸法钛白的光泽度和遮盖力相对较低,适用于制备一些对性能要求不那么高的产品。
氯化法钛白和硫酸法钛白在成本和性能方面都有所差异。
氯化法钛白的成本较高,适用于制备高档产品;而硫酸法钛白的成本较低,适用于一些一般性能要求的产品。
在实际应用中,根据产品的要求和市场需求,选择合适的制备方法是非常重要的。
钛白粉的分类
钛白粉学名为二氧化钛(Titanium Dioxide),分子式为TiO2,相对分子质量为79.90,也称钛白。
属于惰性颜料,被认为是目前世界上性能最好的一种白色颜料。
常见的划分钛白粉种类的方法有3种:
1.按生产工艺路线分为:硫酸法钛白粉和氯化法钛白粉。
硫酸法是使用钛精矿或酸溶性钛渣与硫酸反应进行酸解反应,得到硫酸氧钛溶液,经水解得到偏钛酸沉淀;再进入转窑煅烧产出二氧化钛。
硫酸法既可以生产锐钛型二氧化钛,也可以生产金红石型二氧化钛。
氯化法是使用含钛的原料,以氯化高钛渣、或人造金红石、或天然金红石等与氯气反应生成四氯化钛,经精馏提纯,然后在进行气相氧化;在速冷后,进过气固分离得到二氧化钛。
该二氧化钛因吸附一定量的氯,需要进行加热或者整齐处理将其移走。
该工艺连续生产,过程简单,工艺控制点少,产品质量易于达到最优的控制。
再加上没有转窑煅烧工艺形成的烧结,二氧化钛原级粒子易于解聚,所以在表观上人们习惯认为氯化法钛白粉产品的质量更优异。
1975年由美国杜邦公司开始使用这种方法生产锐钛型二氧化钛。
这种方法可以生产具有高遮盖力和底色蓝、高着色强度的钛白粉。
2.按结晶形态分为:锐钛型(Anatase)和金红石型(Rutile)。
锐钛型二氧化钛百度好,但着色力仅为金红石型的70,在耐候性方面:加入锐钛型二氧化钛试片仅仅经过一年以后即开始龟裂或者碎片状剥落,而加入金红石型二氧化钛的试片,经过十年以后其外观只有很小变化。
由于金红石型二氧化钛着色力及耐候性较佳,塑料着色使用金红石型二氧化钛为好。
3.按使用对象分为:颜料钛白粉和特殊专用钛白粉。
钛白粉的生产工艺钛白粉是一种常用的白色颜料,广泛应用于油漆、塑料、纸张、橡胶等行业。
下面将详细介绍钛白粉的生产工艺。
钛白粉的生产主要分为氯化法和硫酸法两种工艺。
氯化法主要用于生产优质的钛白粉,硫酸法则适用于生产工艺较为简单的一般钛白粉。
氯化法工艺的步骤如下:1. 准备原料:将钛矿石经过粉碎、焙烧等步骤得到钛酸盐粉末,并将其与焦煤混合。
2. 原料煅烧:将混合料在高温下进行煅烧,使其部分氧化,生成氯化钛。
3. 氯化反应:将氯化钛与氯反应生成金红石状氯化钛,进一步还原生成具有金黄色的硫酸钛酸盐。
4. 还原反应:将硫酸钛酸盐与还原剂进行反应,使其还原成白色的金红石型氯化钛。
5. 精炼:通过磨碎、分级等工艺对产物进行精炼,得到细微的钛白粉颗粒。
硫酸法的生产工艺相对简单,以下是主要步骤:1. 矿石制备:将钛矿经过粉碎、焙烧等处理步骤得到钛酸盐粉末。
2. 酸溶解:将钛酸盐粉末与硫酸进行反应,形成硫酸钛酸盐溶液。
3. 硫酸法的氧化:将硫酸钛酸盐溶液氧化成钛酸盐的过饱和溶液,通过控制恒温恒湿条件,使得晶体逐渐生长。
4. 结晶:将过饱和溶液进行降温结晶,生成具有特定形状和尺寸的钛白粉颗粒。
5. 洗涤和干燥:对产物进行洗涤和干燥,去除杂质,得到纯净的钛白粉。
无论是氯化法还是硫酸法,钛白粉生产过程中都需要注意环保和安全问题。
产生的废气、废水和废渣等需要进行处理和回收利用,以保护环境。
工厂也需要严格遵守相关安全规定,确保员工的安全。
总的来说,钛白粉的生产工艺包括原料准备、反应、精炼和成品处理等步骤,不同的生产工艺有不同的特点和适用范围。
随着科技的进步和环保要求的提高,钛白粉的生产工艺也在不断优化和改进。
钛白粉生产工艺流程
钛白粉是一种重要的白色颜料,广泛应用于涂料、塑料、橡胶、纸张等工业领域。
其生产工艺流程主要包括矿石选矿、硫酸法生产
和氯化法生产三个步骤。
首先,矿石选矿是钛白粉生产的第一步。
钛矿石经过破碎、磨矿、浮选等工艺,将矿石中的有用矿物与杂质进行分离,得到含有
二氧化钛的矿石精矿。
这一步骤的重点是通过选矿设备对原始矿石
进行处理,提高矿石的品位,为后续生产工艺提供优质的原料。
接下来是硫酸法生产工艺。
将精矿经过浸出、水解、沉淀、焙
烧等步骤,最终得到钛白粉成品。
在这个过程中,硫酸是一种重要
的反应介质,能够有效地将钛矿石中的二氧化钛转化为硫酸钛溶液,然后通过水解沉淀、焙烧等步骤,得到精细的钛白粉产品。
这一生
产工艺流程需要严格控制反应条件,确保产品质量稳定。
另一种生产工艺是氯化法生产。
这种方法是以氯化钛为原料,
通过氯化、氧化、水解等步骤,制备出钛白粉产品。
相比硫酸法,
氯化法生产工艺具有能耗低、产品质量好等优点,因此在一些特定
情况下得到广泛应用。
总的来说,钛白粉的生产工艺流程是一个复杂的化工过程,需要严格控制各个环节的参数,确保产品质量和生产效率。
随着工艺技术的不断进步,钛白粉的生产工艺也在不断优化,为各个行业提供更优质的产品。
硫酸法和氯化法钛白生产工艺能耗分析前言钛白粉是一种重要的无机化工产品,广泛应用于涂料、塑料、造纸、化纤、橡胶、印刷油墨等行业。
其用量被一些经济学家作为衡量一个国家人民生活水平高低的重要指标。
钛白的生产方法有硫酸法和氯化法两种方法(简称“两法”)两法的优劣势,众说纷纭,本文从化学热力学出发来分析两种生产方法的理论能耗和实际能耗以及氯化钛渣冶炼的能耗,使我们对“两法”的能耗有较全面的认识。
1、“两法”理论能耗的计算1.1硫酸法钛白理论能耗的计算硫酸法钛白生产工艺有二十多个生产工序,其化学反应主要有酸解、水解、煅烧等工序(1)酸解过程的主要化学反应方程式如下①:Ti02+H2S04=TiOS04十H20-24.45KJ_ (1)FeO+H2S04=FeS04+H20-l 2 1.40KJ——(2)(1)式+(2)式得:Ti02+:FeO+2H20=FeS04.+TiS04+2H20-145.85KJ(2)水解过程在室温强烈稀释条件下进行主要化学反应式如下:TiOS04(L)+3H20(L)=Ti(OH)4(L)+H2504(L)——-(3)-69.3 -68.3 174 -136.76②-194.548△H=(-×194.548).136.76+69.3+3*68.3174=-57.06kcal/mol=-238.84KJ/mol(3)煅烧煅烧过程的主要热化学反应式如下:Ti02·XS03·YH20=Ti02+XS03↑+YH2O+△H——(4)水合二氧化钛的煅烧反应中是加热脱水和脱硫的过程,它还涉及到Ti02粒子的成长、聚集和晶型转化等过程,锐钛型、金红石型钛白的生成热为-944.5KJ/mol。
总的理论能耗145.85+238.84+944.5=1329.19KJ/m01吨产品总的理论能耗为:1000/80*1329.19*1000=16614.8*1000KJ=O.567tce1.2氯化法钛白理论能耗的计算氯化法生产工艺有氯化、T'iCCl4的精制,氧化和后处理等工序,具有化学反应有氯化与氧化反应工序。
钛白粉生产工艺简介导语钛白粉被认为是目前世界上性能最为优越的白色颜料。
相比其他颜料有更好的遮盖力、耐候性、白度和光亮度,广泛应用于涂料、塑料、造纸、印刷油墨、化纤、橡胶、陶瓷、化妆品、食品和医药等工业,被称为“工业味精”。
由于钛白粉是使用范围广,其人均消费量可作为衡量一个国家经济发展水平的重要指标,也是衡量该国市场潜力的有力证据。
作为我国经济的重要产业,钛白粉从根本上牵动着各个行业的发展,被誉为国民经济发展的“晴雨表”。
目前世界上生产钛白粉的工艺有几种呢?目前世界上生产钛白粉的工艺主要有硫酸法和氯化法两种生产工艺。
硫酸法生产的产品我们俗称硫酸法钛白粉,氯化法工艺生产的产品俗称氯化法钛白粉。
哪种生产工艺应用更广泛呢?目前世界上生产钛白粉主要以氯化法工艺为主,全球生产的钛白粉有60%为氯化法产品,在欧美发达国家,氯化法的比例更高,美国早在2006年就关闭了国内最后一家硫酸法钛白粉工厂。
但是在我国,目前还是以硫酸法生产为主,硫酸法钛白粉产能和产量均达90%以上。
国外以氯化法工艺为主,那么氯化法工艺与硫酸法工艺相比有哪些优势呢?氯化法工艺生产钛白粉具有生产流程短、连续化操作、单系列装置规模大、“三废”排放少等优势,且氯化法工艺生产的钛白粉具有更加优良的性能,是未来钛白粉行业生产方法发展的大趋势。
既然氯化法工艺更加环保,产品质量更高,为何我国还是以硫酸法生产工艺为主呢?我国氯化法钛白粉工艺发展之路坎坷。
国外在氯化法钛白粉生产工艺上对我国实行技术封锁,为此还引发了攀钢集团与美国杜邦有名的商业间谍案。
加之我国氯化法钛白粉发展起步较晚,目前仍有很多技术壁垒没有突破,而硫酸法工艺在我国发展比较成熟,所以目前我国生产钛白粉仍以硫酸法为主。
但是我国目前也在积极的推进氯化法钛白粉的发展。
目前我国有哪些企业可以生产氯化法钛白粉呢?目前我国能够能正式生产氯化法钛白粉的企业只有四家——锦州钛业、漯河兴茂、云南新立、河南佰利联。
与硫酸法相比氯化法生产工艺流程下载温馨提示:该文档是我店铺精心编制而成,希望大家下载以后,能够帮助大家解决实际的问题。
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钛白生产硫酸法工艺与氯化法的差别:硫酸法钛白粉流程示意图
氯化法工艺流程:
产品性能的影响:
1、粒径,氯化法通过ALCl3,调整粒径,硫酸法通过水解、煅烧及加盐调整粒子大小。
2、杂质,氯化法通过精馏除去Fe、Vn、Mn、Nb等杂质,硫酸法主要通过精滤、
沉降、水洗等方法除去杂质。
3、金红石含量,氯化法在氧化后即为金红石型,硫酸法是通过在煅烧前加入煅烧
晶种,在煅烧过程中形成金红石。
4、后处理,两种方法的后处理流程基本类似,但各个厂家的后处理都不相同,我
公司根据产品的应用性能分为:SR-236、SR-237、SR-2377、SR-238、SR-239、SR-240、SR-2400、SR-241等品种。
金红石型与锐钛的区别:
金红石型产品的应用性能主要取决于后处理,各个厂家的后处理方法有所区别,另外制作过程中的技术、设备、人元素质也是决定产品性能的条件。
钛白粉的检测质量有国家标准,各个品种的也有一些相关的标准,如塑料型材用的钛
白粉就是以我厂的SR-2400为标准的。
钛白粉的表面处理
硅的表面处理:SiO2包膜的作用是在TiO2表面形成一层膜,使TiO2粒子与有机介质隔离减少TiO2与有机介质直接接触的面积,堵塞TiO2的光活化点,有效保护TiO2不受紫外线侵害
降低光化学活性。
铝的表面处理:Al2O3在300nm处才开始有吸收紫外光的倾向,而TiO2在405nm 处就开始有吸收,故在TiO2表面包一层Al2O3膜,可使TiO2避免受大气中紫外线照射,另外经Al2O3包膜的TiO2有正三价A l的存在使钛白粉能够较稳定的分散到有机介质中去。
锆的表面处理:与硅和铝的表面处理机理基本相当,但是从吸油量和耐候性方面要优于上述两种表面处理。
虽然同为包膜的表面处理,但是根据包膜的处理条件以及包覆量的不同其应用性能和侧重点也有不同。
钛白颜料的耐侯性
钛白粉的耐候性取决与钛白粉的光化学活性,由于钛白粉存在晶格缺陷,使其表面存在许多光活化点,在日照的作用下释放出氧原子,从而破坏漆膜。
锐钛型的光化学活性要比未包膜的金红石型钛白粉高10倍。
金红石型的表面处理的一个重要目的也是为降低钛白粉表面光化学性,从而提高钛白粉的耐候性。
钛白粉在油墨中的应用
油墨行业对钛白粉的性能主要为遮盖力和亮度等颜料性能,而钛白粉能否发挥其最佳性能主要取决于钛白粉在体系中的分散性和分散稳定性,即使同一种钛白粉在不同体系中的分散性也有所区别。
钛白粉的粒径
钛白粉颜料的结晶颗粒(原级粒子和一次粒子)是很细的,锐钛型的平均粒径约为0.14———0.16μm金红石型的平均粒径大约为0.17——0.24μm。
粒径的大小对二氧化钛的光学性质和颜料性能有很大影响。
如:钛白粉的粒径对遮盖力的影响相当重要,但是粒径也不能太细,当粒径小于0.1μm时会产生光的绕射,遮盖力反而会下降。
再从消色力方面与粒径关系来看,钛白粉的消色力随粒径的变化而变化,当钛白粉消色力最高时的粒径在0.2——0.3μm之间。
表面处理
表面处理分无机表面处理和有机表面处理。
无机表面处理是在二氧化钛粒子上形成一层均匀的无色或白色无机氧化物膜,目的是提高钛白粉的耐候性和化学稳定性。
有机表面处理是通过添加有机表面活性剂,使钛白粉可以在不同介质中更好更均匀地分散。
钛白粉的表面处理一般先进行无机表面处理,后进行有机表面处理。