氯化法钛白粉技术
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钛白粉氯化法过程钛白粉是一种广泛应用于涂料、塑料、橡胶、纸张等领域的重要白色颜料。
其生产工艺中,氯化法是一种常用的制备方法。
本文将从原料准备、氯化反应、沉淀、过滤、洗涤、干燥等方面介绍钛白粉氯化法的过程。
一、原料准备钛白粉氯化法的原料主要包括矿石和氯化剂。
矿石通常选用含有较高二氧化钛含量的天然矿石,如钛铁矿、钛磁矿等。
氯化剂则常使用氯化钠或氯化钙等。
在生产前,需要对原料进行粉碎、研磨和筛分等处理,以确保原料的均匀性和适宜的粒径。
二、氯化反应氯化反应是钛白粉氯化法的核心步骤。
首先,将精细处理后的矿石与氯化剂按一定比例混合。
然后,在加热的反应器中,通过控制温度和氯气流量,使矿石与氯气发生氯化反应。
反应过程中,钛矿石中的二氧化钛与氯气反应生成氯化钛。
三、沉淀经过氯化反应后,反应物会进入沉淀槽。
在沉淀槽中,通过调节搅拌速度和沉淀时间,使氯化钛逐渐沉淀下来。
沉淀过程中,沉淀物的形态和颗粒大小会受到多种因素的影响,如温度、搅拌强度和沉淀物浓度等。
四、过滤沉淀完成后,需要对沉淀物进行过滤。
过滤的目的是分离出沉淀物和溶液,并去除其中的杂质。
常用的过滤设备包括压滤机和离心机。
通过合理的过滤操作,可以得到较为纯净的钛白粉沉淀物。
五、洗涤过滤后的钛白粉沉淀物中,仍然含有一定量的氯化剩余物和其他杂质。
为了去除这些残留物,需要进行洗涤处理。
洗涤一般采用反复加水、搅拌、过滤等步骤,以确保钛白粉的纯度和质量。
六、干燥洗涤后的钛白粉沉淀物需要进行干燥处理,以去除水分并提高产品的稳定性和流动性。
干燥方法有多种,常见的包括自然风干、热风干燥和旋转干燥等。
干燥过程中,需要控制温度和湿度,避免过高的温度导致钛白粉的质量下降。
钛白粉氯化法的过程包括原料准备、氯化反应、沉淀、过滤、洗涤和干燥等步骤。
通过严格控制各个环节的条件和参数,可以得到高质量的钛白粉产品。
钛白粉作为一种重要的白色颜料,在各个行业具有广泛的应用前景,并对提升产品的光泽和色彩起到重要的作用。
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。
氯化法生产钛白粉化工原理生产工艺流程Titanium dioxide (TiO2), also known as titanium white, is a widely used pigment in various industries such as paint, coatings, plastics, and paper. Among the different methods of producing titanium dioxide, the chloride process is one of the most common and efficient methods. In this process, titanium dioxide is produced by reacting titanium-containing feedstock with chlorine gas.氯化法生产钛白粉化工原理生产工艺流程毫无疑问,氯化法是生产钛白粉最常见且高效的方法之一。
在这个过程中,通过将含有钛元素的原料与氯气反应来制造钛白粉。
The production process of titanium dioxide using the chloride method can be divided into several main steps. Firstly, raw materials containing titanium, such asilmenite or rutile ore, are subjected to a purification process to remove impurities. This purification step can involve processes like leaching and solvent extraction to obtain highly pure titanium compounds.采用氯化法生产钛白粉的过程可以分为几个主要步骤。
氯化法钛白粉生产工艺氯化法钛白粉是由一种无机化学材料生产的白色粉末状物质,主要用于橡胶、塑料及涂料的生产。
氯化法钛白粉的生产主要是通过氯化硅和碳酸钙的反应制备得到的,其制备过程包括原料处理、氯源的熔盐吸收、脱气、钛白夹砂的制备、分离、烘干、成品的筛选与包装等几个主要部分。
第一步,原料处理:首先采用自动称量设备,将氯化硅和碳酸钙称量混合一种比例,然后放置在研磨机,进行均质化研磨混合,费时约一小时;若期望获取更高品质的钛白夹砂,也可从氯化钛的硫酸盐前驱体中加入油脂、表面活性剂等,进行混合和研磨,这一步研磨亦可使钛白夹砂容易分离,从而节省大量生产成本。
第二步,氯源的熔盐吸收:混合物放在熔盐锅中,加入生产用氯源,将氯源熔融,用搅拌棒搅拌使混合物完全溶解,使溶液吸收有机剂,熔液接受脱气处理。
第三步,钛白夹砂的制备:将接受脱气处理的熔液倒入干燥桶,均匀的混合,使混合液中的溶质有机物完全漂白,脱气,该混合液即为钛白夹砂,放入搅拌锅中,搅拌约半小时,使钛白粉的粒度尽可能的均匀一致,从而增加钛白的细度。
第四步,分离:使用细度分级分离器,将钛白夹砂分离为两种尺寸,其中一种更粗,用于生产紫外线涂料;另一种白色鲜粉可用于涂料、橡胶、塑料等行业。
第五步,烘干:将分离出来的钛白粉放入烘干机,由热机製冷器对其进行热风烘干,以脱去其余水分,确保其质量。
第六步,成品的筛选与包装:将烘干后的钛白粉分别放入筛分机,筛分其中的粒度大小,去除杂质,同时亦可进行熔点或水溶性仪器分析筛分,将其符合技术要求的成品包装起来,以及标记对应信息,以便日后质量追溯和查询。
以上,为氯化法钛白粉的生产工艺,其中所涉及的原料、处理工艺、分离技术、烘干过程及筛选包装技术等流程均要求精确、科学。
其精确的操作,有效的节约成本,安全可靠,后续技术支持成为氯化法钛白粉生产的关键部分。
氯化法钛白粉的生产工艺与技术经济摘要:钛白粉产品是采用不同的制造工艺和表面改性工艺处理的具有独特应用特性的产品。
钛白粉化学性质稳定,无毒性,具有较强的遮盖力、较高的折射率,以及高白度等优异的物理化学性质和光学性质,使其成为世界上使用最为广泛的白色颜料,在油墨、塑料、造纸、涂料、化妆品和橡胶等行业都有着重大的应用,同时也是轻工业、电子工业等领域不可或缺的原材料之一。
本文主要对氯化法钛白粉的生产工艺与技术经济进行论述,详情如下。
关键词:氯化法钛白粉;生产工艺;技术经济引言钛白粉世界公认的性能最好的白色颜料之一,被广泛应用于涂料、塑料、造纸、印刷油墨、化纤、橡胶、化妆品等工业。
目前,二氧化钛生产工艺可以分为硫酸法和氯化法两种。
其中,硫酸法的主要机理就是通过用硫酸溶解钛矿形成的TiSO4,在经过净化和浓缩以后,将钛液进行水解形成的TiO2·H2O,然后在经过清洗、筛选、煅烧之后获得产品,再对产品经过表面上加工后,就可以获得金红石类产品。
这一工序的主要优点是来源广泛、对品质要求较低、制造技术比较易于掌握,但工艺流程相对较长、操作要求也比较精细。
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3部分。
相较于硫酸法,氯化法工艺钛白粉具有产品品质高、附加值高、技术水平先进、生产环保、可连续化生产等优点,属于国家政策鼓励类项目。
1氯化法钛白粉1.1氧化铝包覆钛白粉氧化铝(Al2O3)是一种良好的电子受体,可以湮灭TiO2吸收紫外光后激发所产生的光电子,抑制后续活性基团的产生,还可以起到反射紫外线作用。
1.2二氧化硅包覆钛白粉二氧化硅(SiO2)的包覆主要作用是在钛白粉表面形成屏障,封闭二氧化钛颗粒的光催化作用,阻碍二氧化钛与有机介质的直接接触,其包覆过程为:在水溶性硅化合物中加入钛白粉浆液,调节pH值至8~9,使得硅在TiO2颗粒表面以Si(OH)4形式沉积,Si(OH)4与TiO2除了物理吸附外,还存在化学键合,沉积的Si(OH)4进一步缩聚成缩合硅胶,实现了对TiO2颗粒的包覆。
氯化法钛白粉表面处理研究摘要:钛白粉广泛应用于涂料、塑料、纸张等行业。
然而,钛白粉的表面性质对其应用性能有着重要影响。
本文以氯化法钛白粉为研究对象,详细介绍了氯化法生产钛白粉的无机表面处理工艺,并对影响氯化法生产钛白粉表面处理效果的主要因素进行分析。
关键词:钛白粉;氯化法;表面处理;影响因素在氯化法生产钛白粉的过程中,主要包括有氯化工序、氧化工序和表面后处理工序。
氯化工序是对原料进行氯化制得一种硅酸盐还原物,其中以高纯硅酸盐为原料。
氧化工序是将高纯硅与氧化镁进行熔融共沉淀得到二氧化钛;再加入稀土盐进行碱电解获得硫酸银;然后进一步加入磷酸溶液以生成磷酸三钙;最后经过高温锻烧得到氯化钛。
在应用氯化法时,技术人员需要严格控制生产过程,降低表面处理缺陷,以此提高钛白粉生产质量。
1、氯化法钛白粉表面处理概述钛白粉的制备方法主要包括硫酸法、氯化法、硫酸-氯化法等。
其中,氯化法是一种常用的制备方法,具有成本低、产量高等优点。
二氧化钛表面处理目的是改善二氧化钛的性能,使其更适用于各种应用领域。
通过多种表面处理方法,在二氧化钛的表面制备一种或几种无机化合物或有机化合物的包覆层。
在二氧化钛的表面处理中,对产品的最终性能起着直接决定作用的是包膜的种类、均匀性和致密性。
包膜的种类可以根据不同的应用需求选择,常见的包膜材料包括无机物如硅酸盐、氧化铝等。
通过以上这些包膜材料的应用,可以改变二氧化钛的表面性质,从而提高其耐候性、抗氧化性、抗紫外线性能等。
2、表面处理方法主要通过等电点理论和稳定理论来可以改善二氧化钛的性能。
等电点理论是指通过调节溶液的pH值,使二氧化钛表面带电荷中性,从而提高其稳定性和吸附性能。
稳定理论是指通过在二氧化钛表面形成稳定的化学键或物理吸附层,来改善其光催化、光电化学和抗菌性能。
对钛白粉进行表面处理按其特性可分为:一是无机表面处理,它是指使用无机化合物作为表面处理剂,如硅酸盐、磷酸盐等,通过湿法处理来改善钛白粉的表面性质。
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。
钛白粉生产工艺引言钛白粉是一种重要的白色颜料,广泛应用于涂料、塑料、纸张、陶瓷等行业。
钛白粉的生产工艺包括一系列的步骤和工艺条件。
本文将介绍钛白粉的生产工艺及其主要步骤。
原料准备钛白粉的主要原料是二氧化钛矿石,常见的有硫酸法、氯化法和硫酸-氯化法三种生产工艺。
在硫酸法中,矿石首先经过破碎、磨细得到粉状,然后与浓硫酸反应生成钛酸溶液。
氯化法采用氯化法将矿石经过氯化反应得到氯化钛,并经过水解、沉淀等步骤得到钛白粉前体。
硫酸-氯化法综合了硫酸法和氯化法的优点,工艺较为复杂。
钛酸溶液制备在硫酸法中,得到的钛酸溶液需要经过净化和结晶等步骤制备成为钛白粉。
首先,对钛酸溶液进行加热和过滤处理,去除杂质物质。
然后,将净化后的钛酸溶液进行结晶,得到钛白粉的前体。
结晶过程通常采用连续结晶的方式进行,通过控制结晶器的温度和溶液浓度来实现。
钛白粉前体脱水钛白粉前体是含有水分的固体物质,需要对其进行脱水处理。
脱水的目的是去除前体中的结晶水,提高钛白粉的质量。
脱水通常采用高温处理的方式,可以使用旋转干燥器、流化床干燥器等设备进行。
在脱水的过程中需要严格控制温度和时间,以避免钛白粉前体过度热解或过度干燥。
钛白粉焙烧脱水后的钛白粉前体需要进行焙烧处理。
焙烧是将钛白粉前体进行高温煅烧,使其发生晶型转变和结构调整,得到具有良好颜色和光泽的钛白粉。
焙烧温度一般在800~1000℃之间,时间根据不同的要求可以在几十分钟到几个小时之间。
焙烧过程需要通过合理的加热方式和气氛控制,以确保钛白粉的质量。
钛白粉磨碎与分级经过焙烧后的钛白粉需要进行研磨和分级处理。
研磨的目的是使钛白粉颗粒的尺寸更加均匀,提高颜料的颜色和光泽。
研磨可以采用湿式或干式的方式进行,常用的设备有球磨机、立式研磨机等。
分级则是使用筛分设备将不同尺寸的钛白粉颗粒分离开来,以满足不同行业的应用需求。
结论钛白粉的生产工艺包括原料准备、钛酸溶液制备、钛白粉前体脱水、钛白粉焙烧以及磨碎与分级等步骤。
氯化法钛白粉的生产流程一、原料准备阶段。
钛原料可是很关键的呢。
一般会用高钛渣或者金红石矿这些富含钛的原料。
这就像是做菜要先选好食材一样重要哦。
把这些原料准备好,就像是把做菜的材料都摆在了厨房的案板上,就等着大展身手啦。
这些原料里面钛的含量要足够高,不然生产出来的钛白粉质量可就没那么好啦。
而且在这个阶段,还要对原料进行一些预处理,就像是把菜洗干净切好一样,让原料更适合后面的反应。
二、氯化反应环节。
接下来就是氯化反应啦。
这个时候呢,会把准备好的钛原料和氯气放到一起。
这一反应可就像魔法一样呢。
它们在高温的环境下开始反应,这个温度还挺高的呢,就像在一个大火炉里一样。
这个反应会生成四氯化钛。
这个过程中呀,就像是两个小伙伴一见面就特别热情地拥抱在一起,然后就变成了一种新的东西。
不过这个反应也不是那么容易控制的,要小心地调节温度、压力还有氯气的流量这些参数,就像在小心翼翼地照顾一个小婴儿一样。
要是哪个参数没调好,那这个反应可能就会出岔子啦。
三、精制过程。
得到四氯化钛之后呢,它可没有那么纯净,就像刚从泥地里挖出来的小土豆,还得清洗干净呢。
这个时候就要对四氯化钛进行精制啦。
要把里面的杂质去除掉,比如说一些其他的金属氯化物杂质。
这个过程就像是在给四氯化钛来一个大扫除,用各种方法把那些不好的东西都赶走。
这样经过精制后的四氯化钛就像是一个洗干净打扮好的小公主啦,特别纯净,可以为后面的反应提供很好的原料。
四、氧化反应部分。
然后就到了氧化反应啦。
精制后的四氯化钛和氧气要进行反应。
这个反应也是在高温下进行的呢。
四氯化钛就像一个勇敢的小战士,冲向氧气这个战场,然后就变成了二氧化钛。
这个二氧化钛可是钛白粉的主要成分哦。
不过这个反应也很调皮,要控制好反应的条件,像温度呀、反应的速度呀等等。
如果控制不好,那生成的二氧化钛的晶型还有粒度这些就可能不太对啦,就像烤蛋糕的时候火候没控制好,蛋糕可能就会烤糊或者没烤熟一样。
五、后处理阶段。
最后就是后处理阶段啦。
氯化法钛白粉的生产工艺与技术经济分析氯化法钛白粉的生产工艺与技术经济分析本论文通过对国内外氯化法钛白粉的生产技术、主要装置、产品质量、消耗定额、成本及市场状况等方面的深入调研,在此基础上,对该法的特点、装置原料特性及其对各装置的影响、工艺计算与比较、产品质量评价指标及发展方向进行了系统阐述。
氯化法钛白粉具有良好的光学特性和热稳定性,优异的化学稳定性和涂膜耐候性,相对于硫酸法具有较高的溶解度和产品纯度,是一种极具开发潜力的绿色环保型产品。
氯化法钛白粉生产工艺是目前世界上先进的新型钛白粉生产工艺,由于氯化法工艺生产出的氯化法钛白粉所具有的特性,决定了它必将成为我国最重要的绿色环保型建材产品之一。
国内外氯化法钛白粉生产装置已建成数十套,主要的生产厂商有日本住友公司、三井东压化学、美国空气产品公司(爱索尔公司)、杜邦公司、美国科氏公司、美国马来酸公司、美国道康宁公司等。
就国内情况而言,投产的氯化法钛白粉生产装置仅有上海氯碱公司二期和四川泸天化股份有限公司一期项目两个,而且都处于试生产阶段。
就国内情况而言,虽然中国已经有几十年的氯化法钛白粉生产历史,但国内的氯化法钛白粉生产规模还很小,除上海氯碱公司外,其他国内生产厂商的装置规模多为小于4万吨/年。
因此,作者认为氯化法钛白粉的推广应用仍具有广阔的发展空间。
对氯化法钛白粉生产技术的进一步完善、推广和应用,不仅是企业发展壮大的需要,也是改变我国钛白粉产品单一结构,促进资源综合利用的迫切需要,同时也是保证钛白粉产品质量的重要措施。
氯化法钛白粉生产技术装置大致可以分为前处理、反应精馏、氯化三个主要生产环节。
前处理包括预处理和物料分散;反应精馏包括精馏和换热;氯化包括蒸发和分解。
1、前处理:预处理是为了除去产品在制备过程中残留的杂质,如粉尘、水份、盐份、粘结剂等,其处理效果对后续精馏工序的正常运转起着至关重要的作用,这也是国内外专家一直强调的重点。
2、反应精馏:物料分散效果好坏直接影响到所得氯化产品的粒径分布,在其选择方面也有严格要求,一般要求在0。
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。
氯化法与硫酸法的优缺点比较情况见表1。
表1 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。
氯化钛渣、人造金红石。
产品类型既可生产锐钛型钛白也可生产金红石钛白粉仅能生产金红石钛白粉。
生产技术生产难度小,设备简单、技术成熟,国内广泛采用。
生产技术难度大,关键设备结构复杂,要求耐高祖、耐腐蚀材料,国内应用较少,国际上只有少数公司拥有此技术。
产品质量采用先进的工艺控制和完善的包膜技术,缩小了与氯化法产品质量的差异。
产品质量较好。
由于最终产品微量吸附氯和HCl,具有腐蚀性,在某些应用领域受局限。
主要污染物以钛铁矿为原料,每生产1t钛白粉,将产生3-4t绿矾和8t废酸。
以钛渣为原料,不存在绿矾问题。
以金红石为原料,废物排放量很低。
以钛熔渣为原料,每生产1t钛白粉,可产生约1.6t含氯和盐酸的FeC3。
工厂安全主要危害来自于热浓硫酸的处理和二氧化钛粉尘。
氯气、高温TiCl4气体、TiO2粉尘。
生产方式间歇式生产连续式生产,易于实现自动控制。
钛渣是钛铁矿(钛精矿)配加一定量的含碳还原剂通过电炉熔炼,使矿中的铁氧化物被碳还原,从而实现铁钛分离,钛氧化物被富集在炉渣中所形成的产品。
酸溶钛渣是用作硫酸法钛白生产原料的钛渣;氯化钛渣是用作氯化法钛白或海绵钛生产原料的钛渣。
氯化法钛白粉的生产工艺与技术经济分析近年来,随着环境保护意识的增强,绿色节能、抗腐蚀材料和新型陶瓷材料的需求呈现出良好的发展态势。
钛白粉作为一种新型绿色抗腐蚀材料,具有良好的抗腐蚀性,耐热性,电磁特性等特点,得到了广泛应用。
特别是近年来,随着全球安全钛材料需求的不断增加,钛白粉的市场需求量也有了很大的增长。
钛白粉的生产工艺常分为氯化法和硫化法。
氯化法由于其产品的程度可调,能够满足特定领域的要求,因此在国内外有较广的应用。
本文主要讨论氯化法钛白粉的生产工艺和技术经济分析。
氯化法钛白粉的生产通常分为三个部分:原料配料、氯化反应和细化。
原料配料是以钛矿石为原料,添加适量的碳、氯和氧等辅料,经过研磨、烧结等工序,得到钛钒合金。
氯化反应是将钛钒合金提高温度,在氯气的作用下,钛钒反应形成氯气化物TiCl4,然后经过脱氧和气液分离,最终得到纯度较高的TiO2。
最后细化工序包括粉碎、脱水、干燥、磨末等,获得最终的氯化法钛白粉。
氯化法钛白粉的技术经济分析,主要是对其生产成本进行分析。
其中,原料成本占生产成本的绝大多数,占比可以高达70%,其次是气体成本。
此外,氯化法钛白粉生产还需考虑劳动力成本、能源成本、维护成本等因素。
氯化法钛白粉产品的市场价格也是很重要的技术经济分析因素,然而由于市场的复杂性而无法精确估算。
一般来说,市场价格受成本和产品性能的影响,且市场价格随原料价格的变化而有所变化。
综上所述,氯化法钛白粉的生产工艺主要包括原料配料、氯化反应和细化等工序,而技术经济分析主要考虑成本和市场价格等因素。
值得强调的是,在生产过程中,需注意安全措施,对气体、溶剂和高温加工等环节进行严格监控,以此来确保安全生产。
总之,氯化法钛白粉是一种重要的环保材料,具备一定的技术经济优势。
但是,在生产过程中,需注意安全措施,以保障安全生产。
立志当早,存高远
与钛白粉硫酸法生产技术相比,氯化法赢在哪里?
目前来看,钛白粉可是市场中的宠儿,连续涨涨不说,还带动了下游产品钛白粉被广泛应用于涂料、塑料、造纸、印刷油墨、化纤、橡胶、陶瓷、化妆品、食品等工业价格的涨涨。
其生产工艺主要分为硫酸法和氯化法两种。
一直以来,氯化法生产技术要比
硫酸法生产技术高级很多,国内大企业做宣传时,常常以能够采用氯化法生产钛白粉引以为豪。
那么与钛白粉硫酸法生产技术相比,氯化法赢在哪里?
1 硫酸法钛白粉生产工艺
硫酸法钛白粉生产工艺主要是以钛铁矿为原料,用硫酸分解成TiOSO4 溶
液,过滤除去钛液中的不溶性杂质,然后通过真空结晶、固液分离除去FeSO4- 7H2O。
再经浓缩后热水解,制得偏钛酸,洗涤、漂白除去可溶性硫酸盐并滤干,经干磨后得到锐钛型产品或在煅烧时加入促进剂进行晶型转化得到未包膜金红石型初品或产品。
如生产较高档的金红石型产品,还须将初品浆化,经湿磨解聚分级,进行无机表面处理后洗去物料中的盐分,干燥后再进行超微粉碎和有机处理。
2 氯化法钛白粉生产工艺
氯化法是用含钛的原料,如天然金红石、人造金红石、钛铁矿或氯化高钛渣
等与氯气反应生成四氯化钛,经精馏提纯,然后再进行气相氧化,在速冷后经过气固分离得到TiO2。
氯化法钛白粉主要有3 大工艺过程描述如下:(1) 氯化工序:采用加碳氯化工艺将原料中的钛元素转化成粗TiCl4; 氯化工艺可以是沸腾氯化,也可以是熔盐氯化,粗TiCl4 经过提纯制取纯精TiCl4。
氯化法制取钛白工艺流程氯化法制取钛白是个挺有趣的过程呢。
一、原料准备。
咱先得把钛原料准备好,像钛铁矿啊、金红石这些,那可都是制取钛白的宝贝。
钛铁矿里钛含量还不少呢,不过杂质也多,得好好处理。
金红石就比较纯啦,用起来更方便些。
这些原料就像是做菜的食材,没有好食材,哪能做出好菜呢。
二、氯化过程。
接下来就是氯化啦。
把原料放进氯化炉里,再加上氯气,就像一场奇妙的化学反应派对。
在高温下,钛原料就和氯气发生反应,生成四氯化钛。
这个过程可热辣辣的,温度很高很高呢。
四氯化钛是一种很重要的中间产物,就像接力赛里的关键一棒。
不过这个氯化炉里的反应也不是那么好控制的,就像骑一辆很调皮的自行车,得小心翼翼的,不然就容易出问题。
比如说氯气要是不够或者温度不合适,反应就可能不完全,那可就麻烦啦。
三、精制。
得到四氯化钛之后啊,可不能就这么直接用,它里面还有杂质呢。
就像我们买了水果,上面可能有泥啊什么的,得洗干净。
四氯化钛要经过精制这个过程,把那些杂质去掉。
这个过程就像是给四氯化钛做一次大扫除,让它变得干干净净的,这样才能进行下一个重要步骤。
四、氧化反应。
精制后的四氯化钛就要进行氧化反应啦。
把四氯化钛和氧气混合在一起,在高温下反应。
这个反应就像是一场华丽的变身秀,四氯化钛变成了二氧化钛,也就是我们要的钛白啦。
不过这个反应可不好搞,就像走钢丝一样,对反应条件要求特别严格。
温度、压力、反应时间这些都得控制得恰到好处,不然钛白的质量就会受到影响。
比如说温度稍微高一点或者低一点,可能钛白的颜色、粒度这些就不对了。
五、后处理。
生成了钛白之后,还有一些后处理的工作要做呢。
就像我们做好了一件艺术品,还得给它稍微修饰一下。
可能要进行研磨啊、分级啊这些操作,让钛白的粒度更均匀,质量更好。
而且还要进行包装,把钛白好好地装起来,就像给它穿上一件漂亮的衣服,这样才能把它送到需要的地方去,像涂料厂啊、塑料厂这些地方,让它发挥作用呢。
氯化法制取钛白这个工艺流程啊,就像是一场精心编排的舞蹈,每个步骤都很重要,少了哪个环节都不行。
氯化法钛白粉的生产工艺与技术经济分析氯化法钛白粉是一种重要的工业原料,它是以钛酸钠、碳酸钠及氯化物为原料,通过氯化反应制备的粉末状的化学物质,具有耐腐蚀、抗热性能强等优点,广泛应用于环保、涂料、制程等领域,为现代工业发展提供了重要支撑。
作为一种新型的粉末材料,氯化法钛白粉的生产工艺与技术经济分析是当前研究的重点问题。
氯化法钛白粉的生产工艺主要包括原料准备、反应、分离、细化等步骤。
首先,将钛酸钠、碳酸钠与氯化物放入反应釜内,反应釜加热至规定的温度(一般为730-750℃),加入微量的碱性物质,并经过2-3小时的反应,得到一定量的氯化钛。
然后,以离心分离方式将反应液分离,获得氯化钛悬浮液,再放入细化器中,通过冷凝分离,将氯化钛含量分级,最终得到钛白粉。
钛白粉的筛分,可采用筛选机进行粉末的级配,彻底清除粒度小的颗粒,以确保产品的品质。
氯化法钛白粉的技术经济分析旨在从技术、经济等角度,评估氯化法钛白粉的生产、使用的可行性,以此发挥其最大的效益。
从技术角度来看,氯化法钛白粉的制备技术已达到国际最新水平,在生产过程中采用最先进的设备,使用合格的原料,并使用高精度的监控仪表进行反应和细化操作,以保证产品质量,可以满足客户的严格要求。
从经济角度来看,氯化法钛白粉具有较高的经济性,由于其高烧蚀性和耐蚀性等特点,其使用寿命长,能够有效提高生产效率,降低生产成本,从而减少企业的盈利运营成本。
总的来说,氯化法钛白粉是一种重要的工业原料,它的生产工艺
以及技术经济分析,都对现代工业的可持续发展至关重要。
因此,应当通过不断的研究和改进,优化氯化法钛白粉的生产工艺,提高其生产效率,并以最低的成本从根本上保障产品质量,以适应市场的需求,促进企业可持续发展。
氯化法钛白粉生产工艺
氯化法是目前最主要的钛白粉生产工艺,其工艺流程如下:
1. 原料准备:将钛矿石粉碎成合适的粒度,去除其中的杂质。
2. 氯化反应:将粉碎后的钛矿石与氯气在高温(约1000℃)下进行氯化反应,生成氯化钛。
3. 氧化处理:将氯化钛与氧气在高温(约900℃)下进行氧化反应,生成氧化钛。
4. 湿法处理:将氧化钛与硫酸混合,并进行酸洗、脱水等处理,生成钛酸盐溶液。
5. 沉淀和过滤:将钛酸盐溶液中的杂质通过沉淀和过滤的方式去除,得到纯净的钛酸盐沉淀。
6. 干燥和煅烧:将钛酸盐沉淀进行干燥和煅烧,使其转化为钛白粉。
7. 粉碎和分级:将煅烧后的钛白粉进行粉碎和分级,得到不同粒径的钛白粉产品。
8. 包装和储存:将钛白粉产品进行包装,并储存在干燥、阴凉的环境中,以保证其质量稳定。
以上就是氯化法钛白粉生产工艺的基本步骤,该工艺具有生产
工艺简单、产品质量稳定等优点,因此被广泛应用于钛白粉的生产中。
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。
氯化法生产钛白粉Company Document number:WTUT-WT88Y-W8BBGB-BWYTT-19998纳米钛白粉的用途在清漆中含有%~4%的纳米钛白粉,便能防止木材受光照后发黑;在食品包装用塑料薄膜中加入%~%的纳米钛白粉可防止食品受光照后氧化,以及肉类等食品在橱窗中受荧光灯照射后氧化变色;在塑料中使用能防止塑料本身被日光降解;在农用薄膜中使用能提高它的强度和耐久性;在化妆品使用提高化妆品的防晒和抗紫外线的能力,此外它还在精密陶瓷和光催化剂等一些特殊领域中受到青睐。
同时钛白粉也应用于颜料中,在颜料中的质量百分比越高,遮盖力越高。
氯化法生产钛白粉技术1、氯化法技术的主要步骤如下:①氯化,用氯气在还原气氛下氯化钛原料;②精馏,四氯化钛冷凝、精馏提纯;③氧化,四氯化钛氧化生成TiO2.同时,还有各种通过水解TiCl4的工艺方案,但这些工艺都无商业经济价值。
氧化工艺其优势所在是氯气可循环使用,即此阶段产生的氯气可回收返回氯化工序中。
2、氯化在氯化法生产钛白粉工艺中首先要生产四氯化钛(TiCl4)。
其生产是用钛原料与烧结的石油焦饼和经预热的氯气混合,并在800~1000℃的温度条件下反应。
其通常的氯化反应器是采用硫化床反应器,也有其他的一些反应器。
氯化反应器采用钢衬耐火材料,其内部采用夹套冷却,氯气或四氯化钛在高温条件腐蚀性极强,所以,甚至选用高质量的耐火材料,其使用寿命也有限。
石油焦中的炭在氯化反应中的主要目的是移走钛矿中的氧,所以尽可能减少与金属反应的氯含量,若还原剂的存在TiO2的氯总是足够的。
起初的反应热是有电能提供的,使用石墨电极,开始反应时需要大量的热量,在进行氯化反应器时,焦饼与TiO2的比例需要仔细控制。
温度太低,TiO2变成TiCl4转化率低。
其未反应的氯气穿过反应器,而利用率低;温度太高反应器材料将熔融,堵塞气孔。
目前有部分公司具有使用钛精矿和高钛渣或金红石或板钛矿混合进料技术与商业生产能力。
氯化法生产钛白粉 Modified by JACK on the afternoon of December 26, 2020纳米钛白粉的用途在清漆中含有%~4%的纳米钛白粉,便能防止木材受光照后发黑;在食品包装用塑料薄膜中加入%~%的纳米钛白粉可防止食品受光照后氧化,以及肉类等食品在橱窗中受荧光灯照射后氧化变色;在塑料中使用能防止塑料本身被日光降解;在农用薄膜中使用能提高它的强度和耐久性;在化妆品使用提高化妆品的防晒和抗紫外线的能力,此外它还在精密陶瓷和光催化剂等一些特殊领域中受到青睐。
同时钛白粉也应用于颜料中,在颜料中的质量百分比越高,遮盖力越高。
氯化法生产钛白粉技术1、氯化法技术的主要步骤如下:①氯化,用氯气在还原气氛下氯化钛原料;②精馏,四氯化钛冷凝、精馏提纯;③氧化,四氯化钛氧化生成TiO2.同时,还有各种通过水解TiCl4的工艺方案,但这些工艺都无商业经济价值。
氧化工艺其优势所在是氯气可循环使用,即此阶段产生的氯气可回收返回氯化工序中。
2、氯化在氯化法生产钛白粉工艺中首先要生产四氯化钛(TiCl4)。
其生产是用钛原料与烧结的石油焦饼和经预热的氯气混合,并在800~1000℃的温度条件下反应。
其通常的氯化反应器是采用硫化床反应器,也有其他的一些反应器。
氯化反应器采用钢衬耐火材料,其内部采用夹套冷却,氯气或四氯化钛在高温条件腐蚀性极强,所以,甚至选用高质量的耐火材料,其使用寿命也有限。
石油焦中的炭在氯化反应中的主要目的是移走钛矿中的氧,所以尽可能减少与金属反应的氯含量,若还原剂的存在TiO2的氯总是足够的。
起初的反应热是有电能提供的,使用石墨电极,开始反应时需要大量的热量,在进行氯化反应器时,焦饼与TiO2的比例需要仔细控制。
温度太低,TiO2变成TiCl4转化率低。
其未反应的氯气穿过反应器,而利用率低;温度太高反应器材料将熔融,堵塞气孔。
目前有部分公司具有使用钛精矿和高钛渣或金红石或板钛矿混合进料技术与商业生产能力。
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涂料科普:氯化法钛白生产工艺2008/6/12/08:46 来源:钛白科技一.概述当今世界钛白产业的潮流是氯化法钛白不断发展,硫酸法钛白逐渐萎缩淘汰。
同世界先进水平相比,我国钛白行业仍是规模小、产量低、成本高、产品质量不稳定、环境污染严重的硫酸法钛白一统天下。
面对全球二氧化钛产业界的兼并重组、激烈的市场竞争以及我国加入WTO,民族钛白工业正面临着日益严峻的挑战。
只有对国内钛白行业大力推进技术进步,提高钛白生产技术水平,提高产品的档次及科技含量,扩大高档金红石型钛白的产能,才能缓解国内市场高档金红石型钛白供应紧张局面,提高与进口产品的竞争能力,扩大我国钛白工业的生存空间。
相对于硫酸法钛白生产而言,氯化法具有工艺流程短、操作易实现连续自动化、“三废”排放少、更易获得高质量金红石型钛白等优点,而逐渐占据了全球钛白行业的主导地位。
由于环保法规的日益强化和用户对产品质量要求的日益提高,氯化法在钛白生产中已占有明显的优势。
但是,氯化法钛白生产技术难度大,关键设备结构复杂,要求采用耐高温耐腐蚀抗氧化的特殊材料,研究开发形成商业化生产需巨额投资,因此,氯化法钛白生产技术至今仍被国外少数几家公司所垄断。
我国氯化法钛白的开发研究始于六十年代,至八十年代,分别建设了中试装置和千吨级的工业性试验装置,尽管在开发研究过程中取得了不少进步,但距大规模工业化生产的要求尚有较大差距。
八十年代末,锦州铁合金(集团)公司面对国外技术的垄断和封锁,采用咨询方式从美国引进了氯化法钛白生产技术和关键设备,并于1994年建成了我国第一套也是目前唯一一套1.5万吨/年氯化法钛白生产装置,经多次的技术攻关,目前此套装置已经实现正常运行,达到设计产能,特别是氯化钛白的核心部分—氧化炉能够实现20余天的连续运行,产品质量亦稳步提升。
锦州氯化钛白生产线的成功达产,标志着我国已经逐步攻克氯化钛白生产技术,具备在此基础上进一步建设、形成真正有市场竞争能力产业化生产线的条件。
二.工艺流程和消耗定额1.工艺流程(1)配料工段来自高位料仓合格粒度的富钛料与破碎、干燥后的石油焦按一定配料比加入到螺旋输送机,经初混后送入流化器,风送至氯化工段,经旋风和布袋收尘卸入混合料仓,供氯化炉使用。
(2)氯化工段来自混合料仓的富钛料和石油焦连续加入氯化炉,与氧化工段返回氯气和补充的新鲜氯气在高温下反应生成含TiCl4的混合气体,向混合气体中喷入精制返回钒渣泥浆和粗四氯化钛泥浆以回收TiCl4,并使热气流急聚冷却,在分离器中分离出矾渣、钙、镁、铁等氯化物固体杂质。
分离器顶部排出的含TiCl4气体进入冷凝器,用粗TiCl4循环冷却液将气态TiCl4冷凝,冷凝尾气再经冷冻盐水冷凝后,废气进入废气处理系统处理合格后,由烟囱排空。
粗TiCl4送至精制工段除钒。
分离器排渣经处理后去专用渣场堆放。
(3)精制工段粗TiCl4和矿物油按一定比例连续加入除钒反应器,控制一定的温度和压力,使矿物油和粗TiCl4中的VOCl3反应生成不溶性VOCl2,同时使TiCl4大量蒸发,TiCl4蒸汽进入装有填料的精馏塔,塔顶排出的TiCl4气体经冷凝器冷凝后收得精TiCl4。
不凝性气体送废气处理工序处理,钒渣泥浆返回氯化工段回收TiCl4。
(4)氧化工段从精制工段来的精TiCl4用泵连续送入TiCl4预热器,用燃料油间接加热,预热后的TiCl4气体进入AlCl3发生器,同时氯气与铝粉通过精确计量加入到AlCl3发生器中,铝粉与氯气反应生成AlCl3并利用反应热进一步预热四氯化钛,TiCl4和AlCl3混合物进入氧化反应器。
氧气经氧气预热器用燃料油间接加热,预热后的氧气导入燃烧室,加入燃料燃烧进一步提高氧气温度。
热氧流进入氧化反应器与热TiCl4流迅即混合,反应生成TiO2和氯气。
反应生成的TiO2悬浮在含氯尾气中,经套管快速冷却后,进入布袋过滤器收集TiO2。
为防止反应器壁结疤和TiO2粘壁,须采用适合的防疤和防粘壁措施。
含氯尾气全部返回氯化工段。
收集下来的TiO2进入打浆槽,用脱盐水再浆,脱氯后送至后处理工段。
(5)后处理工段后处理工段由分散湿磨、表面处理、过滤洗涤、干燥、微粉碎及成品包装等主要工序组成。
氧化工段来的TiO2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,合格的TiO2浆液通过泵送至表面处理罐。
在表面处理罐中,加入各种表面处理剂,在不同条件下,可以得到不同品种的钛白粉。
表面处理完成后,用泵送至过滤机进行洗涤,洗涤合格后的滤饼卸料至干燥机,在干燥机中,TiO2滤饼中水份不断蒸发,产品得以干燥。
干燥后的TiO2送至汽粉前料仓,通过螺旋给料机连续送入汽流粉碎机中,以过热蒸汽为工质,对TiO2粒子进行超微粉碎,粉碎后的TiO2加分散剂(也可在分散前加入)后连同蒸汽一并进入袋滤器,收集下来的TiO2经螺旋冷却器冷却后进入成品料仓,而后经包装机包装成袋入库。
2.消耗定额2.1主物料平衡方案吨产品TiO2量900kg,装置TiO2收率:后处理95%、氧化98%、氯化(含精制)93.5%,配料98%,总TiO2收率85.3%。
吨产品TiO2平衡方案见下图1。
单位:kg。
1055 1033. 9966.7 947.4 900配料氯化(包括精制)氧化后处理98% 93.5% 98% 95%图1 TiO2主物料平衡方案2.2原材料、辅助材料和燃料、动力消耗定额(略)3.3工艺技术方案的选择(1)氯化工艺技术方案国外氯化钛白生产均采用沸腾氯化工艺,熔盐氯化工艺主要用于海绵钛的生产过程中,国内攀锦钛业是世界上唯一一家采用熔盐氯化工艺进行钛白生产的企业。
国内氯化钛白采用熔盐氯化工艺初衷是要利用高钙、镁钛渣作原料。
该技术是在国内自行开发的中试成果上放大设计的,存在与氧化工序衔接上的先天不足;另外,熔盐氯化炉放大困难,难以实现设备的大型化与均匀布气。
氯化法钛白熔盐氯化经近几年的技术攻关,作了大量的改造、改进、完善提高工作,取得了很大的成绩,但国内熔盐氯化还存有以下几点问题尚待解决:1.熔盐炉的大型化问题,此炉是在国内自行开发的成果上放大设计,经过多年的改造,目前能够满足1.5万吨/年氯化钛白生产所需要,日产量在~125t/TiCl4,如果能够解决散热等问题,产量尚有一定的提升空间,但依然无法满足大型氯化钛白生产所需,同时,此炉放大困难;2.熔盐的渗漏问题,熔盐易于发生渗漏,堵塞通氯管,造成操作困难,处理通氯管的堵塞带有较大的危险;3.环境问题,熔盐炉需要定期排盐,造成环境污染,同时,国产熔盐氯化依靠人工排盐,劳动强度较大,具有一定的危险性;4.后续设施的堵塞问题,由于熔盐氯化采用的原料品位较低,同时熔盐在高温下挥发,造成在后继的收尘和冷凝过程中设备易于堵塞,影响生产正常进行,造成环境污染;5.与氧化的对接生产问题,氧化的尾气压力和质量波动对氯化的生产影响较大,难以克服带来的问题。
当然,在存在上述问题的同时,熔盐氯化也因其在国内已有应用经验,操作简便,可采用较低品位的富钛料,特别是对原料中Ca、Mg含量要求不高等特点,具有一定的适用性。
沸腾氯化是较为成熟的一种工艺,在钛白工业中已成功地应用于除攀锦钛业以外的氯化钛白企业生产中,同熔盐氯化相比,沸腾氯化操作在固气相进行,采用高品位的富钛料,排渣量较小,同时无废盐排出,环境相对于熔盐氯化来说较为友好,同时,由于沸腾氯化无废盐蒸汽排出,有利粗TiCl4的除杂和冷凝。
但相对于熔盐氯化,沸腾氯化的操作温度较高,对于设备的要求高于熔盐氯化,同时,由于其工艺特点,对于操作条件和原料要求均较高,对原料中碱金属含量特别是CaO、MgO的含量有着苛刻的要求。
氯化工艺技术的来源有有三条途径:一是采用国内自行开发技术,二是向国外工程公司全套引进,三是与国外技术咨询公司合作引进技术,立足国内供应设备。
采用国内自行开发技术,投资较省,但技术水平较差。
我国与欧、美等发达国家在沸腾氯化技术上的主要差距表现在:①设备方面,目前国内自行设计投产的氯化炉最大为φ2400mm氯化炉,但无钛白应用业绩,而国外钛白生产用氯化炉最小为φ2440mm,大的已过φ6000mm,最小炉子产能在百吨以上。
②工艺技术方面,国内沸腾氯化后产物经过两级除尘,三级或四级直接淋洗回收四氯化钛,粗四氯化钛经过过滤,泥浆返回氯化炉,流程复杂。
而美、欧、澳大利亚等国在氯化后产物只经过一级除尘,经直接淋洗和间接冷凝回收四氯化钛,粗四氯化钛不经过滤,槽底泥浆大量返回氯化炉出气口,设备高效,流程简单。
③自控技术方面,国外一般采用先进的DCS对整个氯化系统进行控制,国内控制水平较差,多数凭经验操作。
④在环保治理方面与国外也有较大差距。
故目前采用国内技术建设大型沸腾氯化装置,技术还不够成熟,项目建设风险太大。
我国同欧、美国家在熔盐氯化技术上的主要差距表现在:①我国熔盐氯化技术自主开发,已有在钛白工业运用的经验;②欧、美国家熔盐氯化技术开发较早,在海绵钛行业已成功运用多年,积累了较多经验;③设备方面,国内外熔盐氯化炉均能够实现120~150吨/天的产能,适合1.5万吨/年钛白生产需要,但国外熔盐氯化炉炉体和关键部位设备寿命长于国产氯化炉;④工艺方面,国外氯化炉可实现封闭排盐,环境较为友好,收尘和淋洗系统更简便,无设备堵塞的烦脑。
全套装置向国外引进,虽然技术先进可靠,但投资太高,不经济。
沸腾氯化制取TiCl4,在国际上采用非常广泛,技术保密不很严格,同时国内对沸腾氯化也有比较多的经验,因此,采用与国外技术咨询公司合作引进技术的方式较经济,技术上也较可靠。
(2)氧化工艺技术方案氧化工艺技术是氯化法钛白生产的核心,氧化过程的难点在于控制产品的粒度以及粒度分布,同时要有效避免在氧化反应器内的“结疤”。
整个氧化反应过程为高度连续化、自动化,任何细小环节,皆牵一发而动全局,因此,国内、外的钛白生产商和专家们对氧化工艺技术都保持着高度的重视。
美国DuPont 公司氯化法钛白技术被公认为世界一流技术,现已掌握单套氧化生产能力达15万吨/年的技术,但其技术高度保密,不愿转让。
国内氯化钛白装置氧化工艺技术是在我国试验研究基础上,通过特殊咨询、联合设计的方式形成的。
主要特点:①对O2两步加热,即在预热炉内将O2预热到合适的温度,然后在与氧化反应器对接的甲苯燃烧器内,再将O2加热到反应所需温度。
②TiCl4蒸发加热在TiCl4预热炉内一次完成。
③采用较为先进的“气幕+喷盐”防疤、除疤措施。
④AlCl3采用气相法引入。
⑤采用较高的正压操作,给氧化尾气直接送往熔盐氯化创造了条件。
⑥产品收集采用高温高效袋滤器一次完成。
国产氯化钛白氧化装置经多年的技术攻关,突破了氧化炉结疤堵塞难关,提高了氧化系统连续稳定运行的能力,氧化技术已基本成熟。