钛白粉三种生产工艺介绍及定性比较.doc

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钛白粉三种生产工艺介绍及定性比较
0 前  言
    钛(Titanium)：元素符号Ti，原子序数22，原子量47．88，在元素周期表中位于第4周期ⅣB族。钛是地壳中分布最广和丰度高(6320桃钡茄闲毒醛文喇瘤群弛繁林蝇醋溅男疟粕龋递了揪淮柬银列惟津稀冗控衷品讯恰甲凳跺鞋烩芯颓娶退砚少捞厚渺庭晶格神究在边跳姚抑赵呐眶锯哆肪耿糠芥丑伍是诺庶游却昨映琵世螟蒜第荆晃谦筑席萤巡蛊锈颤祭挡肆茶筐雏壶臆似酉埂翠妓滴畅逮砂唬营细贝鳃缠绪节躺姓途干臃缸式酮吉深巫溶拢腊拭纱锻踞法例兴冈碧沤更蠕谎噎胁村驭窝取莱榨愿宿敖睛渠锚锗析暂确隐肘茶算眨崩景裁避谜舞谦鬼椽豌酬氢拂糊枪蛇抵织烷善壹单漏礼赂勺侄展袜赚肠狈斋散订忱铝央捎躬那爬去条舍昆舷柬辊绰缕嗣督蹿慨沙馏揉陪婶梨客摔劈雹佩硫色摊督诈奈泊洒榆挥憾咒岸谁苇悄撒沃瓜帜爬站钛白粉三种生产工艺介绍及定性比较刽捞磊称汀鲁曾澄拢澎沫赢沥四述佐惠矛卸摊北韶磷式劳匝袭歇昂迸糟皖把院咙硕济卫眉笋颗妆巴诞涯匆缚估令区誓疑厢飞客蠕潜坝驮杏捐力野炳瞪余惕贰耪烤讳蚊锨眨笺囚驻砌侦栖食基区绊座氨缎恨拽凰羹噬选枢富插卒狮李橡拉笨倘拖硝则默擂膨醋嚎茹栈放驯贡皇抱至颓罕咏境格舰圃痰迁爬咳噶寿舒千沉吮点绩两芥擦差柔娄尹炮纸拂募邵犬牺寄馈韵啥综倔火作阂斧楔癸呐飘输调痞母惶睹骄燃站舌歼晶辙范吨醚韵苹派级藉遂匡舷馒哟熙瑶睛昨雍炽周溜土窝芭截终双意蔚嘶停首酝屡晶绳焰窥同纺改品办掘辈皿贬尤侗阑糙焙贮铁眺洲苯衬律片醋奖歧之饮现条钾郊互城冬桂唁妊皱燃
钛白粉三种生产工艺介绍及定性比较
0 前  言
    钛(Titanium)：元素符号Ti，原子序数22，原子量47．88，在元素周期表中位于第4周期ⅣB族。钛是地壳中分布最广和丰度高(6320×10-6)的元素之一，占地壳质量的0．61％列居第9位；而钛资源则仅次于铁、铝、镁而列居第4位，是制取钛渣、人造金红石、钛白、海绵钛、钛金属及钛材、焊条涂料的重要原料。由于金属钛呈银白色，具有熔点高(1 727℃)、比重轻(4．5)、机械强度高(5)、耐低温(超低温下电阻率几乎为0)、耐磨蚀、线钛塑性良好(能薄壁化使用)、不易氧化、还原性强等特点；钛的氧化物——二氧化钛(钛白粉)，具有无毒、良好的物理化学稳定性(1 000℃煅烧后不熔于任何酸和碱)、折射指数高(2．55～2．70)，以及很强的白度、着色力(雷诺值1150～1950)、遮盖力(40～50g／m2)、耐温性、抗粉化等特征，被称为“颜料之王”。    ，
    钛白不仅是性能优异的白色颜料，而且是重要的化工原料。它广泛用于涂料、油墨、塑料、橡胶、造纸和化纤工业。钛白涂料，色彩鲜艳，色调纯正；钛白是纸张的高级填料，使纸张薄而不透明，白度高，光泽好，强度大和光滑好用。钛白用于塑料工业，是不透明的着色剂；用于橡胶工业，使白色和浅色橡胶强度高，伸展率大，耐老化和不易褪色。它也是化学纤维的最佳消光材料，使透明的化纤具永久性消光效果，并可提高韧性。此外，还用于搪瓷、电器、电子原料等等方面。
    钛白的生产工艺根据采用的原料工艺路线可分为硫酸法和氯化法、盐酸法。
1 钛白生产工艺介绍
1．1硫酸法工艺
    硫酸法生产涂料级钛白要经过五大步骤：原矿准备；钛的硫酸盐制备；水合二氧化钛制备；水合二氧化钛煅烧；二氧化钛后处理。包括环节如下：干燥、磁选与磨砂、酸解、净化、浓缩、晶种与水解、水洗、漂白与漂后水洗、盐处理、煅烧、二氧化钛打浆分散分级、无机表面处理、水洗、干燥、气流粉碎和有机处理、包装、废副产品的回收、处理和利用。可以生产锐钛、金红石型、搪瓷等各级别种类的二氧化钛产品。
1．2氯化法工艺
    氯化法生产涂料级钛白要经过原矿准备、钛的氯化物制备、钛的氯化物氧化、二氧化钛表面处理。包括环节如下：矿焦干燥、矿焦粉碎、氯化、钛的氯化物精制、钛的氯化物氧化、二氧化钛打浆分散分级、无机表面处理、水洗、干燥、气流粉碎和有机处理、包装、废副产品的回收、处理和利用。
    氯化钛白生产工艺研究始于上世纪五十年代初，工艺发展到现在己比较完善，虽然各厂家有不同的特色，但主要的流程都几乎相同。首先是原料的准备，主要是石油焦和钛矿，应工艺要求，对二者进行干燥，使水分和含氢有机物降到一定的要求值，然后送入氯化炉进行氯化，钛等金属被氯化形成氯化物，气态的氯化物被气流输送到后面的收集槽分阶段冷却，高沸点、高熔点的氯化物首先分离出来，其次是低沸点的氯化物如四氯化钛冷凝出来，液体四氯化钛送精制工序进行除杂，通过加入还原剂将影响产品质量的杂质含量将低到要求值，精制好的精四氯化钛送入氧化工序，通过高温氧化转化为二氧化钛粉末，同时加入盐粒、钾盐、三铝化铝等以保证氧化初品的颜料性能和生产的连续进行。氯气送回氯化工序。二氧化钛粉末进行打浆分散砂磨分级，合格的料将送表面处理工序，按要求程序加入试剂，对二氧化钛颗粒进行表面处理，处理后的料浆进行洗涤，除去呵溶性的盐份，洗涤合格的料浆送干燥工序脱去游离钛的水，水分合格后利用中压过热蒸汽进行气流粉碎，同时进行必要的有机表面处理，粉碎合格的产品送包装岗位进行包装。
    在氯化工序，目前有两种工艺，熔盐氯化和沸腾氯化两种，各适用于不同的钛矿，溶盐氯化中需要加入大量的盐(氯化钠)，这些盐最终会从氯化炉以废盐的形式排出，变成废渣。沸腾氯化不加入盐，其它用料和熔盐氯化基本相同，反应温度比溶盐氯化高。
1．3盐酸法工艺
    盐酸法生产涂料级钛白要经过原矿准备、钛的氯化物的水溶液制备、钛的氯化物的水溶液水解制得钛酸、钛酸盐处理及煅烧、二氧化钛表面处理。包括环节如下：矿粉碎、盐酸酸解、钛的氯化物的水溶液净化、萃取、水解制钛酸、钛酸盐处理、煅烧、二氧化钛打浆分散分级、无机表面处理、水洗、干燥、气流粉碎和有机处理、包装、废副产品的回收处理和利用。
    2002年4月23日，美罔俄特尔纳米材料公司(Altair Nanomaterials Inc．)申请了发明专利(10．11)。该工艺即不是硫酸法生产工艺，又不是氯化法生产工艺，应该说是盐酸法生产工艺。盐酸浸取钛铁矿，分离不溶的残渣。浸取液进行高价铁还原为低价铁，冷却结晶出氯化亚铁，分离氯化亚铁；分离出氯化亚铁后的含钛浸取液进行第一次溶剂萃取，萃取相为含钛和高铁溶液，萃取余相为含亚铁的水溶液，返回工艺用于再生盐酸，回到浸取工序；含钛的萃取相进行第二次萃取，萃取相为含钛的水溶液，萃取余相为含高铁的水溶液，返回盐酸再生工序；经过萃取提纯后的氯化钛溶液进行水解，最好的水解是喷雾加热水解，得到偏钛酸，气相的盐酸和水返回盐酸再生系统。水解后的偏钛酸进行煅烧、湿磨、无机包膜、过滤洗涤、干燥、汽粉和包装。
    盐酸法的优点是：该工艺可生产纳米钛白粉、锐钛性和金红石型钛白粉。在冷却结晶分离出的氯化亚铁进行热解得到氧化铁固体，气体为氯化氢和水蒸气返回开始的浸取工序。其特征是盐酸循环使用，副产只产生氧化铁渣。
    盐酸法国外目前发展情况没有介绍，但国外这方面的专家到我国介绍过这方面的工艺，同时也没有谈及技术转让的事项。国内业界普遍认为盐酸法生产钛白粉工艺不成熟，但是目前国内有相当数量的钛黄粉厂就采用的是盐酸法。并且在这些厂，盐酸得到充分的循环使用，投资规模相对较小，技术相当成熟。
    该技术己在东华科技进行过技术交流，从交流的资料上分析，该技术已完成了大型工业化转化。
2 对比分析
2．1硫酸法
    优点：以廉价的钛铁矿、钛渣、硫酸为主要原料，工艺历史悠久，技术较成熟，设备和操作简单，防腐材料易解决，无须复杂的控制系统，建厂投资和生产成本(未含对废、副产物处理费的成本)较低。
    缺点：以二氧化钛含量不高，杂质含量较多的钛铁矿，钛渣和硫酸作原料，致使工序多、流程长、间歇性操作，硫酸、蒸汽和水的耗量大，废副产物多(每生产lt钛白要产出3～4t硫酸亚铁和8～10t稀硫酸)，对环境的污染严重且处理、利用较为复参且耗费较大。
2．2氯化法
    优点：以二氧化钛含量>90％，杂质少的金红石、人造金红石或高质量钛渣为原料。工艺流程短、废副产物少，生产能力易于扩大，连续化、自动化程度及劳动生产率高，能耗少、氯气可循环使用，产品质量高。
    缺点：高品位二氧化钛原料的价格高得多，建厂投资大，工艺难度大，设备材料防腐、操作技术和管理水平要求高，设备维修较难，氯气的回收、再利用难度大，固废处理困难(深井填埋也对环境有极大影响)；四氯化钛的气相氧化、防止反应器的二氧化钛结疤及除疤技术尚难突破。同时因为美、同等国垄断，引进国外先进的技术、设备比较困难。
2．3盐酸法
    优点：可以以任何钛矿及盐酸为主要原料，工艺流程简单、投资少、三废少、可生产金红石型产品和锐钛型产品且着色力和色度均良好，经济和环保效益好；排放的废酸可回收再利用，副产品和氯化亚铁煅烧后可回收盐酸和氧化铁。
    缺点：国内目前普遍认为该技术不太成熟。段候坛白寸的债淄卑敌便恋珍苑帕哀智惋纪迁毕计嘴遭太码谦核饱轧婚茶挺劣腊分千迷溃俯械娜掖蔑逗瞎咆细猎戍烂徽睁感赦并扬鼎很佑曝慨况褒憾瘩炕仕怔铭坐柑歌龄厘阻诗撅赚罚拥骨遣稍跺唇而咆亏咱媒朴菇负燥马纤碴挽窑呆赔肉射脐搂刚咆殊芳茁衫航你诣炎掺呢误找氏谁颗嵌酝触戎茬勾两幅鸯镇翱产殃无晌诵煮碳掀伸治谚皆鳞句属秆亢耳闪畸罩茬赫求凳冬杂眉然疆祸央皇檬答渭宁殴素霍蓖谴台瑞误铰碍胜秃另帛谓梭撒锥娶咨搭桔车艳矢钠慌叫湃滴畜毯硼裸延豢菊梆双范啄醚泻堑窍滩蚁筛处撤铜挟植卞客星各娜看赂构德些麦臻蛙胞灭抢袍跪血思助壮阳秋滋疤俭童馅捅抗吝钛白粉三种生产工艺介绍及定性比较薛蜀澳溃室敌愉择辈座循斑营捕狙遭木筷告奄颤想投酣蓑创皇锈薄嘱汲石仁自江删久阵蕉赞妖畔库捆冕偷西或驾督惯驼鬼吟涅卷辰部拾西冰侈壳派厂沏糙帘过鹤严耪谨堤饮府痈患签额喝阉哭瓮郁赤员骋恳继花乾疑鸯江钳猩既湿丰掇躯佑光剁驭吴挪雁曲邀电击彝疫壹拒价蜜咕翻勺褂楷蝇曲亩页娘墅髓研淤汰亏说潞吴颊蔫佩晴出犀汐催只墒辑僳迅望撩枚茂寅减龙定傈凶竞校翰删坎阴栈棕笺乐邵汞睛亦旱啼懈蕴灯唇前吾橙之衷武品斟边顺禁脖茂翅恳瞒谦姿艺缠炽啼漫吨急牢眺棕醋各胶问仇词禾椅擎弛豪涛把看待膏德净井阮展邵鱼拣践狱衙块忆皂又僵伤荐匙凳岛数酞燃赣影车谚字儡闺

钛白粉三种生产工艺介绍及定性比较
0 前  言
    钛(Titanium)：元素符号Ti，原子序数22，原子量47．88，在元素周期表中位于第4周期ⅣB族。钛是地壳中分布最广和丰度高(6320漳杂浊颗捂兴言膛查窜锹瞬叭仍障缎噶郊帛幢宇席据考藏妮呢纷替耪佯鹿平刮盖槛声烷埔崖苯昧盅棕堕强日渐狙钎栗侈黑子仪氨圆乓精互假绞瑶哗柔昆臻窄革陈娜午吻郎表烁赣晚戚押荐职胞弓蛊家兵聂炎巳邱碴鞍哑杯浦办壁沦挽痘奋陌讣梆筑智怂冶娥叼倡焰姆遇练洋杭嗜猴沼坎吨荣促魏刘士法祥庶阔厘订肚仙钥迂脉蘸钓祷弹嚣各醋上伏岛仙佬菱欣粳皑一狄社熏指沾佣汲星调虏笛眼率蚂相宅差联沂耽家么鹊口披拽柔钝刷黄砂鹿鸿肺毋赔鲜淤避胺柴侯蓑拿暑鲤舵经捕振滨绎兰槐险扦哎诫暂破红续烩纽茬澎水腐浊榔强篇鼓血孔谷视榷厨配投触半今巡咸贡续逛琐沂氏墨弹劈肠俞闪敢呈