硫酸法生产钛白粉课件

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硫酸法钛白粉PPT课件

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♥自然分类
三 种 晶 体
板钛型 不稳定的晶型,无工业利用价值。 锐钛型A 具有稳定晶格,是重要的白色染料和瓷器油料。
具有稳定晶格,是重要的白色染料和瓷器油料。
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应用领域
第二大用户 23%
塑料
日用品
油墨
涂料
纺织
第三大用户
10%
造纸
化学 纤维
第一大用户
58%
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市场结论性描述
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学习资源与方法介绍
资源 方法




馆 文
and
浏 览






专 业 数 and 据 库 的 利 用
主要是将两种不同的生产方法进行对比,然 后通过查阅、搜索、整理大量资料对硫酸法生 产钛白粉进行深入学习,并与同学探讨,摸索 结论。
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感谢欣赏
作者:陈琴
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学习小结
♀ 结论:生产过程中对原料要求高,且物料对设备 腐蚀较大,生产过程中伴随的污染较为严重。
♀ 看法:以后研究方向可主要投入到降低原料成本,研究 耐腐蚀材料,以及合理利用能耗,对物料进行循环利用 以降低三废处理陈本上
♀ 建议:进一步改善生产工艺,或开发新的、更低廉的替
代物质,以降低钛白粉的使用量。
感谢您的观看!
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铁红颜料、磁性铁氧体或生产硫酸。
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存在问题及发展展望
原料使用率低
逐渐替换原料,如采用酸溶性钛渣代替钛精矿作原 料,塑料做设备内衬
继续开发20%废酸浓缩循环利用等技术,使硫酸法工厂 三废处理问题严重 的环境污染有较大改善

硫酸法钛白粉的生产工艺流程

硫酸法钛白粉的生产工艺流程

硫酸法钛白粉的生产工艺流程《硫酸法钛白粉的生产工艺流程》嘿,你知道硫酸法钛白粉是咋生产出来的不?这可老有趣了呢。

首先呢,得有原料。

这原料啊,主要就是钛铁矿啦。

我曾经有机会去看那个钛铁矿,哎呀,那看起来就是普普通通的矿石,灰不溜秋的,一块一块的,但是你可别小瞧它,这可是生产钛白粉的关键起始物呢。

然后就开始第一步啦,这一步叫酸解。

把钛铁矿和浓硫酸混合在一起,那场面,就像是在做一场激烈的化学大战。

硫酸那是相当厉害的家伙,一碰到钛铁矿,就开始发生反应了。

我当时在旁边看着那些反应设备,一个个大罐子似的,里面的东西在咕噜咕噜地翻滚着,还冒着热气呢,就像一锅煮沸了的超级浓汤。

这酸解反应会产生很多复杂的物质,什么硫酸氧钛之类的,这时候整个反应区域都弥漫着一种刺鼻的味道,有点像那种很浓的酸味加上一种说不上来的金属的味道,闻一下就感觉鼻子被狠狠刺激了一下,我当时还忍不住打了好几个喷嚏呢。

接着就是沉降啦。

酸解后的那些混合液要放在大的沉降槽里面,让那些固体杂质慢慢沉淀下去。

这就像是在一碗混着沙子的水里,等着沙子慢慢沉到碗底一样。

我看到那些沉降槽特别大,大得像好几个游泳池连在一起似的。

工人师傅们还得时不时地去检查一下沉降的情况,他们拿着各种工具,小心翼翼地测量着,就怕哪里出了岔子。

这个过程得花不少时间呢,得耐心等着那些杂质一点点地往下沉。

之后就是水解啦。

这个步骤也很神奇哦。

把之前经过沉降处理的溶液,通过一些特殊的操作,让里面的硫酸氧钛发生水解反应,变成偏钛酸。

我看着那些溶液在反应的时候,颜色都开始发生变化了,从之前那种有点浑浊的颜色慢慢变得更白一些,就像牛奶混进了水里的那种感觉。

而且这个过程中的温度控制也特别重要呢,如果温度不合适,那这偏钛酸的质量可就不好啦。

我就看到操作台上有好多仪表在显示着温度数据,工作人员就像守护宝贝一样盯着那些数据,稍微有点波动就得赶紧调整。

然后就是水洗啦。

这偏钛酸里面还有好多硫酸根离子之类的杂质呢,得用水把它们洗干净。

硫酸法钛白粉的生产--酸解、浸取、还原

硫酸法钛白粉的生产--酸解、浸取、还原

硫酸法钛白粉的生产--酸解、浸取、还原一、酸解方法根据参与反应的硫酸浓度和最终反应产物的状态,钛铁矿酸解的方法有液相法、两相法和固相法三种。

1.液相法采用55%-65%的硫酸,酸解反应在液相进行,反应温度为130℃-140℃,反应时间为12-16h,为了防止早期水解,酸比值(F)控制在3-3.2,直接得到硫酸钛溶液。

2.两相法采用65%-80%的硫酸,反应温度为150-200℃,反应时间为6-8h,F值控制在1.8-2. 2,加热至有沉淀析出为止,所得产物呈糊状,加水浸取后,生成悬浮溶液,反应率达85%一90%。

3.固相法采用80%以上的硫酸,反应剧烈迅速,在5-30min内完成,反应最高温度达250℃,由于硫酸的沸点为338℃,所以能够适应这一要求。

所得产物为固相物,然后加水浸取为溶液,控制F值在1. 6-2. 0,最高酸解率可达97%。

二、固相法酸解的优点液相法和两相法酸解的反应时间长,耗用硫酸多,钛铁矿的分解率低。

与这两种方法比较,固相法具有下列优点:①耗用硫酸量最少;②反应最迅速,可减少加温时间,缩短生产周期,提高设备利用率和产量,节约燃料;③酸解率最高;④溶液F值比较低,有利于后期水解的进行;⑤设备强度大,生产能力高。

正是由于固相法酸解的优点多,所以工业生产一般都采用固相法。

三、酸解发生的化学反应),它是一种弱酸弱碱盐,能与钛铁矿的化学组成是偏钛酸亚铁(FeTi03强酸反应,并能进行得比较完全。

硫酸分解铁铁矿的反应一般认为是按下列反应式进行:酸解后生成的硫酸钛和硫酸氧钛之间的比例,由酸解条件而定,从反应式(1)、反应式(2)可以看出,每生成lmol的硫酸钛,需要2mo1的硫酸,而每生成lmol的硫酸氧钛,只需要1 mol的硫酸。

由此可见,硫酸过量得越多,越有利于反应的进行,且生成硫酸钛。

四、有效酸在酸解产物浸取所得的钛液中,硫酸主要以三种形式存在:①与钛结合的硫酸;②与其他金属(主要是铁)结合的硫酸;③未被结合,过剩的游离酸。

钛白粉的生产

钛白粉的生产

硫酸法生产工艺技术:如图所示,硫酸法技术的主要工艺步骤是:①TiO2原料用硫酸酸解;②沉降,将可溶性硫酸氧钛从固体杂质中分离出来;③水解硫酸氧钛以形成不溶水解产物或称偏钛酸;④煅烧除去水分,生成干燥的纯TiO2。

若采用的最初原料配料的铁含量高或铁含量低时,则要在净化和水解之间增加去除和回收FeSO4·7H2O和浓缩钛液工艺步骤。

1.酸解经研磨、干燥的钛铁矿(含42%~60%的TiO2)和/或酸溶性钛渣(TiO2含量72%~78%)一般在铅衬反应器中用浓硫酸在150~180℃的温度下酸解。

为便于酸解,原料通常要磨到200目左右。

需要指出的是,白钛石、人造金红石和金红石不溶解于硫酸,因此不能用硫酸法钛白的生产方法。

酸-料混合物一般用空气进行气流搅拌并通过吹入蒸汽加热。

大多数生产厂使用浓度为85%~92%的硫酸,剧烈的放热反应在160℃左右就开始了。

钛铁矿种的铁含量越高(TiO2含量越低),所用硫酸的稀释程度就越高。

对处理岩矿而言,合适的酸浓度为85%。

而处理钛渣,酸中的H2SO4一般为91%~92%。

为了获得平缓的反应,不许用比此更浓的硫酸。

之后,钛液被逐渐稀释,首先用酸,然后用水。

无论酸的浓度如何,反应固相物的形态都是疏松的多孔饼,其主要组成是Fe2(SO4)3和TiOSO4 (硫酸氧钛)。

由于原料中存在的钒、铬和其他金属要在硫酸中分解,因此多孔饼中也含有这类金属硫酸盐。

酸解反应通常用能装30~40t反应物的酸解罐进行间歇式操作。

剧烈的放热反应一般持续约30min,然后将多孔饼固相物冷却3h左右。

硫酸法产生的空气污染大部分来自于酸解。

反应中,大量硫氧化物、酸雾和夹带的未反应原料粒子在很短时间内释放出来。

这些放散物被暂时收集到气体洗涤塔和固体物质除尘系统中。

接下来是用水和/或稀硫酸将硫酸盐多孔饼浸出。

这种饼的分解和三价铁/二价铁的还原通常要进行11~12h,使在酸解罐处的总反应时间达14~15h。

硫酸法生产钛白粉工艺课件

硫酸法生产钛白粉工艺课件
4
酸解的关键指标
1、F值 2、稳定性 3、Ti3+ 4、酸解率
5
三、沉降、热过滤
沉降:目前主要采用的是机械沉降,主要 目的是将钛液中酸解未反应完全的部分钛 铁矿和其他杂质通过重力作用,沉降到沉 降槽底部,起到除杂的作用 热过滤:取沉降槽上层清液,通过板框压 滤机再次除去钛液中杂质,从而得到澄清 的钛液
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八、漂白
偏钛酸中一部分亚铁离子被氧化为三价铁 离子,因三价铁不溶于水,所以经水洗无 法除去,就要经过漂白工序用三价钛或者 铝粉将三价铁还原为二价铁
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九、二次水洗
通过隔膜压滤机用脱盐水将偏钛酸中的以 亚铁为代表的杂质除去,二洗一般铁离子 含量指标控制在小于30ppm
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八、盐处理
钾盐可以抑制金红石型的转化速度、降低 煅烧脱硫温度、避免粒子烧结长大、改善 颜料性能、提高消色力、白度和疏松度
2
一、原矿粉碎
通过风扫磨将原矿粉碎至工艺要求的细度, 一般在325目左右
3
二、酸解
将研磨、干燥的钛铁矿与浓硫酸反应通过酸矿 预混合、主反应、熟化、浸取、还原制得钛液,其反 应方程式如下:
FeTi03+3H2SO4一Ti(SO4)2+FeSO4+3H2O FeTi03+2H2SO4一TiOSO4+FeSO4+2H2O
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写在最后
经常不断地学习,你就什么都知道。你知道得越多,你就越有力量 Study Constantly, And You Will Know Everything. The
More You Know, The More Powerful You Will Be
23
Thank You

钛白粉硫酸法生产工艺

钛白粉硫酸法生产工艺

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。

硫酸法钛白粉的生产--钛液的水解(一)

硫酸法钛白粉的生产--钛液的水解(一)

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

硫酸法钛白粉生产

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。

《硫酸法钛白粉生产》PPT课件

《硫酸法钛白粉生产》PPT课件
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钛白粉的性质
• 钛白粉化学名二氧化钛,商用名钛白,分子式TiO2。 • 二氧化钛是多晶型化合物,自然界中存在三种结晶形
态:金红石型(R),锐态型(A)和板钛型。 • 板钛型属斜方晶系,不稳定晶型,当加热高于650 ℃
会直接转化为金红石型,目前无实际工业价值。 • 钛白粉无毒,化学性质很稳定。在常温下几乎不与其

不能既是兰又是黄着个理论而建
红 +a*
立的.
*CIE = 国际照明协会.
-b*
单一数值可用于描述红/绿色及黄
/兰色特征.因此当一种颜色用CIE
L*a*b* 表示时,

L*代表明度值,
a*代表红/绿值,
b*代表黄/兰值.
2.遮盖力
• 遮盖力即不透明度,指当一件物体涂以某种涂料时涂
料中的颜料能遮盖被涂物体表面的底色的能力。
主要控制参数:
要点:控制窑内的温度梯度,有合适的煅烧强度,保 证脱水脱硫晶型转化过程的充分进行;
煅烧强度
煅烧温度和时间的结合;煅烧温度低,即使延充分 的长煅烧时间,偏钛酸在窑内高温段也得不到热量 进行晶型转化,此时得到的料子白度虽然好,但是 消色力差,吸油量高,遮盖力低,pH值低;煅烧温 度过高,则白度差,亮度值低;因此要控制好煅烧 温度和时间调整好适当的煅烧强度,才能得到白度 好,消色力高,吸油量低的产品,颜料性能优异。
它物质反应。
• 1)与浓硫酸的反应
长时间煮沸情况下,TiO2能溶于浓硫酸,生成硫酸钛 或硫酸氧钛。生产中,常用此反应测定成品或半成 品的TiO2含量。为加速其溶解,可在硫酸中加入硫 酸铵或碱金属硫酸盐,使其沸点升高或起共同离子 作用。
• 2)与硫酸盐反应

硫酸法生产钛白粉工艺 ppt课件

硫酸法生产钛白粉工艺 ppt课件

由于它是白色和浅白色最好的遮盖颜料和消色颜料,因此被广泛地应用于需 要着白色或浅白色的涂料、纸张、塑料、油墨、橡胶等领域。随着世界经济 的发展和人类科技的进步,人们对钛白粉的认识将越来越深,钛白粉的应用 领域将越来越广,钛白粉的市场需求将越来越大,钛白粉有着及其宽广的发 展和应用前景。
硫酸法生产钛白粉工艺
钛白粉的性质及用途
硫酸法生产钛白粉工艺
1
钛白粉的化学名称为二氧化钛,英文名称为titanium dioxide或titania。 商用名称为钛白粉,分子式为TiO2,相对分子质量为79.9。
基于钛白粉具有稳定的物理、化学性质,优良的光学、电学性质以及优 异的颜料性能,因此其用途十分广泛, 涂料、塑料、造纸、化纤、油墨、 橡胶、电子工业、化妆品、电焊条、搪瓷、陶瓷和冶金等都要用到钛白粉。 特别是颜料钛白粉,因其具有其他白色颜料无可比拟的多种优异性能,以至 于其面世后,很快就取代了传统的铅白、锌白、锌钡白等白色颜料,成为白 色颜料之王。
硫酸法生产钛白粉工艺
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2.沉清/沉降
硫酸法生产钛白粉工艺
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冷却酸解液、固体惰性物质和未反应的原料残余物溶液从酸解罐的底部全部排放 到宽底的地位沉淀池/沉降池中。
此处是将由钛矿杂质形成的可溶性残余物去掉。这些残余物可能包括硅石、锆石/硫 酸石、白钛石和/或金红石。加入酪蛋白、淀粉或其他有机絮凝剂,液体便通过简单 的重力分解沉淀在沉降池中。可溶性残余物的沉降可以在此阶段辅以硫化锑(SbS3) 沉淀的形式进行。为此,需在酸解阶段将氧化锑加入到最初的原料中,沉降时加入硫 化钠以沉淀SbS3。
硫酸法生产钛白粉工艺
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1.酸解
经研磨、干燥的钛铁矿(含42%~60%的TiO2)和/或酸溶性钛渣 (TiO2含量72%~78%)一般在铅衬反应器中用浓硫酸在150~180℃的温度 下酸解。为便于酸解,原料通常要磨到200目左右。需要指出的是,白钛石、 人造金红石和金红石不溶解于硫酸,因此不能用硫酸法钛白的生产方法。

硫酸法生产钛白粉工艺-PPT精品文档26页28页PPT

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6、最大的骄傲于最大的自卑都表示心灵的最软弱无力。——斯宾诺莎 7、自知之明是最难得的知识。——西班牙 8、勇气通往天堂,怯懦通往地狱。——塞内加 9、有时候读书是一种巧妙地避开思考的方法。——赫尔普斯 10、阅读一切好书如同和过去最杰出的人谈话。——笛卡儿
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法而稳定的权力在使用得当时很 少遇到 抵抗。 ——塞 ·约翰 逊 2、权力会使人渐渐失去温厚善良的美 德。— —伯克
3、最大限度地行使权力总是令人反感 ;权力 不易确 定之处 始终存 在着危 险。— —塞·约翰逊 4、权力会奴化一切。——塔西佗
5、虽然权力是一头固执的熊,可是金 子可以 拉着它 的鼻子 走。— —莎士 比

硫酸法金红石型钛白粉的生产简介

硫酸法金红石型钛白粉的生产简介

硫酸法⾦红⽯型钛⽩粉的⽣产简介到⽬前为⽌,钛⽩粉的⼯业⽣产⽅法应⽤较⼴的是硫酸法和氯化法,我公司钛⽩粉的⽣产现采⽤的是硫酸法。

硫酸法的⽣产操作程序⾮常复杂,其基本化学反应中包含有⼀系列的简单的化学反应,硫酸法的三步最基本的化学反应分别是在酸解、⽔解和煅烧阶段中发⽣的:酸解:⽔解:煅烧:硫酸法⽣产⼯艺流程⽰意图见下图。

原矿粉碎-混合-酸溶解-沉淀-热过滤-真空结晶-结晶分离-控制过滤-浓缩-⽔解-⼀洗-漂⽩-钛铁矿-⼆洗-盐处理-煅烧-前粉碎-湿磨,分级-表⾯处理-三洗-旋转闪蒸⼲燥-⽓流粉碎-⾦红⽯成品-硫酸-碌钒-废酸⼯艺流程简述如下:⾸先将钛矿原料⼲燥并经研磨,再⽤硫酸分解。

酸解反应前,⽤机械搅拌或压缩空⽓先将矿粉和硫酸的混合物搅拌均匀,加⼊引发液利⽤硫酸的稀释热引发酸解反应,反应产物是钛、⼆价和三价铁、其它⾦属的硫酸盐,是⼀种多孔性的固相物。

加⼊⽔或稀硫酸浸取固相物,得到钛的硫酸盐溶液称为钛液。

在钛液中加⼊铁粉或铁屑,使其中的⾼价铁还原成亚铁,便于后⾯⼯序中分离。

然后让钛液静置沉降,除去氧化硅和未反应的钛矿⼀类的固体残渣,钛液在沉降之前,需加⼊絮凝剂使其中的胶体物质絮凝沉降,为了提⾼沉降后钛液的质量,⽤过滤的⽅式降去⼀部分未沉降的杂质。

初步净化后的钛液根据⼯艺要求的铁钛⽐⽤冷冻或真空结晶,让⼤部分硫酸亚铁结晶析出⽽得以分离,分离亚铁后通过控制过滤除去钛液中的微量残渣。

然后对钛液进⾏浓缩,使钛液浓度提⾼到⽔解所要求的浓度。

钛液的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。

⽔解快结束时⽤⽔稀释,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。

⽔解所得的⽔⼆氧化钛经过滤除去所吸附的母液后⽤⽔洗涤,其酸性滤液应回收处理。

⽔洗以后的⽔合⼆氧化钛在酸性和还原条件下进⾏漂⽩和漂洗除去残存的微量杂质铁,然后加⼊少量能控制晶体成长的物质(盐处理剂),再进⾏煅烧。

钛白粉学习资料ppt课件

钛白粉学习资料ppt课件
射率
二氧化硅
1.41~1.49
碳酸钙
1.63
陶土(白土) 1.65
硅酸镁
1.65
立德粉
1.84
氧化锌
2.02
氧化锑
2.09~2.29
硫化锌
2.37
锐钛型二氧化钛 2.55
金红石型二氧化钛 2.73
基料或介质
折射率
空气
1.0003

1.3330
聚乙稀
1.50~1.54
常用白色颜料折射率与着色力对比表
颜料名称 金红石型二氧化钛 锐钛型二氧化钛 硫化锌 锌白 铅白 立德粉
折射率 2.71 2.55 2.37 2.03 1.99 1.84
着色力(雷诺值) 1650~1700 1200~1300 660 300 300 260
由此得出二氧化钛在白色颜料中折射率最高,因而着色力也大于其它白色颜料。 同遮盖力一样,二氧化钛的着色力与二氧化钛的粒径,粒径分布和分散性有很大的影响。
不同大小的TiO2粒子具有不同的分散特性: 如图所示,有些特性发展 得比别的更快,所以评价分散的好坏一定要根据真正所需的性能。
不同大小的TiO2粒子具有不同的分散特性: 如图所示,有些特性发展得比别的更快, 所以评价分散的好坏一定要根据真正所需的性能。
2. 有机处理
TiO2是一种极性很强的物质,为了提高在弱极性介质中的分散性,需要在钛 白粉的表面提供一种亲有机物质的表面,基本原理是加入表面活性剂或其它助剂, 借以降低TiO2和介质之间的表面张力,使介质容易取代吸附在TiO2表面的空气和 水,使TiO2颗粒实现分离。
以杜邦的塑料用钛白粉为例,不同的表面包覆即钛白粉品种如下:
Ti-Pure物理性能 – 塑料牌号

硫酸法钛白粉的生产

硫酸法钛白粉的生产

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。

钛白粉生产废物的处理--硫酸法(一)

钛白粉生产废物的处理--硫酸法(一)

世上无难事,只要肯攀登钛白粉生产废物的处理--硫酸法(一)作为矿物加工的无机化工产品钛白粉的生产,应该说从1918 年的硫酸法开始,到氯化法的研究直至1958 年的工业化生产,始终伴随着大量废副处理之问题。

无论硫酸法还是氯化法,分离过程均是无机化工的本质。

众所周知,质量、环保、健康,与之对应的国际标准是ISO 9000、ISO 14000, ISO 18000;这是社会进步的必然结果。

20 世纪80 年代,在发达国家硫酸法钛白粉、氯化法钛白粉生产的质量已经满足应用的发展并与其同步。

进人90 年代,绿色运动,环保法规迫使生产者进步,废副处理及排放必须达到法规之要求。

技术的进步也使此类问题总是迎刃而解。

其废气、废渣、废水已经做到达标排放,或加工成其他产品。

对废酸的处理和加工,国外成功的方法费用较高,在100- 180$/t 钛白粉左右;而且前国内多数未处理,惟一的某厂引进的装置处理费用与国外相比,也仅在其下限,但不能连续生产,也不能满足其废酸生产量。

(1)废水酸解尾气吸收废水,偏钛酸洗涤稀酸用石灰中和生产石膏用于建材原料。

(2)废酸经预处理除铁浓缩,返回生产中,或用于其他需要硫酸原料的化工生产上。

(3)废渣七水合硫酸亚铁,加工成净水剂、饲料添加剂、铁红颜料、磁性铁氧体或生产硫酸。

(4)废气酸解尾气用水或碱液吸收,煅烧尾气用水或碱液吸收,再经静电除雾。

1.全球硫酸法钛白粉废酸处理与综合利用概况硫酸法钛白粉生产工艺自1918 年到现在已有八十多年的历史,长期的研究与改进使其工艺已趋于完善,除操作工艺、控制手段和设备选用不同外,各公司的主要流程基本上是一致的。

硫酸法的特点是原料(钛铁矿、硫酸)资源丰富,廉价易得;工艺技术成熟,设备简单,易于操作管理。

缺点是工艺流程长,间歇操作,废副(硫酸亚铁、稀废硫酸和酸性污水)排放量大。

在20 世纪80 年代后期和90 年代初期,硫酸法钛白粉生产工艺引人不同的改进方法,。

硫酸法钛白粉工艺流程

硫酸法钛白粉工艺流程

硫酸法钛白粉工艺流程咱先来说说钛铁矿吧。

这钛铁矿就像是一个神秘的小宝藏,它可是整个流程的起点呢。

把钛铁矿弄来之后呀,要进行一个特别重要的步骤,就是粉碎。

这就好比把一个大面包切成小块一样,把钛铁矿粉碎得细细的,这样后续的反应才能更好地进行。

接下来就是酸解啦。

这酸解就像是一场激烈的化学反应大战。

把粉碎后的钛铁矿和浓硫酸放在一起,那可不得了,就像把两个性格迥异的小伙伴强行凑在一起,然后就会发生剧烈的反应。

这个时候会产生好多热量呢,整个反应体系就像一个小火炉一样热烘烘的。

在酸解的过程中,钛铁矿里的钛就会和硫酸结合起来,变成一种特别的物质。

然后呢,就到了水解这一步。

水解这个过程呀,就像是让那些在酸解中结合在一起的物质重新“分家”。

通过控制各种条件,像温度呀、浓度之类的,让钛从之前的化合物里分离出来,变成一种有点像小颗粒的东西,就像把一团揉在一起的毛线慢慢解开成一根根的毛线一样。

再之后就是煅烧啦。

煅烧就像是给这些小颗粒来一场高温桑拿。

把它们放在高温的环境里,让它们变得更加稳定、更加纯净。

这个时候呀,小颗粒就会发生很多变化,就像一个小毛毛虫变成美丽的蝴蝶一样,钛白粉的各种性能就在这个过程中慢慢形成啦。

最后还有一个研磨的步骤。

这个研磨就像是给钛白粉做最后的梳妆打扮。

把煅烧后的钛白粉研磨得细细的,让它的颗粒大小变得更加均匀,就像把一颗粗糙的石头打磨成晶莹剔透的宝石一样。

这样一来,我们就得到了最终的硫酸法钛白粉啦。

这整个硫酸法钛白粉的工艺流程,就像是一场充满惊喜和变化的旅程。

每一个步骤都像是旅程中的一个小站点,都有它独特的作用和意义。

虽然看起来有点复杂,但是只要一点点去了解,就会发现其中的乐趣。

这就好比我们在探索一个神秘的魔法世界,每个步骤都是一个魔法咒语,最终组合起来就变出了神奇的钛白粉。

而且呀,这个工艺流程也是很多科学家和工程师们智慧的结晶呢,他们经过不断的尝试和改进,才让这个流程变得这么完善。

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• 影响因素:折射率,粒度,粒度分布,制备条件(煅
烧和水解)等。
4.吸油量
• 是表示颜料粉末与展色剂相互关系的一种物理数值,
说明颜料与展色剂之间的混合润湿分散,关系到涂料 的配方和成膜后的各种物性。
• 表示方式:100g颜料在达到完全润湿时所需要的油最
低值。
• 影响因素:
粒径,粒度分度,粒子的形状。
• 2)与硫酸盐反应
TiO2可与酸式硫酸盐(如硫酸氢钾)或焦硫酸钾共熔 转变为可溶性的硫酸钛或硫酸氧钛。 此反应用于钛铁矿钛含量分析。 3)与强碱或碱金属碳酸盐熔融
TiO2与强碱或碱金属碳酸盐熔融能转化为钛酸盐。 金红石生产中煅烧晶种的制备 4)溶于氢氟酸
钛白粉各指标的含义及影响因素
1.白度 物质对可见光中不同波长的光波吸收和反射程度的 不同形成了各种色彩。所谓白度就是物质对可见光吸 收和反射两部分之比。 钛白粉在均匀反射的同时,对近紫外的400~500nm区 域有一定吸收作用,因而带有轻微乳黄色。 影响白度的因素主要有以下三方面:
• 对波长短的蓝光而言光散射最好粒径在0.2um左右,
而对波长长的红光,光散射最大的粒径在0.3um左右, 因此小粒径的钛白粉散射光呈蓝相,大粒径的钛白粉 散射光带红相。
• 外形轮廓光滑不带棱角,棱角表面会减弱对光的反射
光学性能.
3)晶型的影响 当出现混晶现象时,会降低白度。
• 白度主要分干粉白度和油相白度:
1)钛白粉中有害杂质元素 主要是一些过渡性金属元素,其氧化物往往显色。即 使含量甚微也会对白度产生不良影响,如铁铬铜锰钒 铅钴等。
表2 金属氧化物在钛白粉中的显色浓度及所显色相
金属氧化物
铬氧化物 钴氧化物
氧化铁 锰氧化物 钒氧化物 铜氧化物
影响钛白粉相应的颜色
黄或褐带微黄 灰带微黄 红黄 灰 灰带浅蓝 灰带微黄
油相白度:试样与标样,分别与亚麻仁油研磨混合均 匀后,用湿膜制备器刮板,肉眼比较,分:低于,微 差于,近似,不低于4个等级
CIE L*a*b* - 色彩模型.
L* 白
色彩是人眼对颜色的感觉,根据这 种感觉可以分辨各种颜色.

CIE L*a*b* 色空间是基于一种
+b*
颜色不能同时即是绿又是红,也
绿 -a*

不能既是兰又是黄着个理论而建
红 +a*
立的.
*CIE = 国际照明协会.
-b*
单一数值可用于描述红/绿色及黄
/兰色特征.因此当一种颜色用CIE
L*a*b* 表示时,

L*代值.
2.遮盖力
• 遮盖力即不透明度,指当一件物体涂以某种涂料时涂
料中的颜料能遮盖被涂物体表面的底色的能力。
5.分散性
• 油分散性和水分散性 • 影响因素:
粒径大小,表面电荷,pH值,表面吸附状态,也与分 散剂种类,及用量研磨设备和分散工艺有关。
6.耐候性
颜料制成油漆经涂抹后成漆膜,经日晒雨淋,受阳光 氧气水和温度的综合左右,会发生黄变失光粉化等老 化现象。颜料能抗拒发生上述变化的能力即耐候性。
钛白粉的应用领域
目测显色时的极限含量/%
1.5×10-4 7.0×10-4 30×10-4 30×10-4 70×10-4 30×10-4
2) 钛白粉的粒度分布及形状
• 粒子大小应控制在可见光波长(0.4~0.7um)的一半,
即0.2~0.35um,这样才有高的光散射。当粒子小于 0.1um时会发生光衍射而相当于透明,当粒子大于 0.5um时,散射明显减小。
• 涂料工业
涂料对钛白颜料的要求 可用性:最主要的是分散性, 功能性:最主要的是颜色、遮盖力、耐久性 光泽度好,遮盖力大,吸油量低;
塑料工业 以色母粒的形式应用, 要求可加工性,即与塑料的相容性;
• 造纸工业 • 油墨行业 • 化纤工业 • 食品医药日化 • 其它
硫酸法钛白粉生产工艺
硫酸法生产工艺流程图:
1. 钛矿的粉碎
• 粉碎要求:矿粉细度小,粒度分布窄而均匀,325目
过筛小于10%;
• 粉碎设备:雷蒙磨和球磨机 • 雷蒙磨:靠摆轮的重力及离心力对钢圈产生挤压和研
磨作用,达到粉碎的目的。主要调节投料量,离析器 和风机风压来控制出料粒度。
• 球磨机:万吨级项目。采用研磨介质是直径大小不等
的球体,球与球之间的摩擦使其间的矿粉被研磨。
2.酸解,还原沉降
过程:将钛铁矿中的钛酸铁和可溶性杂质分解成硫酸 盐溶解于水形成悬浮液,以便后续通过沉降和过滤除 掉不溶性杂质。
FeTiO3+3H2SO4→Ti(SO4)2+FeSO4+3H2O FeTiO3+2H2SO4→TiOSO4+FeSO4+2H2O
沉降 酸解得到的钛液属于极其复杂的悬浮液,里面有未 分解的钛铁矿,也有没参与反应的白石,石英砂,金 红石等,也有硅铝等元素形成的胶体。这些不溶性杂 质在钛液中有很强的稳定性,特别是胶体,单靠重力 沉降不足以去除。需加入沉降剂使得分散的细颗粒聚 集成大颗粒,提高沉降分离的速度和效率。 常用的沉降剂:
硫酸法生产钛白粉
➢ 钛白粉的性质 ➢ 钛白粉各指标的含义及影响因素 ➢ 钛白粉的应用领域 ➢ 硫酸法钛白粉生产工艺
钛白粉的性质
• 钛白粉化学名二氧化钛,商用名钛白,分子式TiO2。 • 二氧化钛是多晶型化合物,自然界中存在三种结晶形
态:金红石型(R),锐态型(A)和板钛型。 • 板钛型属斜方晶系,不稳定晶型,当加热高于650 ℃
• 两种表示方法:每平方厘米被涂物体的表面积在达到
完全被遮盖时所需要用颜料的最低质量(g/cm2)。
• 每克颜料能遮盖被涂物体的表面积来表示。 • 影响因素:
折射率 颜料的粒径大小及形状 分散性
3.消色力
• 消色力也称为着色力,就是颜料加到展色剂中改变展
色剂颜色的能力,有时为了区别白色颜料和着色颜料, 把着色颜料的着色能力称为着色力,把白色颜料的着 色能力称为消色力。雷诺数法(仪器法)和相对消色 力法(目视法) :通常是将钛白粉样品和标样分别 与展色剂(群青或炭黑)混合后,用亚麻仁油研磨, 然后将样品与标样比较颜色的深浅,样品达到标样的 百分率。例如我们武汉方圆的锐钛型钛白粉的消色力 一般在104~107。
会直接转化为金红石型,目前无实际工业价值。 • 钛白粉无毒,化学性质很稳定。在常温下几乎不与其
它物质反应。
1)与浓硫酸的反应
长时间煮沸情况下,TiO2能溶于浓硫酸,生成硫酸钛 或硫酸氧钛。生产中,常用此反应测定成品或半成品 的TiO2含量。为加速其溶解,可在硫酸中加入硫酸铵 或碱金属硫酸盐,使其沸点升高或起共同离子作用。
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