氯化法钛白粉生产工艺流程
2017-07-17 12:02 来源:矿材网 编辑:矿材网

 二氧化钛俗称钛白粉(TiO2),是一种重要的化工原料,它不但物理化学性能十分稳定,而且还有优良的光学、电学性能和卓越的颜料性能,是当前最佳的一种白色颜料,与其他白色颜料比较有优越的白度、着色力、遮盖力、耐候性、耐热性和化学稳定性特,别是没有毒性,钛白粉广泛用于涂料、塑料、橡胶、油墨、纸张、化纤、陶瓷、日化、医药、食品等行业。

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 目前,二氧化钛的工业生产方法主要有硫酸法和氯化法。氯化法以天然金红石、人造金红石或高钛渣为原料,经氯化、精制、氧化、表面处理后制得成品,该工艺的特点是生产流程短、连续化操作、单系列装置规模大、“三废”排放少,但生产技术难度大。

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 氯化法钛白粉生产工艺流程

 氯化法钛白粉生产流程主要分3部分:氯化、氧化和后处理工段。

 

 氯化工段

 金红石矿或高钛渣等富钛料经粉磨后,与一定比例的石油焦从沸腾层上方加入沸腾炉,从氧化工序返回的循环氯气从炉底加入,氯化反应在 925~1 010℃下连续进行,TiO2及铁、硅、矾、钙、镁及其他金属的氧化物被转化成相应的氯化物,随气体离开氯化炉。反应气体先经旋风分离器将未反应的固体粉尘和不挥发的氯化物从反应气体中分离出来,随后,进行逐级冷却、冷凝,先分离出亚铁的氯化物,再分离中沸点的氯化物三氯化铁,然后,用冷四氯化钛喷淋等办法冷凝收集低沸点的四氯化钛 (内含四氯化硅和三氯氧矾等),经过滤除泥浆,得到粗四氯化钛。粗四氯化钛经除矾(一般用矿物油),再经蒸馏除去四氯化硅等低沸点杂质,得到相对高纯度的精制四氯化钛。


 氧化工段

 经蒸发预热的精制四氯化钛、经预热的氧气以及反应所必需的成核剂、晶型转化促进剂等反应物加入氧化反应器。氧化反应引发温度为 800 ℃以上,主反应一般在 1300~1 800 ℃进行。从反应器出来的气流(夹带反应生成的二氧化钛颗粒)用低温的循环氯气骤冷至 700 ℃以下,再经沿程管路冷却至200℃, 逐级用旋风分离器和布袋收集器将二氧化钛从氯气中分离出来, 二氧化钛经脱氯处理后送后处理工序。


 后处理阶段

 后处理工段由打浆、研磨、化学品制备、表面处理、过滤洗涤、喷雾干燥、微粉碎及成品包装等主要工序组成。

 (1)氧化工序来的 TiO2粉料进入打浆槽,分散剂、脱盐水计量后分别加入打浆槽,打浆合格的浆液送研磨工序。

 (2)打浆工序来的浆料进砂磨机进料槽再分散后,经砂磨机进料泵打入砂磨机,研磨成粒径小于1μm 的浆料 ,磨后浆料送入磨后贮槽 ,经料浆分级泵送至分级器分级,粗料返回砂磨机,细料自流至表面处理罐。

 (3)研磨工序来的浆料经计量后进入表面处理罐,再计量加入化学品制备工序来的各种表面处理剂,反应完成后送往过滤工序。

 (4)表面处理工序来的浆料用泵送入吸片槽,叶滤机在吸片槽内真空吸滤,完成上片后,桥吊吊起叶滤机,放入充满脱盐水的水洗槽中进行浆料洗涤。洗涤合格后,桥吊吊起叶滤机在卸料槽中卸下浆料。

 (5)喷雾干燥工序来的粉料经气流输送系统送入汽粉前料仓,料仓下设置螺旋输送机输送粉料进入气流粉碎机,在气流粉碎机入口处,用移动泵向粉料中加入粉碎助剂,在气流粉碎机内用中压过热蒸汽作为工质,粉碎粉料至平均粒径约 0.3μm,出气流粉碎机物流进蒸汽旋风分离粉料,出蒸汽旋风尾气流进高温袋滤器再分离出夹带的 TiO2粉料,出高温袋滤器气流经喷水激冷后,进入洗涤器,洗涤后的冷凝水去洗涤水槽用于水洗,出洗涤器的不凝性气体经汽液分离器,由排风机排入大气。由蒸汽旋风收集的粉料由空气风机鼓入空气流态化,粉料被空气冷却,物流进入冷却旋风分离出粉料,出冷却旋风气流进袋滤器再分离夹带粉料,出袋滤器气流由排风机排入大气。由冷却旋风、袋滤器收集的粉料进入成品包装工序。

 (7)微粉碎工序来的 TiO2成品进入螺旋输送机,送入成品料仓,可根据需要供 25 kg/袋包装机或供1000 kg/袋包装机使用。

 

 钛白粉的生产成本

 1吨钛白粉的直接成本为 9012.624元,其中,原辅料成本为7276.224元,公用工程成本为 1736.4 元;则10万t/a 钛白粉全年制造成本为90126.24万元,外购原辅料72762.24万元,公用工程17364万元。

 单位钛白粉产品的完全成本为 12511.94 元/t,则10万t/a 氯化法钛白粉项目年净利润为:( 220 530.55/1.17-125 119.455)×(1-25%)=47 526.15(万元)。

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