锐钛矿型钛白粉的工艺方案有哪些?
其中硫酸法生产钛白粉已有80多年的历史,世界上许多国家至今仍有生产。其技术路线成熟,对设备和原料要求低,可生产锐钛矿和金红石产品。虽然其操作流程长,各工序操作复杂,工艺变量大,“三废”排放量大,但硫酸法生产钛白粉仍具有强大的生命力,并将长期持续下去。
硫酸法钛白生产按酸水解反应过程可分为固相法、液相法、两相法和压力法。目前,工业上采用固相法。
自20世纪20年代确定固相法流程以来,主流一直没有太大变化。50年代后期,为了提高金红石型钛白粉的耐候性,增加了表面处理的后处理工艺。到目前为止,除了一些工艺的细化,如增加钛液的热过滤以提高钛液的净化效果,增加漂白以提高偏钛酸的净化效果,增加砂磨分级以提高破碎效果等,没有大的变化。此外,不同的企业在某些工艺中会根据企业的地域特点选择不同的设备,但机组运行基本保持不变。
硫酸法锐钛矿二氧化钛的主要生产工艺包括钛矿破碎、酸解、沉降、钛液粗滤、亚铁结晶、亚铁分离、钛液控滤、钛液浓缩、水解、一次水洗、漂白、二次水洗、盐处理、煅烧、粉碎、包装。普通及辅助工艺包括:洗泥、白水回收、尾气处理、脱盐水制备、蒸汽锅炉、原水处理、污水处理等工艺。
与硫酸法生产钛白粉相比,氯化法生产钛白粉的工艺流程更短,装置生产能力更大,自动化程度更高,产品质量更好。然而,世界上的氯化技术,尤其是核心的氧化相关技术,仍然只掌握在少数公司手中,尤其是技术封锁,使得我国氯化法钛白粉行业发展缓慢。
简单来说,氯化法生产钛白粉的过程主要包括三个部分:氯化、氧化和后处理。
目前盐酸法生产钛白粉,只在专利和实验室看到。
在国际上第一套液相铬盐生产完成的基础上,中国科学院过程工程研究所首次提出了亚熔盐法钛白清洁生产新工艺,完全不同于硫酸法和氯化法,能够在低温下高效选择性地将钛铁矿中的钛转化为钛酸盐,生产金红石型钛白粉。该方法的中试已在国内某工厂完成。