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膜蒸餾技術(shù)在鈦白粉行業(yè)應(yīng)用
一 鈦白粉概述
鈦白粉及為二氧化鈦，化學(xué)式TiO?，白色固體或粉末狀的兩性氧化物，分子量：79.9，是一種白色無(wú)機(jī)顏料，在人們的生產(chǎn)生活中運(yùn)用很廣泛。
生產(chǎn)鈦白粉需要原礦是鈦鐵礦，我國(guó)國(guó)內(nèi)有很豐富的鈦鐵礦的儲(chǔ)量，鈦鐵礦是鐵和鈦的氧化物礦物，又稱鈦磁鐵礦。鈦鐵礦很重，灰到黑色，具有一點(diǎn)金屬光澤。晶體一般為板狀，晶體集合在一起為塊狀或粒狀，成分為FeTiO3，一般礦石中TiO2含量40-50%之間，其他主要物相為CaO、MgO、SiO2、Al2O3、MnO2、V2O5、Cr2O3等。礦石的成分含量為47.86%TiO2，35.12%Fe，0.22%CaO，2.01%MgO，1.86%SiO2。
二 生產(chǎn)工藝介紹
對(duì)于工業(yè)上來(lái)說(shuō)是怎么產(chǎn)出鈦白粉的呢？現(xiàn)在市場(chǎng)上主要有兩個(gè)工藝，一是硫酸法，另一是氯化法。
首先是硫酸法工藝，該工藝是使用較低品位的鈦鐵礦石為原料，在產(chǎn)生鈦白粉的同時(shí)還可以產(chǎn)生副產(chǎn)品硫酸亞鐵，成本低廉。但消耗硫酸太大，污染嚴(yán)重難于處理。
硫酸法生產(chǎn)鈦白粉的具體工藝分四個(gè)工段：
1.酸解
2.沉降分離
3.水解
4.煅燒.
其次是氯化法工藝，此工藝要求原礦的TiO2的含量在90%以上，副產(chǎn)物較少污染小，而且氯可以循環(huán)使用，生產(chǎn)流程主要分3部分：
1.氯化 四氯化鈦的制備與精制
二氧化鈦的氯化反應(yīng)是一個(gè)可逆的吸熱反應(yīng)，而且必須有還原劑的存在下才能進(jìn)行，否則溫度高達(dá)1800℃也無(wú)法氯化，反應(yīng)式如下：
TiO2+C+Cl2→TiCl4+CO(CO2)
在二氧化鈦氯化的同時(shí)，礦中的雜質(zhì)也參與氯化反應(yīng)生成FeCl3、SiCl4、AlCl3、VOCl3、MnCl2、NbCl5、SnCl2、MgCl2等，在反應(yīng)氣體出來(lái)冷卻到200℃左右后，大部他雜質(zhì)的氯化物冷凝在爐灰上而沉降下來(lái)，氣體經(jīng)過(guò)濾進(jìn)一步冷凝到-12℃左右以盡可能的回收四氯化鈦(通常用冷四氯化鈦噴淋)，不凝性氣體主要是CO、CO2、H2、余氯和微量的四氯化鈦，經(jīng)氣體處理裝置用堿液吸收后排放。這種粗四氯化鈦是一種紅棕色的渾濁液體，在氯化前要通過(guò)蒸餾來(lái)精制。
2.氧化 氧化段是核心段，過(guò)程都是在氣相下進(jìn)行的，在1400-1500度的溫度下四氯化鈦幾乎瞬間被氧化成TiO2。比起硫酸法煅燒的十幾個(gè)小時(shí)，氯化法的最大優(yōu)勢(shì)體現(xiàn)出來(lái)，可以持續(xù)運(yùn)行生產(chǎn)。但是由于高溫，腐蝕性強(qiáng)，對(duì)設(shè)備的要求很苛刻。
3.后處理工段，為脫氯和表面處理。
最后總結(jié)一下。氯化法針對(duì)硫酸法工藝是一種技術(shù)進(jìn)步，他的優(yōu)勢(shì)為：生產(chǎn)時(shí)反應(yīng)高效連續(xù)，自動(dòng)化操作強(qiáng)，產(chǎn)品質(zhì)量好，環(huán)保三廢排放少，這也是為什么現(xiàn)在氯化法越來(lái)越主流的原因。但同樣他對(duì)礦石純度的要求高，設(shè)備的造價(jià)，耐溫耐腐蝕性也高。
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