1、攀枝花學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）六萬噸/年硫酸法金紅石鈦白粉項(xiàng)目水洗一-鹽處理工序工程設(shè)計(jì)學(xué)生姓名：陳琪浪學(xué)生學(xué)號(hào)：200710901004院（系）：牛.物與化學(xué)工程學(xué)院年級(jí)專業(yè)：07化學(xué)工程與工藝（2）班 指導(dǎo)教師： 梅濤高級(jí)工程師助理指導(dǎo)教師：鄧俊助研o年六月用硫酸法生產(chǎn)鈦白粉工藝中，水洗一一鹽處理工序主要是除去偏鈦酸中的雜 質(zhì)，并加入少量的化學(xué)品進(jìn)行改性，使產(chǎn)品具有良好的色相、光澤等各種特殊性 能。本設(shè)計(jì)采用硫酸法生產(chǎn)金紅石鈦白粉，設(shè)計(jì)規(guī)模為6萬噸/年。設(shè)計(jì)生產(chǎn)過程 包括一洗、漂白、二洗、鹽處理及廢酸廢水的處理，并設(shè)計(jì)出各工序的工藝流程 圖。在設(shè)計(jì)中，以每小時(shí)的產(chǎn)能為依據(jù)，對(duì)一洗、漂白、二

2、洗、鹽處理等工序進(jìn) 行物料衡算和熱量衡算，為設(shè)備選型提供數(shù)據(jù)支持。在設(shè)計(jì)設(shè)備選型時(shí)，對(duì)主要設(shè)備進(jìn)行計(jì)算和選型。通過物料衡算、熱量衡算 及設(shè)備選型和車間布置說明，得出最后的設(shè)計(jì)說明書、設(shè)備定型一覽表和帶控制 點(diǎn)的工藝流程圖。關(guān)鍵詞 硫酸法，鈦白粉，水洗，漂白，鹽處理abstractin the sulfuric acid titanium dioxide production process,the purpose of washing and salting process is removing the impurity in metatitanic acid.then adding a s

3、mall amount of chemicals to chang the nature,finally making the produce had a good hue,gloss and other special properties.this paper designs with rutile titanium dioxide sulfuric acid production process and the scale of annual production is 20,000 tons. the production process includes first wash,ble

4、ach,second wash, salt, and the process of waste treatment. the paper designs on these process -es and illustrates the flow chart of these process.based on the hour production,the paper designs on first wash,bleach,second wash, and salt with material balance and energy balance. therefore, it provides

5、 the basis for the equipment selection.in the equipment shaping stage, it designs on major installation for computation and shaping base on the explanation of material weight, thermal weight, equipment shaping and workshop arrangement, finally it obtained the design instruction, equip -ment list and

6、 flow chart with controlling point.keywords: sulfuric acid, titanium dioxide, washed, bleach, salt摘要iabstractii1緒論11.1概述11.1.1課題背景11.1.2設(shè)計(jì)的目的、意義21.13國外現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢(shì)21.1.4國內(nèi)的現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢(shì)41.2設(shè)計(jì)依據(jù)和原則81.2.1設(shè)計(jì)依據(jù)81.2.2設(shè)計(jì)原則81.3設(shè)計(jì)基礎(chǔ)資料91.3.1氣象條件91.3.2地質(zhì)條件91.4設(shè)計(jì)范圍92建設(shè)項(xiàng)目概況112.1建設(shè)項(xiàng)目概況112.1.1建設(shè)項(xiàng)目名稱、性質(zhì)和地點(diǎn)112.1.2建設(shè)規(guī)模、內(nèi)容113工程

7、設(shè)計(jì)123工藝流程圖123.2水洗工段工藝設(shè)計(jì)123.2.1 水洗123.2.2 漂白153.2.3 漂洗163.2.4水洗工段工藝流程173.3鹽處理工段工藝設(shè)計(jì)173.3.1鹽處理工藝目的173.3.2金紅石型鈦白的鹽處理173.3.3工藝流程194物料及熱量衡算214.1過濾物料衡算214. 1. 1 依據(jù)214.1.2 計(jì)算214.1.3物料平衡表224.2水洗物料衡算234.2.1 依據(jù)234.2.2 計(jì)算234.2.3水洗物料平衡254.3漂白物料衡算254.3.1已知數(shù)據(jù)254.3.2 計(jì)算254. 3. 3物料平衡274.4漂白的熱量衡算274.4.1已知數(shù)據(jù)274.4.2 計(jì)

8、算284.4.3熱量平衡294.5水洗葉濾機(jī)計(jì)算304.5.1已知數(shù)據(jù)304.5.2 計(jì)算304.6葉濾機(jī)的真空泵計(jì)算（以水洗為例）314.6.1已知依據(jù)314.6.2 計(jì)算314.7鹽處理物料衡算314.7.1已知依據(jù)314. 7. 2 計(jì)算314. 7. 3物料平衡表335設(shè)備選型345.1主要設(shè)備選型原則345.2水洗主要設(shè)備選型和計(jì)算345.2.1水洗上片池345.2.2水洗洗片池345.2.3水洗漿料泵345.2.4打漿槽345.2.5葉濾機(jī)345.2.6水洗供水泵355.2.7 行車355.2.8真空泵365.2.9分離器365.2.10液封池365.3漂白及鹽處理主要設(shè)備選型36

9、5.3.1漂白鍋365.3.2漂白漿料泵365.3.3 漂白 h2so4 貯槽365.3.4鹽處理罐375.4主要設(shè)備一覽表376車間布置406.1水洗車間布置說明406.2漂白鹽處理車間布置說明407環(huán)境污染與治理417.1污染物產(chǎn)生及排放417.2廢水廢酸治理措施418防腐43參考文獻(xiàn)錯(cuò)誤!未定義書簽。結(jié)論44致謝451.1概述ll1課題背景中國的鈦資源現(xiàn)居世界之首，占世界己可采儲(chǔ)量的64%左右。儲(chǔ)量約占世界 鈦儲(chǔ)量的48%,共有142個(gè)鈦礦床，分布于全國20多個(gè)省區(qū)。而攀四地區(qū)的資源 位全國第一，位于四川省四南部，包括攀枝花和涼山州的20余個(gè)縣市。攀四地區(qū) 是一個(gè)巨大的鈦聚寶盆，其中鈦資

10、源探明儲(chǔ)量為世界的1/4,其中伴生著銳、鈦、 鉆、稼等十幾種稀有、貴重金展。已探明銳鈦磁鐵礦約9.8xl09t,二氧化鈦儲(chǔ)量 8.73x10*。其鈦儲(chǔ)量占全國鈦資源儲(chǔ)量的90.5%,占世界的35%,飢居全國第一 位。原礦平均品位tich含量為5%匕1978年至今我國鈦工業(yè)與整個(gè)國民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展一同健康成長(zhǎng)。前15年，方毅 同志親自掛帥，推動(dòng)攀枝花、包頭、金川三大資源綜合利用。攀枝花綜合利用中 解決鈦資源的利用方針方法是重中之重。因?yàn)榕手ㄤJ鈦磁鐵礦的開采利用，是 做為攀枝花鋼鐵廠的原料一鐵礦石來生產(chǎn)的，每年開采上千萬噸。精礦之后的尾 礦，是選鈦精礦的好原料。用現(xiàn)行選礦方法，每年可回收5080萬噸

11、鈦精礦，利 用這些鈦精礦，可供生產(chǎn)上萬噸海綿鈦和20多萬噸的鈦白。如果不加利用，不但 浪費(fèi)資源，造成金沙江的污染，更將降低攀鋼在市場(chǎng)中的競(jìng)爭(zhēng)力。黨的十七大提出轉(zhuǎn)變經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)方式、大力發(fā)展新材料戰(zhàn)略，省委提出“一樞紐、 三中心、四基地”的發(fā)展思路，中國礦業(yè)聯(lián)合會(huì)止式授予我市“中國銳鈦之都”稱號(hào), 標(biāo)志著攀枝花躋身中國“礦業(yè)名牌城市”行列，對(duì)于銳鈦之都建設(shè)具有里程碑意義。 近些年來，攀枝花市明確了“打造中國銳鈦之都、建設(shè)特色經(jīng)濟(jì)強(qiáng)市”的戰(zhàn)略目標(biāo), 進(jìn)入了以帆鈦產(chǎn)業(yè)帶動(dòng)鋼鐵等其他產(chǎn)業(yè)的新時(shí)期，明確了 “十一五”帆鈦高技術(shù) 產(chǎn)業(yè)發(fā)展目標(biāo)，規(guī)劃了鋼鐵、銳鈦資源開發(fā)循環(huán)產(chǎn)業(yè)鏈和相關(guān)的副產(chǎn)物利用產(chǎn)業(yè) 鏈，明確

12、支持、鼓勵(lì)發(fā)展銳鈦產(chǎn)品、工藝和技術(shù)。積極搭建融資擔(dān)保平臺(tái)，在“中 小企業(yè)成長(zhǎng)工程j “百億工程”、“小巨人”項(xiàng)目計(jì)劃中，注重引導(dǎo)資金、項(xiàng)目向帆 鈦產(chǎn)業(yè)傾斜。制定了帆鈦資源開發(fā)產(chǎn)業(yè)化項(xiàng)目獎(jiǎng)勵(lì)辦法，鼓勵(lì)加快銳鈦資源綜合 開發(fā)利用，提升綜合利用的技術(shù)水平和產(chǎn)業(yè)層次。扶持銳鈦產(chǎn)業(yè)技術(shù)創(chuàng)新項(xiàng)目， 出臺(tái)了促進(jìn)高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)發(fā)展和銳鈦資源開發(fā)技術(shù)創(chuàng)新項(xiàng)目獎(jiǎng)勵(lì)辦法，努力營(yíng)造 高層次的技術(shù)創(chuàng)新環(huán)境。2011年全球鈦白粉市場(chǎng)增長(zhǎng)主要來自亞洲，尤其是中國，隨著我國發(fā)展戰(zhàn)略 的提升，大飛機(jī)等項(xiàng)目的上馬，以及經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展水平的提高，鈦白粉、鈦材等 傳統(tǒng)鈦產(chǎn)品消費(fèi)市場(chǎng)將不斷拓展，需求量將快速增加，我國銳鈦產(chǎn)業(yè)的發(fā)展前景 十

13、分廣闊。1.1.2設(shè)計(jì)的目的、意義二氧化鈦俗稱鈦白，因?yàn)樗坏锢砘瘜W(xué)性質(zhì)十分穩(wěn)定，而且還具有優(yōu)良的 化學(xué)、電學(xué)特性和卓越的顏料性能。它的一些其他特性，也使它在現(xiàn)代工業(yè)、農(nóng) 業(yè)、國防科學(xué)技術(shù)方面得到了越來越廣泛的應(yīng)。tich是一種性能最優(yōu)異的白色顏料，迄今，可以說凡是著白色或淺色的工業(yè)制 品中都缺少不了tich，有些非著色性的產(chǎn)品中也含有tio2, tich幾乎應(yīng)用于各種工 業(yè)部門。但是，從世界范圍來說，tich顏料的最主要應(yīng)用領(lǐng)域是涂料、塑料、紙張, 這三個(gè)領(lǐng)域所消費(fèi)的tich占全球tio2總消費(fèi)量的比例分別為58%-60%. 18-20%和 13-14%,其余領(lǐng)域的消費(fèi)量只占8-10%o經(jīng)

14、過四十多年的努力和發(fā)展，我國鈦白粉產(chǎn)業(yè)已經(jīng)處于全球的制造和消費(fèi)中 心，將進(jìn)入由大變強(qiáng)的發(fā)展時(shí)期。隨著我國經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展和人民生活水平的不斷提高，我國將消費(fèi)更多的鈦 白粉，因此大力發(fā)展鈦白粉工業(yè)是客觀上的需要。2010年2月，攀枝花成為全國首家以飢鈦資源綜合利用為主的新型工業(yè)化產(chǎn) 業(yè)示范基地。從2010年起至2012年，攀枝花將以項(xiàng)目建設(shè)為核心，大力推動(dòng)飢 鈦磁鐵礦采選、特色鋼鐵、銳深加工、鈦深加工、廢棄物利用五大產(chǎn)業(yè)鏈建設(shè)和 相關(guān)項(xiàng)目群實(shí)施，不斷延仲銳鈦產(chǎn)業(yè)鏈，提高銳鈦資源綜合利用水平。本工程的建設(shè)，將形成6萬噸/年的高檔金紅石型鈦白粉的產(chǎn)量，這對(duì)有效緩 解國內(nèi)市場(chǎng)高檔鈦白供應(yīng)的緊張狀況，替代

15、進(jìn)口產(chǎn)品，節(jié)省國家外匯都將起到積 極的作用。同時(shí)對(duì)鞏i古1攀枝花鈦工業(yè)基地的地位，推動(dòng)國內(nèi)鈦白工業(yè)的技術(shù)進(jìn)步, 提高我國鈦白工業(yè)在國際同行中的地位和市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)能力也將具有十分重要的意 義。113國外現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢(shì)（1）國外現(xiàn)狀世界鈦白工業(yè)與1916年誕生于美國和挪威，使用的是硫酸法工藝。氯化法工 藝誕生于20世界50年代后期，1956年起分別進(jìn)行不同規(guī)模的工業(yè)化實(shí)驗(yàn)，最終 在1958年投入正式生產(chǎn)。如今，鈦白生產(chǎn)已是工藝成熟，產(chǎn)品品種齊全，應(yīng)用面 涉及各工業(yè)領(lǐng)域和人們的fi常生活，市場(chǎng)價(jià)值超過80億美元/年（除中國外），僅 次于合成氨和磷化工的第三種無機(jī)化工產(chǎn)品。2006年，除中國大陸以外，世界

16、鈦白粉生產(chǎn)商共有20余家，年生產(chǎn)總能力超 過4 700kt/a（未包括中國內(nèi)陸的產(chǎn)量），共有生產(chǎn)廠約60座。鈦白粉的生產(chǎn)與技術(shù) 被一些大公司高度壟斷，6大公司的鈦白粉產(chǎn)量約占世界總產(chǎn)量的65%,除日本外, 世界前5名鈦白粉生產(chǎn)商全部是美國公司。杜邦(du-pont)共有5座生產(chǎn)廠，分布于美國、墨四哥和臺(tái)灣地區(qū)，總產(chǎn)能為 1080kt/ao杜邦公司位于美國的delisle鈦白粉廠因受颶風(fēng)破壞而停產(chǎn)的3ookt/a提 前2個(gè)多月恢復(fù)生產(chǎn)，更顯示了該公司的活力。美聯(lián)(millennium)化學(xué)品公司。2004年底被lyondell公司全部收購，成為北美 第三大上市化學(xué)公司的一員，目前共有8座生產(chǎn)廠，

17、位于美國、英國、澳大利亞、 法國和巴西，總產(chǎn)能720kt/a。科美基(kerr-mcgee)公司。因效益欠佳不得不讓其以鈦白粉為主業(yè)的化工產(chǎn)業(yè) 在股市上市，出售3億美元普通股，脫離母公司，更名為tronox,目前共有4個(gè) 氯化法廠(leverlusen 145kt/a , langerblllgge 74kt/a , varennes 73kt/a , lake charles72.5kt/a)和 4 個(gè)硫酸法廠(nordenllam 60kt/a, 1 lredrikstacl 30kt/a, leverlusen 28kt/a, varennes 17kt/a),分布丁美國、荷蘭、徳國、比

18、利時(shí)、澳大利亞和沙特阿 拉伯，總產(chǎn)能500kt/a,公司打算在23年內(nèi)將其產(chǎn)能提高到550kt/ao亨茲曼。目前6個(gè)在四歐，分布于英國、法國、意大利、四班牙，1個(gè)在南非, 1個(gè)在馬來西亞，另外還包括在美國lake charles 一個(gè)年產(chǎn)14.5kt廠中占有50%的 股份，隨著在英國greatham第3個(gè)生產(chǎn)線的安裝，總產(chǎn)能已達(dá)600kt/a,這個(gè)廠采 用亨茲曼公司所獨(dú)有的icon氯化法工藝。國家鉛業(yè)。其下屈的生產(chǎn)鈦白的了公司是徳國的克朗(康)諾斯，共有5.5座(其 中1座為合資)生產(chǎn)廠，總產(chǎn)能430kt/a,分別位于加拿大、比利時(shí)、德國、挪威和 美國。第6位鈦白生產(chǎn)商是日本的石原公司，有4座

19、生產(chǎn)廠，位于日本、新加坡和 臺(tái)灣，總產(chǎn)能220kt/ao目前國外基本是以氯化法生產(chǎn)。氯化法的主要過程有鈦精礦的富集，富鈦料 的氯化制備ticb，tich的精制，tich氧化制得初級(jí)tio2,初級(jí)鈦白粉的后處理。 國外氯化法生產(chǎn)發(fā)展迅速，從1980年的29%±升到2011年的85%。總體來說， 國外鈦白粉企業(yè)有一下特點(diǎn)： 生產(chǎn)高度集中，少數(shù)跨國公司壟斷了大部分生產(chǎn)力，控制著原料的供應(yīng)市 場(chǎng)和產(chǎn)品的銷售市場(chǎng)； 工廠規(guī)模大，生產(chǎn)成本低，經(jīng)濟(jì)效益好； 各大公司形成了從原料到產(chǎn)品應(yīng)用的完整體系，這樣利于工藝改進(jìn)、提高 產(chǎn)品質(zhì)量和推廣新產(chǎn)品； 各大公司很重視技術(shù)改進(jìn)，各自都擁有科研機(jī)構(gòu)和實(shí)驗(yàn)室，

20、從事工藝、設(shè) 備和新產(chǎn)品的研制； 各大公司傾向丁氯化法制鈦白粉； 各廠家高度壟斷和嚴(yán)密封鎖技術(shù)，只有岀售技術(shù)，從未公開技術(shù)，在報(bào)刊資料也無完整的技術(shù)介紹；(2) 發(fā)展趨勢(shì)根據(jù)國際經(jīng)濟(jì)形勢(shì)的發(fā)展岡，預(yù)測(cè)未來幾年全球鈦白市場(chǎng)還會(huì)不斷增加。由于 原材料成本提高以及市場(chǎng)的增強(qiáng)，全球鈦白產(chǎn)品的價(jià)格還會(huì)連續(xù)上漲。從2005年 起世界鈦白工業(yè)的供求關(guān)系也發(fā)生了變化，市場(chǎng)容量的增大帶動(dòng)了開工率的上升, 盡管如此，國際市場(chǎng)的供應(yīng)仍然偏緊。2010年鈦白粉需求己增長(zhǎng)8%10%,達(dá)到500萬噸，將恢復(fù)到經(jīng)濟(jì)衰退前的 需求水平。其中，中國目前已成為鈦白粉凈進(jìn)口國，預(yù)計(jì)2011年的需求量將達(dá)到 135萬161萬噸。鈦白

21、粉提價(jià)對(duì)于整個(gè)行業(yè)來說是不同尋常的，從杜邦鈦白科技公司n次提價(jià) 來看，除了全球經(jīng)濟(jì)整體回暖的因素以及遵循季節(jié)性鈦白生產(chǎn)的規(guī)律外，還有其 掌握全球鈦白市場(chǎng)制導(dǎo)權(quán)的特殊實(shí)力。從反面來看，杜邦連續(xù)幾次提價(jià)都能順利 實(shí)施，也是說明了鈦白市場(chǎng)得到了很大程度的復(fù)蘇，全球鈦白市場(chǎng)整體性升溫的 時(shí)機(jī)已經(jīng)成熟起來，下一輪的全面性抬價(jià)熱潮述將會(huì)持續(xù)多時(shí)”】。1. 1.4國內(nèi)的現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢(shì)(1) 現(xiàn)狀近年來，我國鈦白粉的產(chǎn)能、產(chǎn)量迅猛增長(zhǎng)。這期間的遞增速度遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于世 界同期增長(zhǎng)速度，特別是金紅石型產(chǎn)品的增速更快。現(xiàn)在我國鈦白產(chǎn)業(yè)已經(jīng)成為 全球鈦白粉產(chǎn)能最大的國家。同時(shí)，我國鈦白粉生產(chǎn)企業(yè)的布局逐步合理切。進(jìn)入21

22、世紀(jì)，我國鈦白工業(yè) 發(fā)展進(jìn)入新的發(fā)展時(shí)期，鈦白粉行業(yè)重心逐步向鈦原料豐富的中四部地區(qū)轉(zhuǎn)移。 近年中西部湖南、湖北、廣東、廣西、云南和四川攀西地區(qū)陸續(xù)新建、擴(kuò)建鈦白 粉裝置20多家，產(chǎn)能超過70萬t。目前，國內(nèi)鈦白粉產(chǎn)能增加量的70%集中在中 西部原料產(chǎn)區(qū)。從剛剛結(jié)束2010年全國鈦白粉行業(yè)年會(huì)和鈦白企業(yè)家聯(lián)誼會(huì)上了解到，2010 年，國內(nèi)經(jīng)濟(jì)穩(wěn)定向好，鈦白行業(yè)從年初起市場(chǎng)需求一路走好，企業(yè)開工率保持 高位，全年產(chǎn)量可達(dá)到200萬噸。“2011年，對(duì)中國鈦白行業(yè)而言是個(gè)很重耍的年份，到今年年底我國的鈦白 粉總產(chǎn)能將超過200萬噸，成為世界第一大鈦白生產(chǎn)國。”國家生產(chǎn)力促進(jìn)中心 鈦白粉分中心主任畢

23、勝如是說。當(dāng)前無論是銳鈦型述是產(chǎn)品還是金紅石型產(chǎn)品市 場(chǎng)產(chǎn)銷，都保持了旺盛勢(shì)頭，預(yù)計(jì)2012仍將保持在較高水準(zhǔn)，行業(yè)發(fā)展前景看好。 產(chǎn)能結(jié)構(gòu)明顯優(yōu)化近年來，依靠市場(chǎng)機(jī)制，全國鈦白粉行業(yè)的布局和產(chǎn)能結(jié)構(gòu)明顯優(yōu)化，依托 于資源、市場(chǎng)和原有生產(chǎn)基礎(chǔ)，全國已形成四川、云南、廣西、山東和江蘇多個(gè) 板塊基地。攀鋼集團(tuán)除本部鈦白生產(chǎn)基地外，述先后控股或參股重慶渝鈦白、遼 寧錦州鈦業(yè)、攀枝花東方鈦業(yè)和江蘇太白集團(tuán)，形成了龐大的鈦白粉生產(chǎn)集團(tuán)。中國化工集團(tuán)、江蘇金浦集團(tuán)、中鹽湖南株洲化工廠、安徽馬鞍山鈦白（集團(tuán)）以及 山東道恩鈦業(yè)等都進(jìn)行了整合重組。2009年，我國鈦白粉實(shí)際產(chǎn)量前10名生產(chǎn)商的產(chǎn)量之和共538

24、 456噸，占當(dāng) 年全國總量的51.4%；前30名的產(chǎn)量之和為932 879噸，占全國總量的89.1%。目 前，我國鈦白行業(yè)中，具有15萬噸/年及以上生產(chǎn)能力的生產(chǎn)商有攀鋼鈦業(yè)（含控 股和參股企業(yè)）、山東東佳、四川龍蟒、河南佰利聯(lián)4家，具有8萬10萬噸/年產(chǎn) 能的有山東道恩鈦業(yè)、馬鞍山金星鈦白等7家，產(chǎn)能集中度有了明顯優(yōu)化，但與 國際同行業(yè)相比仍很松散。 生產(chǎn)技術(shù)水平提升近年來，隨著我國鈦白粉產(chǎn)業(yè)規(guī)模的擴(kuò)大，整體生產(chǎn)技術(shù)水平明顯提升，已 達(dá)到國際上上世紀(jì)90年代末的水平。先進(jìn)的、關(guān)鍵的生產(chǎn)裝備技術(shù)均已被采用， 并陸續(xù)實(shí)現(xiàn)國產(chǎn)化：風(fēng)掃磨用于鈦精礦粉碎，圓盤過濾機(jī)用于硫酸亞鐵分離，隔 膜壓濾機(jī)用于

25、水洗工序，超大型（bom3及以上）酸解鍋和水解鍋的應(yīng)用，巨型鍛燒 轉(zhuǎn)窯（卩3.23.4mx5558m）、噴霧、閃蒸連同帶式干燥機(jī)等都已得到普及應(yīng)用。在工藝技術(shù)方面，自生品種常（微）壓水解、外加品種常（微）壓水解、致密型表 面處理、鉗和有機(jī)硅等新型處理劑的應(yīng)用，連續(xù)酸解技術(shù)以及dcs自動(dòng)控制技術(shù) 等都己在業(yè)內(nèi)得到成功推廣。這些在很大程度上推動(dòng)了鈦白粉產(chǎn)業(yè)的科技進(jìn)步， 生產(chǎn)效率提高。 產(chǎn)品品質(zhì)普遍提升由于采用了先進(jìn)的裝備技術(shù)和工藝技術(shù)以及自控手段，全行業(yè)的產(chǎn)品品質(zhì)普 遍提升，業(yè)內(nèi)大中型企業(yè)的銳鈦型和金紅石型產(chǎn)品的質(zhì)量現(xiàn)己達(dá)到上世紀(jì)90年代 國際一流水準(zhǔn)，個(gè)別品種能達(dá)到現(xiàn)今國際中上水準(zhǔn)，攀鋼鈦業(yè)的銳

26、鈦型ptaj20、 金紅石型7?-298和寧波新福的金紅石型n7?606是其中的典型代表。在品種方面，各企業(yè)、特別是骨干企業(yè)根據(jù)市場(chǎng)需求，加強(qiáng)新品開發(fā)力度， 適應(yīng)不同領(lǐng)域的多種產(chǎn)品逐漸涌現(xiàn)，靠單一牌號(hào)產(chǎn)品打天下的現(xiàn)象逐漸消失。 清潔生產(chǎn)理念增強(qiáng)近年來，鈦白企業(yè)變被動(dòng)為主動(dòng)，積極在清潔生產(chǎn)方面做文章，全行業(yè)的生 產(chǎn)環(huán)境和企業(yè)面貌大有改觀。對(duì)于鍛燒尾氣，普遍采用水噴淋、電除塵方式進(jìn)行凈化，效果良好。酸解尾 氣瞬間量大、處理難度高，但武漢方圓等企業(yè)潛心研究，獲得技術(shù)突破，已申請(qǐng) 自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)保護(hù)并得到授權(quán)。廢酸和酸性廢水的處理是鈦白企業(yè)最大的負(fù)擔(dān)。有的企業(yè)對(duì)濃廢酸除少量直 接配酸等回用以外，進(jìn)行濃縮

27、后再利用，但成本高于新鮮硫酸。廢水只能中和處 理，且絕大多數(shù)企業(yè)中和后的產(chǎn)物是作為廢料堆放的。目前，山東道恩鈦業(yè)、廣 東云浮惠法鈦白為此開發(fā)的綜合產(chǎn)品鏈已成功運(yùn)行，為鈦白粉產(chǎn)業(yè)的綠色環(huán)保之 路作出了重要的貢獻(xiàn)。另外，鈦白企業(yè)在節(jié)能、節(jié)水、降低單耗、增加運(yùn)營(yíng)效益等方面均取得相對(duì) 于以往的明顯進(jìn)步。(2) 發(fā)展趨勢(shì) 提升產(chǎn)品質(zhì)量檔次，開發(fā)高端產(chǎn)品目前，國內(nèi)鈦白粉產(chǎn)品以低端通用型產(chǎn)品占據(jù)市場(chǎng)主流，咼品質(zhì)產(chǎn)品、專用 產(chǎn)品品種少，一般只能應(yīng)用于中檔以下應(yīng)用體系，采取與進(jìn)口產(chǎn)品混配的方法能 夠應(yīng)用于高檔體系，但述不能應(yīng)用于頂尖的領(lǐng)域，如汽車面漆、船舶涂料等。而 鈦白未來市場(chǎng)的競(jìng)爭(zhēng)主要是產(chǎn)品品質(zhì)的競(jìng)爭(zhēng)，鈦白

28、企業(yè)要想在競(jìng)爭(zhēng)中贏得主動(dòng)， 必須根據(jù)目前的市場(chǎng)情況及硫酸法裝置的特點(diǎn)，提高通用型鈦白粉的產(chǎn)品質(zhì)量， 有效避開在低檔產(chǎn)品領(lǐng)域的競(jìng)爭(zhēng)，同時(shí)，著眼于未來的發(fā)展，在健全小試、中 試裝置的基礎(chǔ)上，充分發(fā)揮小試、中試和后加工領(lǐng)域的協(xié)同作用，開發(fā)市場(chǎng)前景 好、具有較高附加值的新產(chǎn)品。而具備一定綜合優(yōu)勢(shì)的企業(yè)應(yīng)向金紅石型專用高 檔產(chǎn)品方向發(fā)展，通過技術(shù)創(chuàng)新，不斷提高產(chǎn)品品質(zhì)和綜合性能，以替代進(jìn)口， 中型企業(yè)應(yīng)立足走差異化發(fā)展道路，開發(fā)中檔精細(xì)、專用產(chǎn)品，以適應(yīng)國內(nèi)、國 際市場(chǎng)的需求。 提高技術(shù)和管理水平，增強(qiáng)企業(yè)競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)伴隨我國鈦白工業(yè)30余年的發(fā)展，鈦白生產(chǎn)的工藝技術(shù)已取得了長(zhǎng)足的進(jìn)步, 鈦白生產(chǎn)裝備也逐漸

29、邁向大型化和現(xiàn)代化。但與國外先進(jìn)水平相比，我們述存在 較大差距，這種差距主要體現(xiàn)在技術(shù)和管理兩個(gè)方面。為了全方位、多渠道提高 鈦白粉工業(yè)整體水平，國內(nèi)企業(yè)一方面耍積極尋求與國外大公司進(jìn)行高起點(diǎn)合作, 通過引進(jìn)先進(jìn)的成熟技術(shù)并加以消化吸收，來帶動(dòng)我國鈦白粉工業(yè)的發(fā)展，同時(shí) 努力加強(qiáng)自主創(chuàng)新，積極關(guān)注新技術(shù)、新裝備的發(fā)展趨勢(shì)及其在鈦白行業(yè)中的應(yīng) 用，及時(shí)實(shí)施技術(shù)改造，提高鈦白生產(chǎn)的工藝和裝備水平；另一方面，由于硫酸 法鈦白粉生產(chǎn)的工藝流程長(zhǎng)，涉及的化工單元操作多，對(duì)裝備的保障能力和過程 控制的要求高，因此，鈦白企業(yè)還必須努力提高綜合管理水平，積極使用先進(jìn)的 管理方法和手段對(duì)鈦白生產(chǎn)的技術(shù)、裝備和過

30、程控制實(shí)行精益管理，向管理要效 益，從細(xì)節(jié)謀發(fā)展，才能進(jìn)一步增強(qiáng)企業(yè)的競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)，縮小與國外企業(yè)的差距。 加強(qiáng)技術(shù)創(chuàng)新，提高核心競(jìng)爭(zhēng)力由于企業(yè)的技術(shù)創(chuàng)新能力直接決定市場(chǎng)的競(jìng)爭(zhēng)能力，因此技術(shù)創(chuàng)新是企業(yè)生 命力的源泉，是市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力的根本所在，更是企業(yè)持續(xù)發(fā)展的助推器。我國鈦白 行業(yè)今后與國外大公司的競(jìng)爭(zhēng)主要是技術(shù)上的競(jìng)爭(zhēng)。因此，企業(yè)要加快建立和完 善企業(yè)技術(shù)創(chuàng)新體系，不斷加強(qiáng)技術(shù)開發(fā)力量，加大技術(shù)開發(fā)資金的投入，加快 開發(fā)具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的技術(shù)和主導(dǎo)產(chǎn)品，要積極探索技術(shù)創(chuàng)新的模式，開展多 種形式的產(chǎn)學(xué)研結(jié)合，吸引科研機(jī)構(gòu)和大專院校的科研力量對(duì)鈦白粉生產(chǎn)的關(guān)鍵 技術(shù)難題進(jìn)行聯(lián)合攻關(guān)，加強(qiáng)在反應(yīng)機(jī)理和化

31、學(xué)熱力學(xué)、熱工和粉體行為等方面 理論的基礎(chǔ)研究，提高企業(yè)的自主創(chuàng)新能力，通過產(chǎn)學(xué)研合作，實(shí)現(xiàn)優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)， 促進(jìn)科技成果向現(xiàn)實(shí)生產(chǎn)力的轉(zhuǎn)化。同時(shí)，加強(qiáng)產(chǎn)品的應(yīng)用技術(shù)研究，建立應(yīng)用 技術(shù)實(shí)驗(yàn)室，完善產(chǎn)品應(yīng)用性能測(cè)試方法，加深與下游客戶的交流和互動(dòng)，進(jìn)一 步提高產(chǎn)品的內(nèi)在質(zhì)量，構(gòu)筑和提高企業(yè)的核心競(jìng)爭(zhēng)力。 實(shí)施人才開發(fā)戰(zhàn)略，增強(qiáng)企業(yè)發(fā)展后勁企業(yè)的支撐是產(chǎn)品，產(chǎn)品的支撐是技術(shù)，技術(shù)的支撐是人才，顯而易見，人 才是企業(yè)發(fā)展的根本，鈦白企業(yè)在加強(qiáng)技術(shù)創(chuàng)新的同時(shí)，述要重視科技人才在企 業(yè)發(fā)展中的作用，要實(shí)施以人為本的人才戰(zhàn)略，加大人才的引進(jìn)和培養(yǎng)力度。注 重高層人才隊(duì)伍建設(shè)和基礎(chǔ)性人才隊(duì)伍建設(shè)的關(guān)系，做好人才

32、結(jié)構(gòu)的調(diào)整。逐步 完善人才激勵(lì)機(jī)制，在人才的待遇，薪酬制度、福利制度、休假制度、勞保制度 等方面，為科技人員搭建廣闊的發(fā)展舞臺(tái)，從而為企業(yè)發(fā)展提供有力的技術(shù)支持。 加大廢副治理力度，努力實(shí)現(xiàn)清潔生產(chǎn)fi益嚴(yán)格的環(huán)保要求直接關(guān)系到鈦白粉生產(chǎn)企業(yè)的生存與發(fā)展。國家的產(chǎn)業(yè) 和環(huán)保政策，使鈦白企業(yè)對(duì)環(huán)保h益重視并配備了完善程度不同的三廢處理設(shè)施, 但鈦白工業(yè)能否實(shí)現(xiàn)清潔生產(chǎn)，才是企業(yè)可持續(xù)發(fā)展的關(guān)鍵。因此，鈦白企業(yè)要 改變低檔原料路線，加大高鈦渣的使用量，減少廢副的排放，降低運(yùn)營(yíng)和操作成 本，并利用高科技手段對(duì)處理后的“廢副”進(jìn)行綜合利用，獲取一定的經(jīng)濟(jì)回報(bào) 以降低環(huán)保投入成本，為企業(yè)的長(zhǎng)遠(yuǎn)發(fā)展奠定基

33、礎(chǔ)。 提高產(chǎn)能集中度，加快行業(yè)重組步伐2009年，我國已有鈦白粉生產(chǎn)企業(yè)超過100家，但大多數(shù)屈中小企業(yè)，布局 也極不合理。世界氯化法工廠平均產(chǎn)能約為11萬t/a,硫酸法工廠平均產(chǎn)能約為6 萬t/a。我國鈦白粉生產(chǎn)企業(yè)無論氯化法還是硫酸法都遠(yuǎn)低于上述規(guī)模。而合理的 集中度有利于形成一定的規(guī)模，增強(qiáng)企業(yè)的抗風(fēng)險(xiǎn)能力，也才能使企業(yè)具有長(zhǎng)遠(yuǎn) 發(fā)展的基本條件。近幾年鈦白粉行業(yè)在實(shí)現(xiàn)規(guī)模化、集團(tuán)化，提高集中度方面進(jìn) 行了富有成效的努力，取得了一定進(jìn)展，但行業(yè)內(nèi)相當(dāng)數(shù)量的企業(yè)仍然缺乏參與 大規(guī)模、高強(qiáng)度國際競(jìng)爭(zhēng)的實(shí)力。因此，我們必須認(rèn)清形勢(shì)，順應(yīng)國際潮流，抓住有利時(shí)機(jī)，加快戰(zhàn)略調(diào)整。走規(guī)模化、市場(chǎng)化運(yùn)作之

34、路，全面提升企業(yè)的技術(shù) 水平和競(jìng)爭(zhēng)能力。1.2設(shè)計(jì)依據(jù)和原則1.2.1設(shè)計(jì)依據(jù)(1) 攀枝花學(xué)院生物與化學(xué)工程學(xué)院下發(fā)的畢業(yè)設(shè)計(jì)任務(wù)書。(2) 各資料文獻(xiàn)上查得的基本資料和數(shù)據(jù)。(3) 相關(guān)的國家標(biāo)準(zhǔn)】。大氣污染物質(zhì)排放標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行g(shù)b8978-1996工業(yè)爐窯大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)。 水體污染物排放標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行g(shù)b8978-96污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)。工業(yè)噪聲執(zhí)行g(shù)512348-90工業(yè)企業(yè)廠界噪聲標(biāo)準(zhǔn)。優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼技術(shù)條件普通碳素結(jié)構(gòu)鋼低合金結(jié)構(gòu)鋼可鍛鑄鐵件化工管道設(shè)計(jì)規(guī)范玻璃鋼管和管件化工用硬聚氯乙烯(pvcu)管材化工配管用無縫及焊接鋼管尺寸系列 輸送流體用無縫鋼管工業(yè)企業(yè)管道工程施工及驗(yàn)收規(guī)范工業(yè)金

35、屈管道工程質(zhì)量檢驗(yàn)及評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)化工金屈管道工程及驗(yàn)收規(guī)范不銹鋼無縫鋼管襯塑鋼管和管件(襯卩2或聚乙烯) 碳鋼緊襯聚烯桂(po/cs)防腐蝕系列 過程檢測(cè)和控制流程圖例符號(hào)和文字代號(hào) 自動(dòng)化儀表選型規(guī)定 供配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)規(guī)范g5699-88g5700-88g51591-88g59440-88 /g20695-1987 /g/t21633-1991gb/t4219-1996 /g20553-93 ( ii) g5/t8163-1999 g550235-1997 g550184-1993 g520225-1995 g5/t14976-1994 /g20538-1992q/wsf01-996g52625-

36、81/7g20507-92gb50052-95(1)積極貫徹執(zhí)行國家基本建設(shè)的方針政策,嚴(yán)格執(zhí)行國家和項(xiàng)目所在省、1.2.2設(shè)計(jì)原則市頒布的標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范、規(guī)定，使設(shè)計(jì)做到切合實(shí)際，技術(shù)先進(jìn)，經(jīng)濟(jì)合理，安全 適用;(2) 重視優(yōu)化設(shè)計(jì)方案工作，提高設(shè)計(jì)水平和降低工程投資額;(3) 治理工藝要落實(shí)可靠，排出物必須符合國家及地方的“三廢排放標(biāo)準(zhǔn)， 并盡可能做到綜合利用；(4) 節(jié)能與降耗并重，做好工藝余熱的回收和廢水廢酸的重復(fù)利用，提高水 的循環(huán)利用率。1.3設(shè)計(jì)基礎(chǔ)資料1.3.1氣象條件(1) 氣溫攀枝花屈于亞熱帶立體氣候，四季不分明，干濕季節(jié)明顯。氣溫日變化大， 年際變化小，垂直差異大，小氣候復(fù)雜

37、多樣。年平均氣溫20°c,最高氣溫40°c, 最低氣溫3°c。(2) 氣壓年平均氣壓86.8kpa；年最高氣壓89.58kpa；年最低氣壓86.59kpa。(3) 空氣濕度年平均相對(duì)濕度60.0%；年最小相對(duì)濕度6.0 %o(4) fl照年日照充足，長(zhǎng)達(dá)2 361小時(shí)2 749小時(shí)；輻射強(qiáng)，熱量豐富，干燥炎 熱。(5) 降雨量年降雨量776.3毫米990毫米，集中在6月8月，最短71天，最長(zhǎng) 153天，平均119.9天。1.3.2地質(zhì)條件(1) 水資源境內(nèi)水資源豐富，水質(zhì)達(dá)到國家ii級(jí)標(biāo)準(zhǔn)，全市有大小河流95條，分屈 金沙江水系、雅薯江水系，兩江縱貫全境，年過境徑

38、流量達(dá)1 102億立方米。(2) 礦資源攀枝花有豐富的礦資源。1.4設(shè)計(jì)范圍根據(jù)生產(chǎn)要求設(shè)計(jì)6萬噸/年硫酸法鈦白粉裝置、輔助生產(chǎn)裝置和公用工程基 礎(chǔ)。具體設(shè)計(jì)內(nèi)容包括：(1) 水漂洗、漂白、鹽處理、壓榨工藝設(shè)計(jì)(物料、熱量平衡)(2) 水洗一一鹽處理工序設(shè)備選型設(shè)計(jì)(3) 水洗一一鹽處理工序設(shè)備平面布置及工藝配管設(shè)計(jì)(4) 水洗一一鹽處理工序廢物處理2建設(shè)項(xiàng)目概況2.1建設(shè)項(xiàng)目概況2.1.1建設(shè)項(xiàng)目名稱、性質(zhì)和地點(diǎn)項(xiàng)目名稱：6萬噸/年硫酸法金紅石鈦白工程項(xiàng)目性質(zhì)：新建項(xiàng)目地點(diǎn)：攀枝花市金江銳鈦工業(yè)園區(qū)2.1.2建設(shè)規(guī)模、內(nèi)容產(chǎn)品方案：項(xiàng)目建設(shè)規(guī)模為6萬t/a硫酸法金紅石型顏料鈦白。 原材料的主

39、要技術(shù)規(guī)格(1) 鈦精礦攀枝花鈦精礦的化學(xué)組分如表1：表1鈦精礦的化學(xué)組分化學(xué)成份tio2feofe2o3mgosio2ai2o3caomno含量>47.034.275.856.12<3.01.340.750.65化學(xué)成份scupv2o5nicocras含量<0.190.0052<0.00490.0950.00870.0013<0.0050.0077(2)濃硫酸(98%h2so4)質(zhì)量符合g5534-89 -級(jí)品，硫酸的化學(xué)組分如表2：表2硫酸化學(xué)組分序號(hào)名稱指標(biāo)(%wt)1硫酸(h2so4)含量>9&02灰份<0.033鐵(fe)含量<

40、0.014不申(as)含量<0.00015鉛(pb)含量<0.016透明度>50mm7色度<2.0ml建設(shè)內(nèi)容：新建年產(chǎn)6萬t/a金紅石鈦白粉水洗一鹽處理工段裝置及配套公用 工程、輔助設(shè)施。3工程設(shè)計(jì)3.1工藝流程圖鈦白粉牛產(chǎn)工藝流程簡(jiǎn)圖如圖1：尾氣處理球磨酸解沉降液態(tài)箱壓機(jī)真空結(jié)晶器圓盤漂洗晶種制備vv一洗水解 v濃縮鹽處理一窯前壓榨 一轉(zhuǎn)奈一鎘壓磨打漿砂磨機(jī)尾氣處理v成品包裝 氣粉 閃蒸 j 三洗 j 表面處理 圖1硫酸法鈦白粉生產(chǎn)工藝流程簡(jiǎn)圖3.2水洗工段工藝設(shè)計(jì)3.2.1水洗(1) 工藝目的熱水解得到的偏鈦酸懸浮液是一種具有粒狀結(jié)構(gòu)的凝膠，在放置過程中會(huì)緩 慢沉

41、淀下來，偏鈦酸顆粒吸附著大量母液，母液成分主要是游離硫酸和硫酸亞鐵 等可溶性雜質(zhì)，并含有鐵、鉆、銳、銅、鐳等氧化物的雜質(zhì)離子。水洗主要是利 用偏鈦酸的水不溶性和雜質(zhì)離子的水溶性進(jìn)行液固分離，從而達(dá)到凈化目的血。(2) 工藝流程水解產(chǎn)物在冷卻槽中經(jīng)盤管冷卻至40°c左右，放入分離槽中，將葉濾機(jī)接通 真空，并使整組葉片浸沒在漿液中，上片前先開動(dòng)槽底攪拌機(jī)或壓縮空氣，使?jié){ 液攪拌均勻，避免出現(xiàn)濾餅上薄下厚的現(xiàn)象，由于真空的壓差濾液逐步滲過濾布, 而水合二氧化鈦則沉積在葉片表面，槽內(nèi)液位相應(yīng)下降，需不斷補(bǔ)充漿液，保持 液面高度。水合二氧化鈦沉積到40mm時(shí)，用電動(dòng)吊車將整組葉片吊起，稍稍抽干

42、 后，放入一洗槽內(nèi)水洗，此時(shí)水合二氧化鈦已與一半以上母液分離。母液抽經(jīng)吸 液罐，自動(dòng)排出，由泵送到沉降槽，回收稀酸中少量穿過濾層的懸浮水合二氧化 鈦。葉片首先在一洗槽內(nèi)洗滌3小時(shí)左右，此時(shí)抽岀的濾液仍含有一定量母液，仍 需送到沉降槽回收。經(jīng)過一洗的葉片吊入二次水洗槽進(jìn)行水洗，根據(jù)不同品種估計(jì)水洗大約時(shí)間。 例如涂料品種約洗5小時(shí)后，從抽水總管中用局部排除真空之法取出少量濾液，用 1%赤血鹽（鐵氧化鉀）溶液定性檢測(cè)，如呈綠色，表示即將洗凈；如呈現(xiàn)黃色， 表示已經(jīng)洗凈。也可以用硫氧酸錢溶液檢定（此試劑只能檢定高鐵離子，因而濾 液應(yīng)先用雙氧水氧化，使亞鐵離子氧化成高鐵離子），如呈現(xiàn)棕黃色尚需繼續(xù)水

43、洗；如呈無色，表示已經(jīng)洗凈。可將整組葉片吊到打漿槽上部，準(zhǔn)備刮料，此時(shí) 水合二氧化鈦含水量尚高，相應(yīng)的有極少部分母液殘留，可保持真空到表面出現(xiàn) 大量裂縫為止，以進(jìn)一步降低含水量，再切斷真空，打漿槽內(nèi)事先放置部分清水, 并開動(dòng)攪拌機(jī)，將葉片表面物料刮落至打漿槽內(nèi)，攪拌均勻，送至下一工序。（3）工藝要求 漿料溫度在40°c左右 真空度保持在5.3x104pa 濾餅厚度保持在40mm 上片時(shí)間1小時(shí)左右 濾餅含水65% 水洗時(shí)間約8小時(shí)（4）影響偏鈦酸水洗的因素影響水洗效果的因素比較多舊，比較復(fù)雜，往往也交叉在一起，這里只能作 單因素的討論。 真空度的影響過濾介質(zhì)兩側(cè)的壓力差就是真空度。在

44、真空管線不漏氣的條件下，過濾的真 空度除了真空泵的能力外是濾餅和過濾介質(zhì)的阻力來決定的，水合二氧化鈦的過 濾一般以67千帕（500毫米汞柱）以上的真空度較為合適。真空度過低，水洗時(shí)間 就長(zhǎng)，而且容易產(chǎn)生落片事故。 水合二氧化鈦顆粒度的影響過濾要求固體顆粒均勻而適中。顆粒粗、水流快，便容易洗滌，但顆粒過粗, 會(huì)使水流速度過快而增加管道阻力，粒子內(nèi)部也不易洗凈。顆粒過細(xì)會(huì)堵塞濾布 孔眼，降低水流速度，影響產(chǎn)量，穿濾現(xiàn)象也較嚴(yán)重。 水的溫度的影響水洗過程主要是除去硫酸亞鐵及游離硫酸，硫酸亞鐵在水中的溶解度在一定 溫度范圍內(nèi)，隨著溫度的升高而增大。因此提高水溫有利于水洗，可以縮短時(shí)間, 降低含鐵量，減

45、少用水量，提高產(chǎn)量。從硫酸亞鐵在水中的溶解度曲線圖中可以 看岀在60°c時(shí)硫酸亞鐵的溶解度最大，但超過45°c時(shí)朔料容易變形，因此水溫一 般控制在30-40°c,溫度過低時(shí)，甚至在濾餅內(nèi)也會(huì)有硫酸亞鐵細(xì)粒結(jié)晶析出， 水洗效果大大下降。 酸度的影響隨著水洗過程的進(jìn)行，濾餅內(nèi)的酸度逐漸降低，ph值相應(yīng)升高，同時(shí)由于溶 于水中的氧可使部分亞鐵離子氧化成高鐵離子，當(dāng)ph值高于2.5時(shí)，它會(huì)水解而沉 淀出不溶于水的氫氧化高鐵或生成難溶于水的堿式硫酸鐵；當(dāng)ph值升到4以上時(shí)， 硫酸亞鐵也可能水解而沉淀。因此在酸度較高階段盡快除鐵是水洗的關(guān)鍵，提高 酸度有助于抑止鐵鹽水解，對(duì)水

46、洗有利。因此如果在洗滌水中配以少量硫酸或鹽 酸，使ph值始終保持在12左右，可防止鐵鹽水解而保持可溶狀態(tài)，水洗后偏鈦 酸含鐵量可降低到能與漂洗相媲美的程度。 水質(zhì)的影響水質(zhì)對(duì)水洗效果影響較大，水中雜質(zhì)主要有鈣、鎂（碩水）、鐵等離子，江河 水和深井水的鈣、鎂離子含量較高，水洗時(shí)鈣離子與硫酸根形成不溶的硫酸鈣沉 淀混入產(chǎn)品而影響質(zhì)量。水中含鐵量較低，但用鐵鹽作凝聚劑時(shí)，鐵含量就偏高。 時(shí)間的影響偏鈦酸開始水洗時(shí)，物料酸度高，雜質(zhì)濃度梯度大，洗滌效率較高。開始水 洗時(shí)，偏鈦酸中含鐵時(shí)迅速降低，半小時(shí)內(nèi)可除去80%以上，隨著水洗過程繼續(xù)進(jìn) 行，雜質(zhì)在濾餅與濾液間的濃度梯度逐漸減小，酸度也逐漸下降，同時(shí)

47、由于離子 濃度不斷降低，偏鈦酸的膠體性質(zhì)逐漸明顯，水洗效率隨之降低。通常偏鈦酸的 洗滌時(shí)間是抽濾時(shí)間的150%200%,再延長(zhǎng)洗滌時(shí)間，不僅無益，而且有害。因 此水洗過程僅能使含鐵量降低至一定程度，殘留的鐵需在漂洗過程中進(jìn)一步除去。 三價(jià)鈦鹽的影響濾餅內(nèi)存在三價(jià)鈦離子，可防止出現(xiàn)高鐵離子，因此水洗過程中保持一定量 三價(jià)鈦離子對(duì)水洗是有利的。實(shí)踐表明，漿液中三價(jià)鈦含量較高，水洗時(shí)間相應(yīng) 縮短，水洗后偏鈦酸略帶灰相，含鐵量也較低，鍛燒后成品色澤較白，這一點(diǎn)對(duì) 常壓水解產(chǎn)品更為明顯。 過濾介質(zhì)的影響漿料過濾時(shí)，使i古i液分離的隔離物質(zhì)稱為過濾介質(zhì)，真空葉濾機(jī)的過濾介質(zhì) 是濾布。因漿液酸度很高，過濾介

48、質(zhì)必須是耐酸材料。曾提出用尼龍布、多孔橡 膠、硝化纖維布、維綸布、滌淪布、玻璃布等等，國內(nèi)常用758#滌淪布。濾布孔 度對(duì)水洗效率直接有關(guān)，孔眼過細(xì)容易被物料堵塞，孔眼過大容易造成物料穿濾。 758#為短纖維滌淪布，過濾速度快，但容易發(fā)生落片現(xiàn)象，特別是調(diào)換新布后更 易落片，因此一般采用絮凝劑或助濾層。 國內(nèi)外水洗裝備比較水解物料的過濾和洗滌（即一次過濾水洗）世界各國都采用葉濾機(jī)。漂白物 料的過濾和洗滌（即二次過濾洗滌）有用葉濾機(jī)的，也有用真空轉(zhuǎn)鼓式過濾機(jī)的。 我國漂后水洗也一律用葉濾機(jī)。從工藝上看，葉濾機(jī)比鼓濾機(jī)合理。因?yàn)檫^濾和洗滌時(shí)，葉片必須浸沒于水 中，料漿和洗滌水接觸，料漿和洗滌水接觸

49、空氣的機(jī)會(huì)比后者少。fe?+氧化fj+的 機(jī)會(huì)就少得多。選用葉濾機(jī)也比較適合我國國情，建設(shè)費(fèi)用低。3.2.2漂白（1）工藝目的經(jīng)過水洗的偏鈦酸中存在有痕量的鐵、銅、鉆、銳等雜質(zhì)。在生產(chǎn)涂料用鈦 白粉時(shí)，這些雜質(zhì)將嚴(yán)重影響鈦白的白度。國內(nèi)以鈦鐵礦為原料的硫酸法鈦白生產(chǎn)中，影響鈦白白度的主要雜質(zhì)是鐵。 而且鐵雜質(zhì)經(jīng)高溫鍛燒后生成的三氧化鐵具有同金紅石型鈦白相同的品型結(jié)構(gòu)， 往往以同品混合物混入在金紅石鈦白里，致使金紅石型鈦白對(duì)鐵雜質(zhì)的影響要比 銳鈦型鈦白對(duì)鐵雜質(zhì)的影響更為敏感。當(dāng)fezch含量達(dá)到0.009%時(shí)開始影響銳鈦型 鈦白的白度，而對(duì)金紅石型鈦白來說，fezos含量為0.003%時(shí)，己使鈦

50、白呈現(xiàn)出黃 色。一般經(jīng)過水洗的偏鈦酸的fezo?含量都在0.007%以上，為了提高涂料用鈦白粉 的白度，就要進(jìn)行漂白，以進(jìn)一步降低偏鈦酸中的鐵雜質(zhì)的含量，同時(shí)除去一部 分痕量的銳、鉛等有害的雜質(zhì)。（2）漂白原理經(jīng)水洗的偏鈦酸中的鐵雜質(zhì)是以三價(jià)鐵離子水解生成的極為細(xì)小的固體氫氧 化高鐵的形式存在的。漂白就是先將i古i體氫氧化高鐵轉(zhuǎn)化為可溶性的硫酸鹽，然 后用化學(xué)活潑性強(qiáng)的金展或金屈離子將其述原為低價(jià)的硫酸鹽，最終通過水洗進(jìn) 一步除去。發(fā)生的化學(xué)反應(yīng)是氫氧化高鐵溶轉(zhuǎn)化為硫酸高鐵，硫酸高鐵在還原劑 的作用下被還原成硫酸亞鐵。2fe（oh）3+3h2so4=fe2（so4）3+6h2ofe2（so4）

51、3+zn=znso4+2feso4fe3+ti3+=fe2+ti4+偏鈦酸漂白的方法按漂白時(shí)使用的不同的還原劑可分為以下兩種： 鋅漂用鋅粉作述原劑的漂白方法叫鋅漂。述原反應(yīng)如下：2fe3+zn=2fe2+zn2+ 三價(jià)鈦漂用三價(jià)鈦離子作還原劑的漂白方法叫三價(jià)鈦漂。述原反應(yīng)如下：fe3+ti3+=fe2+ti4+三價(jià)鈦漂白和鋅漂相比，前者具有硫酸用量少、還原劑用量少、操作溫度低、 漂白時(shí)間短，無殘留物污染等優(yōu)點(diǎn)，所以三價(jià)鈦漂白是目前最佳的漂白方法。(3) 工藝流程漂白可以分為以下三步進(jìn)行： 酸溶在偏鈦酸漿料里加入一定量的硫酸，并加熱使氫氧化高鐵溶解在偏鈦酸中生 成硫酸咼鐵。 還原加入還原劑，在一

52、定溫度下，使硫酸鐵全部還原成硫酸亞鐵。 水洗用砂濾水或去離子水洗滌還原后的偏鈦酸進(jìn)一步降低鐵的含量。(4) 影響漂白的因素 漂白設(shè)備的材質(zhì)偏鈦酸的漂白反應(yīng)是在酸性介質(zhì)中和一定的溫度下進(jìn)行的因此漂白設(shè)備的材 質(zhì)必須既耐酸又耐溫。所以設(shè)計(jì)用鋼襯玻璃鋼+耐酸磚的材料來做漂白鍋。 三價(jià)鈦的制備和加入法三價(jià)鈦漂白時(shí)，還原劑三價(jià)鈦溶液是自己制備的。三價(jià)鈦溶液可由洗凈的偏 鈦酸經(jīng)酸溶、還原而制得。必須保證三價(jià)鈦的穩(wěn)定性并濾去三價(jià)鈦中的固體雜質(zhì)，以確保漂白的質(zhì)量。 三價(jià)鈦離子容易在空氣中被氧化，所以漂白時(shí)，漿料的溫度不宜過高，保溫期間 的攪拌不宜過快。 洗滌水的質(zhì)量經(jīng)還原后的偏鈦酸還需要水洗除鐵。此時(shí)的洗滌水

53、中必須不含鐵等固體雜質(zhì), 以免重新污染偏鈦酸。所以漂白水洗的水質(zhì)應(yīng)經(jīng)過砂濾、電滲析或離子交換等方 法的預(yù)處理。3.2.3漂洗偏鈦酸漂白后的漂洗與前章所述水洗過程相同，一般采用真空葉濾機(jī)或轉(zhuǎn)鼓 真空過濾機(jī)。為了防止物料重新被污染，洗滌用水需經(jīng)凈化處理，至少應(yīng)經(jīng)過砂 濾以除去i古i體雜質(zhì)，如能用電滲析水或去離子水，效果更好。由于物料本身含鐵量較低，水洗時(shí)間比第一次水洗短，一般不超過8小時(shí)。水洗后，物料含鐵量應(yīng)低 于0.003% （以tich 計(jì)）。鋅漂漂白容易使氧化鋅混入成品，氧化鋅是一種很強(qiáng)的金紅石型化促進(jìn)劑， 但也有副作用。某些不允許含氧化鋅的產(chǎn)品就不宜用鋅漂，另外，鋅漂過程為液 固反應(yīng)，述原

54、劑滲入偏鈦酸顆粒內(nèi)部需要較長(zhǎng)時(shí)間，效果較差，故己逐步為三價(jià) 鈦鹽漂白所代替。324水洗工段工藝流程水洗工藝流程圖如圖2：水解后漿液上片池上片一 _洗刮漿槽刮漿槽 二洗 二洗上片池 漂口鹽處理圖2水洗工藝流程簡(jiǎn)圖3.3鹽處理工段工藝設(shè)計(jì)3.3.1鹽處理工藝目的偏鈦酸在鍛燒前加入少量化學(xué)品添加劑進(jìn)行改性處理的過程稱為鹽處理，亦 稱前處理。偏鈦酸如不經(jīng)過鹽處理而直接鍛燒，得到的產(chǎn)品顆粒往往很碩，色相及其他 顏料性能差，漆用性能低劣。因此，在生產(chǎn)顏料鈦白時(shí)，都要根據(jù)不同品級(jí)的需 要，在偏鈦酸中加入少量添加化學(xué)品進(jìn)行改性，然后再在適當(dāng)?shù)臏囟认聼鯚?產(chǎn)品具有良好的色相、光澤，較高的消色力、遮蓋力，較低

55、的吸油量和合適的品 粒大小，形狀以及在漆料介質(zhì)中的易分散性。某些非顏料型產(chǎn)品中有時(shí)也需要加 入某些化學(xué)品，使產(chǎn)品具有各種特殊性能。3.3.2金紅石型鈦白的鹽處理由于金紅石型鈦白粉在紫外區(qū)具有較大的吸收，在可見光區(qū)的反射率高于銳 鈦型鈦白粉，因此，金紅石型鈦白粉的光化學(xué)穩(wěn)定性和光澤度均高于銳鈦型鈦白 粉，具有更大的實(shí)用價(jià)值。用硫酸法鈦液水解制得的偏鈦酸是無定型的（使用金 紅石型品種除外），在高溫下（1 050°c以下）長(zhǎng)時(shí)間鍛燒雖然可以使產(chǎn)品全部轉(zhuǎn)化 為金紅石品型，但是結(jié)品過程會(huì)產(chǎn)生嚴(yán)重?zé)Y(jié)，品格缺陷很多，品粒過大而且很 碩，產(chǎn)品顏料性能極差，另外，高溫常使品格脫氧，使產(chǎn)品呈灰相。因此

56、在生產(chǎn) 中，必須在偏鈦酸中添加一些金紅石化的促進(jìn)劑和品型調(diào)整劑，使tich以合理的速 度成長(zhǎng)，在較低的鍛燒溫度下生產(chǎn)出品型轉(zhuǎn)化完全，大小適中，外形規(guī)整的顏料 粒子。（1）金紅石化促進(jìn)劑大多數(shù)金屈氧化物在鈦白粉的銳鈦型向金紅石型轉(zhuǎn)化過程中都具有誘導(dǎo)，促 進(jìn)和止催化劑的作用，一般認(rèn)為阻粒子的離子半徑越小，促進(jìn)金紅石化的作用就 越強(qiáng)。但是有實(shí)用價(jià)值的必須是能生成白色氧化物的那些金屈化合物。常用的促 進(jìn)劑有鋅、鎂、銳i、錫、鋰等元素的氧化物和鹽類以及二氧化鈦溶膠。 鋅鹽鋅鹽是很強(qiáng)也是最廣泛使用的金紅石化促進(jìn)劑，常用硫酸鋅、氧化鋅和氯化 鋅。采用鋅鹽可加速品型轉(zhuǎn)化，提高轉(zhuǎn)化率，降低達(dá)到最高轉(zhuǎn)化率的溫度，提高 產(chǎn)品耐候性。但是若單獨(dú)添加鋅鹽，由于粒子生長(zhǎng)過快，容易造成燒結(jié)而降低產(chǎn) 品的顏料性能，使底相泛紅、顆粒變碩、分散性下降、制成的涂料粘度增加。如 同時(shí)添加二氧化鈦凝膠或鋁鹽，可以改善顆粒形狀及減少燒結(jié)，因而鋅鹽大都與 鉀鹽、磷酸、鋁鹽、二氧化鈦溶膠等組合