[发明专利]氯碱和盐酸法富钛料联合生产的方法

说明书

技术领域

本发明涉及白色颜料钛白粉的制造领域，具体是指一种氯碱和盐酸法富钛料联合生产的方法。

背景技术

钛白粉学名二氧化钛(TiO₂)，被公认为是目前世界上性能最为优越的白色颜料。它无毒且具有最佳的不透明性、最佳的白度和光亮度，广泛应用于涂料、塑料、造纸、印刷油墨、化纤、橡胶、陶瓷、化妆品、食品和医药等工业，被称为“工业味精”，其人均消费量作为衡量一个国家经济发展水平的重要指标，也是衡量该国市场潜力的有力证据。作为我国经济的基础产业，钛白粉从根本上牵动着各个行业的发展神经，经常被誉为国民经济发展的“晴雨表”。

钛白粉的制造方法有两种，硫酸法和氯化法。

硫酸法钛白生产工艺的生产操作程序非常复杂，其基本化学反应包含有一系列的简单化学反应，如由铁精矿作为原料的酸解、水解和煅烧等。硫酸法主要是以钛铁矿和硫酸为原料，用硫酸分解成TiOSO₄溶液，过滤除去钛液中的不溶性杂质，然后通过真空结晶、固液分离除去FeSO₄·7H₂O，再经浓缩后热水解，制得偏钛酸，洗涤、漂白除去可溶性硫酸盐并滤干，经煅烧脱水脱硫转化为二氧化钛。硫酸法工艺，每生产一吨钛白粉，产生4-5吨绿矾，产生8-10吨20％浓度的废酸，这些废物均对环境造成影响。硫酸法只能生产低档的钛白产品。

氯化法钛白生产工艺是用含富钛料，在含还原料存在的情况下，将氯气通入800-1000℃的氯化反应器内连续进行的，反应所得TiCl₄经精馏提纯，然后再进行气相氧化，在速冷后经过气固分离得到钛白粉，它可以高效率的连续化、自动化操作，产品质量好，直接排放的“三废”比硫酸法少得多，必将取代硫酸法钛白生产工艺。

国家产业结构调整指导目录(2011年本)鼓励类中第十一条第7款规定，鼓励单线产能3万吨/年及以上、并以二氧化钛含量不小于90％的富钛料(人造金红石、天然金红石、高钛渣)为原料的氯化法钛白粉生产项目，而限制类中第四条中的第11款已明确限制新建硫酸法钛白项目。

由于氯化法钛白生产工艺要求用富钛料生产(二氧化钛含量不小于90％的富钛料)，富钛料在国际市场供不应求，国内尚无规模化生产企业。

盐酸法富钛料生产技术是近年来新开发的一种富钛料生产技术，该技术处理废水的工艺是酸喷雾焙烧，使废水中的氯化铁、氯化亚铁转化为铁的氧化物，氯根转化为盐酸再回收利用，该方法在浓缩废水时要大量的能耗，且由于氯化钙、氯化镁分解温度较高，造成氧化铁渣中含有大量的氯离子而无法用于炼铁，加上高温下的氯化氢对设备腐蚀性很大，在焙烧过程中硫化物和磷化物也混入盐酸回收系统，增加了盐酸的杂质成份，这些因素限制了盐酸法富钛料生产工艺的推广应用。

另一方面，现有的氯碱企业在生产烧碱时，也会产生大量的氯，即氯气或者氯化氢。近几年来依靠PVC平衡氯的途径已导致全行业亏损，平衡氯已是当前氯碱企业的头等大事。

综上，推广氯化法钛白粉生产，必须要有足够的富钛料。盐酸法富钛料生产，对钛铁矿品位要求不高，所得产品质量高，生产成本低，是最佳的生产工艺。而盐酸法富钛料的生产又必须要解决氯化铁废水处理问题；氯碱企业是我国重要的基础化工工业，地位极其重要，而氯碱企业也要解决氯平衡问题。

发明内容

为了解决上述存在的问题，本发明提供一种氯碱和盐酸法富钛料联合生产的方法。

本发明使用的技术方案如下：

一种氯碱和盐酸法富钛料联合生产的方法，它包括以下步骤：

A、将钛铁矿粉磨成粉料，加入纯净水制成浆料，通入氯化氢；

B、氯化氢和氧化铁进行酸解化学反应，生成三氯化铁和氯化亚铁；

C、过滤，滤渣经过洗涤、烘干后制得富钛料；

D、在滤液中加入纯碱，沉淀物为氢氧化铁和碳酸亚铁，即菱铁矿；

E、再次过滤，得到的菱铁矿供给钢铁厂炼铁；

F、氯化钠溶液进行反渗透浓缩，所得纯净水可循环用于上述步骤A中，再制成浆料，浓缩后的氯化钠溶液成为氯碱厂的原料。

所述步骤A使用破碎机和球磨机两级机械粉碎，粉料粒径70um过筛率大于70％，浆料固液比为1∶4，所述氯化氢为氯碱厂副产品。

所述步骤B中，氯化氢与氧化铁的摩尔浓度比为2-3∶1，酸解化学反应时间为4-6小时。

所述步骤C或者E中，使用压力过滤装置进行过滤。

所述步骤D中所得的菱铁矿中氯离子含量小于0.5％。