[发明专利]一种应用于偏钛酸洗涤工段的装置及方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种装置及方法，尤其涉及一种针对现有钛白粉洗涤工段装置和工艺存在的缺陷而提供一种过滤与膜分离相结合的水洗工艺，通过压滤机压滤，去除其中含有的22%-25%较浓废酸，得到的浆料加水进入到膜分离装置进行水洗洗涤的应用于偏钛酸洗涤工段的装置及方法。

背景技术

钛白粉作为一种白色无机颜料，具有无毒，最佳白度和光亮度，是目前世界上性能最好的一种白色颜料，广泛应用于涂料、塑料、造纸、印刷油墨、化纤、橡胶和化妆品等行业。硫酸法生产工艺技术采用热的浓硫酸分解经精选粉碎过的钛铁矿,以铁粉为还原剂制得钛、二价铁及其它金属的硫酸盐混合溶液,俗称钛液。在正钛酸胶体为晶核的诱导下，将浓钛液微压水解生成水合二氧化钛，俗称偏钛酸。盐处理后的偏钛酸经过过滤，煅烧制得粗颗粒二氧化钛，经粉碎、包装即得钛白粉。

工业上采用滤饼洗涤方法除去偏钛酸中各种可溶性杂质，随着水洗过程pH的上升。铁以氢氧化铁沉淀的形式吸附在偏钛酸中而难以除去。高温煅烧时,氢氧化铁转变成具有与金红石二氧化钛型相同微晶结构的红色氧化铁,当铁的含量高于30×10^-3‰时，金红石二氧化钛呈现黄色，而铁含量高于90×10^-3‰时，会影响锐钛型二氧化钛的白度。微量的铁会形成活性靶点，影响二氧化钛作为颜料的性能。为了能够去除Fe²⁺，还需要将偏钛酸滤饼打浆后加入浓硫酸和还原剂进行二次或多次水洗。

工业上一般采用真空叶滤机进行过滤，物料在叶滤机上形成滤饼，吊起进水洗槽水洗。缺点是滤饼厚度需要控制，过薄导致生产效率降低以及水洗时金属离子沉淀加速；太厚则导致滤饼龟裂现象，影响熟悉效果，若相邻滤饼连接在一起，则无法洗涤干净。并且因滤布精度较低，过滤及水洗后的滤液中还有偏钛酸颗粒，导致回收负荷较重。

工业上也有采用管式过滤机进行过滤，同样，过滤初期滤液中含有偏钛酸颗粒，而且管式过滤机的缺点是，滤布破裂时难以检修。

工业上还有采用离心机的方法进行洗涤，离心机每次出来的是含40%-50%的含固浆料，因为其中包裹由硫酸根离子，因此需要经过多次的打浆洗涤，操作劳动强度大，且洗涤液中固含量达到4%-5%，对生产成本影响较大，且耗水量大，后期还需对大量产生的白水进行回收处理，投资大。

形成滤饼的这种过滤方式还使得偏钛酸离子的相互交联成团，少量的Fe(OH)₃和少量的Fe(OH)₂易在偏钛酸颗粒上形成羟桥，分离效率较错流膜过滤系统较低。

工业上采用CN过滤器对洗涤产生的白水及压滤产生的废酸进行浓缩，存在占地大，设备投资高，偏钛酸颗粒流失的问题，且需要不定时更换填料。

单独使用膜分离装置进行洗涤过滤时，分离效果较好，但是初始的硫酸浓度较高，造成后续洗涤水量较大，而且不易于硫酸的回收。

利用过滤洗涤与膜的“筛分”机理相结合，达到钛白粉颗粒的循环水洗。使用膜分离技术进行钛白粉颗粒的洗涤、浓缩有以下几个优点：钛白粉颗粒中杂质离子含量极少，提高产品品质；无白水产生，缩短回收流程；固体颗粒截留率高，降低成本；操作简单，劳动强度低；用水量少，处理能力大，投资少。

发明内容

针对上述问题，本发明的主要目的在于提供一种针对现有钛白粉洗涤工段装置和工艺存在的缺陷而提供一种过滤与膜分离相结合的水洗工艺，通过压滤机压滤，去除其中含有的22%-25%较浓废酸，得到的浆料加水进入到膜分离装置进行水洗洗涤的应用于偏钛酸洗涤工段的装置及方法。