[发明专利]钛白粉生产过程中的酸解工艺

说明书

技术领域

本发明涉及一种钛白粉生产工艺，特别涉及一种钛白粉生产的酸解工艺。 

背景技术

钛白粉是最重要的无机颜料和化工原料之一。颜料级钛白粉主要应用于涂料、造纸、塑料、橡胶、乳胶漆、印刷油墨、化纤等行业，非颜料级钛白粉主要应用于搪瓷、电容器、电焊条等。

钛白粉的生产方法一般分为硫酸法和氯化法。其中硫酸法是一种常见的传统的生产方法，其步骤一般包括：钛精矿与浓硫酸进行酸解反应生产硫酸氧钛、经沉降、结晶、水解生成偏钛酸，偏钛酸经一洗、漂白、二洗，盐处理、锻烧得到金红石型二氧化钛粗品，二氧化钛粗品加入分散剂后湿磨得到金红石型二氧化钛料浆，再砂磨，然后包膜和气粉，得到产品。

传统硫酸法钛白粉生产过程中的酸解工艺是：将粗钛精矿进行研磨，研磨合格的钛精矿和浓硫酸按一定配比预混，然后注入酸解锅，在压缩空气的搅拌下，加入计量的水引发主反应，然后进行熟化，浸取，还原得到酸解钛液。由于该过程中采用98%的硫酸进行预混，水引发，引发热大，反应剧烈，因此需对钛精矿细度和水分严格控制，防止钛精矿和浓硫酸预混时发生主反应。因此，传统钛白粉生产工艺中采用复杂的研磨系统控制钛精矿的细度，同时对于原料粗钛精矿水分严格要求。

近年，出于环保的考虑，以及企业降低成本提高核心竞争力的要求，部分钛白粉厂家采用改良酸解工艺：将粗钛精矿进行研磨，将钛白粉生产产生的废酸或预浓缩废酸与研磨合格的钛精矿按一定配比预混，然后注入酸解锅，在压缩空气的搅拌下，加入计量的浓硫酸引发主反应，然后进行熟化，浸取，还原得到酸解钛液。采用该工艺进行酸解具有一定的先进性和实用性，其特点表现为：引发热减少，反应剧烈程度降低，酸解事故率（爆锅和冒锅）降低；钛白废酸有效利用，钛白粉生产成本降低，每吨钛白粉的废渣量减少。但是这些厂家依然没有开发适合于该种酸解条件的更经济、更实用的粗钛精矿研磨系统，而采用传统钛白粉生产工艺中的钛精矿研磨系统。

现行硫酸法钛白粉厂家一般都采用风扫磨系统对粗钛精矿进行研磨，其磨矿系统主要有风机，球磨机，旋风分离和袋滤器等，该系统运行过程是，采用螺旋将粗矿粉送进球磨机，球磨机在一定的速度下运行，球磨机内部的研磨钢球在磨机内部做抛体运动，球与球相互碰撞达到研磨粗矿粉的目的，同时通过调节风机的进风量使得达到细度要求的矿粉被送出球磨机，进入分离装置，袋滤器除尘，从而达到控制钛精矿粒径目的。通常条件下，粗钛精矿的研磨细度要求80%以上过325目标准筛，即325目筛余小于20%，这样不仅可以降低研磨能耗，同时可以使酸解过程中钛精矿与硫酸充分接触，增大酸解反应面积，加快反应速率，提高酸解率，最大限度降低成本。该系统的运行特点是对钛精矿进行研磨的同时具有分级效果，达到了矿粉细度的精确控制。但是该系统下也存在一定不足：1.球磨机研磨矿粉过程中噪音大，对于操作人员身体影响大；2.分级系统要求钛精矿必须一定速度运行，因此必须配大功率风机，系统能耗较高；3.高硬度的钛精矿直接在磨矿系统中高速运行对于系统磨损严重，同时对于系统材质要求较高，直接引起系统维护成本提高；4.钛精矿生产、运输和储存过程中不可避免受潮，但传统磨矿系统采用风作为物料运送介质，因此对粗钛精矿的湿度要求高，粗钛精矿水分含量不能超过3%，否则会引起磨矿系统堵塞，研磨系统无法正常进行；6.该研磨系统设备复杂，一次性投资大，维护成本较高。

综上，硫酸法钛白粉生产传统酸解工艺和现行改良酸解工艺均存在以下缺点：1.粗钛精矿磨矿系统复杂，一次性投资和维护成本高；2.两种酸解工艺的磨矿系统对粗钛精矿水分要求极高，对于粗钛精矿长途运输和储存过程中防潮要求极高；3.两种酸解工艺都是将磨好的极细的钛精矿直接下锅，往往粉尘极大，造成环境污染和收率降低；4.长期实践表明两种酸解预混工艺中均存在预混槽结垢现象，清理困难。目前还没有通过新的酸解工艺来克服上述缺点的实报道。 

发明内容

本发明的发明目的在于：针对上述存在的问题，提供一种解决上述问题的钛白粉生产过程中的酸解新工艺。

本发明采用的技术方案是这样的：一种钛白粉生产过程中的酸解工艺，其特征在于：将粗钛精矿与质量百分浓度为10-60%的硫酸直接混合得到粗钛精矿硫酸料浆，控制所述粗钛精矿硫酸料浆中粗钛精矿的质量百分比为10-70%，然后采用球磨机进行湿磨，磨至所述粗钛精矿硫酸料浆的粒径为325目筛余小于20%，得到用于酸解的合格钛精矿硫酸料浆，所述合格钛精矿硫酸料浆直接注入酸解设备，加入98%浓硫酸引发主反应，然后熟化、浸取、还原得到酸解钛液。