[发明专利]二氧化钛制备设备及氧化工艺流程

说明书

本发明公开了一种二氧化钛制备设备，包括前端进料管、对喷冷却装置和集料斗装置，前端进料管包括第一进料管、第二进料管、第三进料管和第一出料管，对喷冷却装置包括第四进料管、第五进料管、第六进料管和第二出料管；第一进料管、第二进料管、第三进料管和第一出料管相通；第四进料管、第五进料管、第六进料管和第二出料管相通；第一出料管与第四进料管相连，第二出料管与集料斗装置连通。本发明制造简单，高温高压下气相反应物瞬间完成混合，反应充分，终止反应冷却速度快，反应生成的TiO₂在高温高压器壁内不易结疤，生成的TiO₂与冷却介质高速对撞混合，冷却速度快，对粘结的TiO₂具有气流粉碎作用，产品粒度更均匀，质量更稳定。

技术领域

本发明涉及TiO₂的制备领域，具体涉及一种二氧化钛制备设备及氧化工艺流程。

背景技术

氯化法生产钛白粉对于硫酸法而言是一个技术进步，生产效率高，连续自动化操作，产品质量稳定，直接排放的“三废”少。氯化法的工艺流程短，主要生产工艺流程包括四氯化钛制备、四氯化钛的氧化和二氧化钛的表面处理三大部分。

四氯化钛的氧化是氯化法生产钛白粉的核心工艺，TiCl₄的氧化是气相反应，反应温度在1200℃左右，TiCl₄生成TiO₂的反应时间只有0.05秒左右。TiCl₄的氧化需AlCl₃做晶种，AlCl₃按一定比例溶解在TiCl₄内，预热到800～1200℃。TiO₂在0.05～0.1s时间内反应产生，为避免TiO₂晶体在高温下迅速增大和相互粘结，初生的TiO₂晶体必须争剧降温，要在几秒钟内从1100左右℃冷却至400℃左右。

由于TiCl₄与O₂是吸热反应，因此在反应中需要提供辅助热源帮助升温，可用燃烧一氧化碳、甲苯(或二甲苯)以及等离子火炬等作辅助热源。氧化反应器是TiCl₄氧化的关键设备，设备和生产工艺技术复杂，难度高。首先在高温下TiCl₄腐蚀性很强，在1000℃以上的温度下对所有材料的强度、耐温、耐腐蚀性能要求很严格，其次TiCl₄、O₂、AlCl₃不仅混合要均匀，而且混合喷入的速度很快，国内外资料介绍喷射速度为150～200m/s，这样高速混合的工艺和设备难度很大；而要在0.01～0.05秒内利用控制反应物的停留时间来调整TiO₂的晶粒大小也非常困难的；由于氯化钛白反应温度高，在高温下TiCl₄、O₂对设备都具有强腐蚀性，高温高压下气相反应速度快，极难控制，TiO₂结疤在器壁内，难以去除，影响生产。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种TiO₂制备设备及氧化工艺流程，满足TiO₂的制备要求，避免TiO₂在器壁内结疤。

本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：二氧化钛制备设备，它包括前端进料管、对喷冷却装置和集料斗装置，所述前端进料管包括第一进料管、第二进料管、第三进料管和第一出料管，对喷冷却装置包括第四进料管、第五进料管、第六进料管和第二出料管；第一进料管、第二进料管、第三进料管和第一出料管相通，且第一进料管、第二进料管、第三进料管和第一出料管构成的形状为十字型；第四进料管、第五进料管、第六进料管和第二出料管相通，且第四进料管、第五进料管、第六进料管和第二出料管构成的形状为十字型；第一出料管与第四进料管相连，第二出料管与集料斗装置连通。

作为优选方式，它还包括冷却介质喷枪，第五进料管和第六进料管分别连接冷却介质喷枪。设置冷却介质喷枪，便于控制进料压力，有利于控制物料的对喷。