CN104229875B - 一种氯化法钛白基料制浆、砂磨分级工艺的改进方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种氯化法钛白基料制浆、砂磨分级工艺的改进方法。将氧化半成品基料经过滤袋收尘后进入打浆槽进行制浆，打浆槽采用高速拌器对浆料中絮凝、附集的二氧化钛团聚物进行打散消溶，打浆槽设有专用大流量循环泵使浆料循环，有利于氧化固体基料与浆液混合打浆，然后浆料通过均质泵输送往到脱氯槽，均质泵可以把浆料中的二氧化钛大颗粒团聚物研磨粉碎，浆料在脱氯槽中脱氯后送到中和分散槽，然后直接用输送泵送入二级水力旋流系统进行分级，合格的细颗粒浆料进入包膜工序，粗颗粒浆料返回砂磨系统进行砂磨。本发明方法减少后续砂磨机配置数量，缩短工艺流程，降低产品单位能耗。
Description
技术领域
本发明涉及一种氯化法钛白基料制浆、砂磨分级工艺的改进方法。
背景技术
在氯化法钛白生产工业中，氧化半成品基料的制浆一直是该工艺生产中的操作技术难点，制浆主要是把高温袋滤器收尘的二氧化钛基料与除盐水一起在打浆槽内进行固液溶解制浆，打浆的浆料通过压力直接输送到下一工序，打浆槽操作压力一般控制在2bar左右，使打浆槽压力略低于上游高温袋滤器操作压力，使两者保持一定的压差，避免打浆槽含尘的湿气通过下料管逆行，从而对下料管道造成堵塞和腐蚀，因此必须通过对打浆槽尾气放空阀开度的控制来保证两设备之间的压差；对于制浆后的工艺流程方案，目前国内现有装置也大多采用传统工艺路线，即浆料先进入砂磨机进行研磨粉碎，再由水力旋流设备进行分级，合格的浆料去包膜，不合格的浆料返回砂磨机重新研磨，因此需要按装置能力满负荷配置砂磨机。
其不足之处是：
1．在生产过程中，打浆槽内由于操作状况复杂，会使液位难以监控，打浆过程中的颗粒扬尘和水雾经常堵塞打浆槽尾气管线，而尾气管线是保证打浆槽和高温袋滤器压力梯度平衡的主要途径。
2．浆料经过中和分散后，首先全部进入砂磨系统，然后再经过水力旋流系统进行颗粒分级，该工艺流程较长，单位产品能耗大，需要按装置能力满负荷配置砂磨机，使装置的一次投资成本也相对较高。
对于大中型氯化法钛白生产装置，由于其先进的氧化反应器和生产工艺，使氧化反应在毫秒内快速反应，并通过急冷设备进行快速降温来控制粒子的生长，另外其成熟的氧化控制系统和氧化除疤防疤技术，能够有效控制氧化半成品基料的结疤问题，这些都使得氧化基料颗粒在生成时已达到较为理想的颗粒粒径和粒径分布，其氧化半成品生成的基料中合格粒径的颗粒比例较大。
综合上述说明，在氯化法钛白生产工艺中，由于氧化半成品基料大部分颗粒粒径已达到合格要求，其打浆后的浆料可以直接经过分级，细基料去包膜，部分较粗浆料去砂磨机重新砂磨，在生产状况比较好的情况下，也可以完全不使用砂磨机。因此本发明专利就是利用氯化法钛白装置中先进高效的氧化反应器，减少后续砂磨机设备的配置，同时也打浆槽配置专用搅拌器和循环泵，来解决氧化基料制浆过程中的各种问题，并在打浆槽配置均质疏水泵，对浆料中团聚大颗粒进行研磨乳化，合理配置设备，简化工艺流程。
发明内容
针对现有技术的不足，本发明的目的在于提供氯化法钛白基料制浆、砂磨分级工艺的改进方法，提高二氧化钛基料制浆的效率，减少砂磨机的配置，降低生产一次成本。
为实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：
一种氯化法钛白基料制浆、砂磨分级工艺的改进方法，包括以下步骤：
（1）氧化基料进入打浆槽与除盐水一起打浆，浆料浓度控制在25-40%，浆料通过循环泵在打浆槽外部大流量循环，循环泵流量为80-140m3/h，扬程为20-30m，循环泵返回管道入口靠近基料下料管口，使高温袋滤器下落的基料能够及时与循环浆料有效接触并溶解；
（2）打浆槽内的浆料通过均质泵输送到下游设备脱氯槽，均质泵设计流量为30-50m3/h，扬程为15-20m，要求出口料浆颗粒最大粒径小于4μm，浆料通过均质内部特殊构件使介质中的颗粒相互研磨、撞击而分散，通过调节均质泵出口旁路管道的回流比例，最终使均质泵送出浆料颗粒粒径分布变窄，并满足设计要求；通过泵输送打浆槽内浆料，可以使整个打浆槽压力降低，可以有效维持高温袋滤器与打浆槽之间的压差，避免打浆槽内的腐蚀性湿气逆行到高温袋滤器侧；
（3）从打浆槽输送的浆料进入脱氯槽，同时加入一定量30%浓度的H2O2进行脱氯，脱氯后的浆料通过输送泵送到中和分散槽，加入30%浓度的NaOH溶液使浆料PH控制在8-11之间，同时加入分散剂使浆料分散，中和分散之后的浆料通过分级器给料泵打入水力预分级器进行初步分级，把浆料中部分少量夹杂的较大粒径的粗颗粒浆料分离出来，粗颗粒浆料送砂磨机给料槽去重新砂磨，初步分级的细浆料进入旋流器给料槽，细颗粒浆料通过旋流器给料泵高速打入水力旋流器中分离，通过旋流器把小于1μm的合格浆料分离后送往包膜工序，不合格颗粒浆料也返回到砂磨机给料槽进行重新研磨粉碎，然后通过砂磨机给料泵打入砂磨机进行研磨，砂磨机出料颗粒粒径控制在1μm以下，砂磨后的浆料送到旋流器给料槽进行分级，分级后的合格细浆料送到包膜工序，粗颗粒返回到砂磨机系统。
所述打浆槽设置大流量循环泵，通过大流量循环浆液使氧化基料更易于打浆消溶，减少打浆槽内因为基料粉尘不能及时溶解而扬尘，避免粉尘连同打浆槽水雾粘附尾气管道并造成堵塞的问题。
所述打浆槽设置特殊搅拌器，搅拌器采用高速剪切力的金属搅拌桨叶，搅拌转速控制在240-300rpm，搅拌器轴为钛材，桨叶材质为哈氏合金，搅拌器桨叶主要作用是打散、剪切和消溶。
所述打浆槽和脱氯槽的浆料输送泵均选用均质泵，通过均质泵的高剪切力和高转速，对浆料进行打散、研磨和乳化，使浆料中的固体颗粒粒径小于4μm，使浆料颗粒粒径分布变窄；另外采用均质泵输送浆料，可以使打浆槽在常压下操作，可更易控制高温袋滤器和打浆槽之间的压力平衡。
本发明的有益效果：
（1）在打浆槽配置循环泵，可有效提高二氧化钛基料制浆的效率，减少打浆槽内因为基料粉尘不能及时溶解而扬尘，避免粉尘连同打浆槽水雾粘附尾气管道并造成堵塞的问题；
（2）打浆槽采用特殊设计的搅拌器，通过高转速、高剪切的桨叶使浆料在打浆槽内分散乳化；
（3）均质泵的高剪切力和高转速，对浆料进行打散、研磨和乳化，使浆料中80%以上较大的固体团聚颗粒粒径减少并打散；
（4）制浆后浆料先经过二级分级后再砂磨，在相同装置规模能力情况下，可以减少砂磨机的配置，降低生产一次成本。
附图说明
图1为本发明的工艺流程图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
实施例1：采用本发明的6万吨/年氯化法钛白装置制浆和分级处理工艺。
氧化半成品基料进入打浆槽与除盐水一起打浆，浆料浓度控制在25%-40%之间，浆料通过循环泵在打浆槽外部大流量循环，循环泵设计流量为80m3/h，设计扬程为30m，循环泵返回管道入口靠近基料下料管口，使高温袋滤器下落的基料能够及时与循环浆料有效接触并溶解，打浆槽内配置专用搅拌器，搅拌器桨叶主要作用是打散、剪切和消溶，搅拌器转速控制在240-300rpm，搅拌器轴采用钛材，桨叶采用哈氏合金材料；
打浆槽内的浆料通过均质泵输送到下游设备脱氯槽，均质泵设计设计流量为30m3/h，设计扬程为15-20m，要求出口料浆颗粒最大粒径小于4μm，浆料通过均质内部特殊构件使介质中的颗粒相互研磨、撞击而分散，通过调节均质泵出口旁路管道的回流比例，最终使均质泵送出浆料颗粒粒径分布变窄，并满足设计要求；通过泵输送打浆槽内浆料，可以使整个打浆槽压力降低，可以有效维持高温袋滤器与打浆槽之间的压差，避免打浆槽内的腐蚀性湿气逆行到高温袋滤器侧；
从打浆槽输送的浆料进入脱氯槽，同时加入一定量30%浓度的H2O2进行脱氯，脱氯后的浆料通过输送泵送到中和分散槽，加入30%浓度的NaOH溶液使浆料PH控制在8-11之间，同时加入分散剂使浆料分散，中和分散之后的浆料通过分级器给料泵打入水力预分级器进行初步分级，把浆料中部分少量夹杂的较大粒径的粗颗粒浆料分离出来，粗颗粒浆料送砂磨机给料槽，初步分级的细浆料进入旋流器给料槽，细颗粒浆料通过旋流器给料泵高速打入水力旋流器中分离，通过旋流器把合格细颗粒浆料分离后送往包膜工序，不合格的粗颗粒浆料也返回到砂磨机给料槽，然后通过砂磨机给料泵打入砂磨机进行研磨，砂磨机出料颗粒粒径控制在1μm以下，砂磨后的浆料送到旋流器给料槽进行分级，分级后的合格细浆料送到包膜工序，粗颗粒返回到砂磨机系统。
实施例2：采用本发明的10万吨/年氯化法钛白装置制浆和分级处理工艺：
氧化半成品基料进入打浆槽与除盐水一起打浆，浆料浓度控制在25%-40%之间，浆料通过循环泵在打浆槽外部大流量循环，循环泵设计流量为140m3/h，设计扬程为30m，循环泵返回管道入口靠近基料下料管口，使高温袋滤器下落的基料能够及时与循环浆料有效接触并溶解，打浆槽内配置专用搅拌器，搅拌器桨叶主要作用是打散、剪切和消溶，搅拌器转速控制在240-300rpm，搅拌器轴采用钛材，桨叶采用哈氏合金材料；
打浆槽内的浆料通过均质泵输送到下游设备脱氯槽，均质泵设计流量为50m3/h，设计扬程为15-20m，要求出口料浆颗粒最大粒径小于4μm，浆料通过均质内部特殊构件使介质中的颗粒相互研磨、撞击而分散，通过调节均质泵出口旁路管道的回流比例，最终使均质泵送出浆料颗粒粒径分布变窄，并满足设计要求；通过泵输送打浆槽内浆料，可以使整个打浆槽压力降低，可以有效维持高温袋滤器与打浆槽之间的压差，避免打浆槽内的腐蚀性湿气逆行到高温袋滤器侧；
从打浆槽输送的浆料进入脱氯槽，同时加入一定量30%浓度的H2O2进行脱氯，脱氯后的浆料通过输送泵送到中和分散槽，加入30%浓度的NaOH溶液使浆料PH控制在8-11之间，同时加入分散剂使浆料分散，中和分散之后的浆料通过分级器给料泵打入水力预分级器进行初步分级，把浆料中部分少量夹杂的较大粒径的粗颗粒浆料分离出来，粗颗粒浆料送砂磨机给料槽，初步分级的细浆料进入旋流器给料槽，细颗粒浆料通过旋流器给料泵高速打入水力旋流器中分离，通过旋流器把合格的细颗粒浆料分离后送往包膜工序，不合格的粗颗粒浆料也返回到砂磨机给料槽，然后通过砂磨机给料泵打入砂磨机进行研磨，砂磨机出料颗粒粒径控制在1μm以下，砂磨后的浆料送到旋流器给料槽进行分级，分级后的合格细浆料送到包膜工序，粗颗粒返回到砂磨机系统，降低生产一次成本。
Claims (4)
1.一种氯化法钛白基料制浆、砂磨分级工艺的改进方法，其特征在于包括以下步骤：
（1）氧化半成品基料进入打浆槽与除盐水一起打浆，浆料浓度控制在25-40%，浆料通过循环泵在打浆槽外部大流量循环，循环泵流量为80-140m3/h，扬程为20-30m，循环泵返回管道入口靠近基料下料管口，使高温袋滤器下落的基料能够及时与循环浆料有效接触并溶解；
（2）打浆槽内的浆料通过均质泵输送到下游设备脱氯槽，均质泵设计流量为30-50m3/h，扬程为15-20m，要求出口料浆颗粒最大粒径小于4μm，浆料通过均质泵内部特殊构件使介质中的颗粒相互研磨、撞击而分散，通过调节均质泵出口旁路管道的回流比例，最终使均质泵送出浆料颗粒粒径分布变窄，并满足设计要求；采用均质泵输送浆料，使打浆槽在常压下操作运行，以此能够有效维持高温袋滤器与打浆槽之间的压差，避免打浆槽内的腐蚀性湿气逆行到高温袋滤器侧；
（3）从打浆槽输送的浆料进入脱氯槽，同时加入一定量30%浓度的H2O2进行脱氯，脱氯后的浆料通过输送泵送到中和分散槽，加入30%浓度的NaOH溶液使浆料pH控制在8-11之间，同时加入分散剂使浆料分散，中和分散之后的浆料通过分级器给料泵打入水力预分级器进行初步分级，把浆料中部分少量夹杂的较大粒径的粗颗粒浆料分离出来，粗颗粒浆料送砂磨机给料槽去重新砂磨，初步分级的细浆料进入旋流器给料槽，细颗粒浆料通过旋流器给料泵高速打入水力旋流器中分离，通过旋流器把合格的细浆料分离后送往包膜工序，不合格颗粒浆料也返回到砂磨机给料槽进行重新研磨粉碎，然后通过砂磨机给料泵打入砂磨机进行研磨，砂磨机出料颗粒粒径控制在1μm以下，砂磨后的浆料送到旋流器给料槽进行分级，分级后的合格细浆料送到包膜工序，粗颗粒返回到砂磨机系统。
2.根据权利要求1所述的氯化法钛白基料制浆、砂磨分级工艺的改进方法，其特征在于，所述打浆槽设置大流量循环泵，通过大流量循环浆液使氧化基料更易于打浆消溶，减少打浆槽内因为基料粉尘不能及时溶解而扬尘，避免粉尘连同打浆槽水雾粘附尾气管道并造成堵塞的问题。
3.根据权利要求1所述的氯化法钛白基料制浆、砂磨分级工艺的改进方法，其特征在于，所述打浆槽设置特殊搅拌器，搅拌器采用高速剪切力的金属搅拌桨叶，搅拌转速控制在240-300rpm，搅拌器轴为钛材，桨叶材质为哈氏合金，搅拌器桨叶主要作用是打散、剪切和消溶。
4.根据权利要求1所述的氯化法钛白基料制浆、砂磨分级工艺的改进方法，其特征在于，所述打浆槽浆料输送选用均质泵，通过均质泵的高剪切力和高转速，对浆料进行打散、研磨和乳化，使浆料中较大的固体团聚颗粒粒径小于4μm，使浆料颗粒粒径分布变窄；另外采用均质泵输送浆料，使打浆槽在常压下操作，可更易控制高温袋滤器和打浆槽之间的压力平衡。
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