CN105905941B - 一种硫酸法钛白粉工艺中低浓度水解方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种硫酸法钛白粉工艺中低浓度水解方法,属于钛白粉生产领域,包括以下步骤:(1)将水预热后加入到水解锅中作为底水;(2)将200‑240g/L高浓度钛液A与160‑199g/L低浓度钛液B先后在15‑25分钟内连续加入到水解锅中,高浓度钛液A与低浓度钛液B的体积比为1:9~20:1;(3)后面按照常规水解方法进行操作。本发明提供了一种高效地、低耗地、优质地水解方法,可以制备颗粒形状及粒度分布好,遮盖力及其余颜料和光学性能优良的钛白粉,本发明能够降低钛液的浓度,减少底水量,节约浓缩蒸汽,改善洗涤效果,提高产品质量,降低生产成本。
Description
技术领域
本发明涉及一种硫酸法钛白粉生产过程中自生晶种水解方法,属于钛白粉生产领域。
背景技术
钛白粉以其无毒、最佳的不透明性、最佳白度和光亮度,以及良好的遮盖力、着色力广泛应用于许多领域,如涂料、油墨、塑料、橡胶、纸张、陶瓷和合成纤维等行业。目前,我国的钛白粉主要采用硫酸法生产工艺。水解工序是硫酸法钛白粉的核心工序之一,水解过程即硫酸氧钛溶液水解生产水合二氧化钛的过程。水解作用的优劣不仅影响工业生产的经济性,而且对最终产品的质量也有极大关系。有关钛液水解的专利和报道很多,但目前广泛应用的主要是两种:外加晶种水解法和自生晶种水解法。
一般自身晶种稀释水解法,因为底水量大,一般在1:(3.5~4),要求很高的钛液浓度,很多专利中都要求在220g/L以上(甚至250-260g/L),这样对整个钛白生产过程中,浓缩岗位成了生产瓶颈之一,特别是温度低的冬天,浓缩速度慢,蒸汽耗量高,钛液的产量受限,最后影响整个产能。
与外加晶种水解法相比,自生晶种水解法具有晶种效率高的特点,生产出的钛白粉颗粒形状和粒径分布好,且性能优良,是生产优质钛白粉最重要的方法之一。但自生晶种水解法要求的钛液浓度较高,还要求有较多的底水,这给前一工序硫酸氧钛溶液的浓缩工序提出了较高的要求,因此,与外加晶种水解法相比,自生晶种水解法增加了浓缩工序的难度和能耗。
申请号为201110229322.X的中国专利“低浓度钛液制备高亮度金红石钛白粉的水解方法”是按照体积比1:(4.5-6)将底水与190-215g/L的钛液预热后进行钛液水解,经过后续工序制得金红石钛白粉。该方法最低也只能将钛液浓度降至190g/L。
申请号为201310067153.3的中国专利“硫酸法钛白粉工艺中低浓度自生晶种水解方法”是将硫酸氧钛体积4-7.7%的热碱溶液(浓度3-7%,沸点)作为底水,与TiO2浓度190-210g/L的硫酸氧钛浓度预热后进行水解,经过后续操作得到钛白粉。该方法最低也只能降钛液浓度将至190g/L。
发明内容
本发明的目的在于克服上述缺陷,提供一种硫酸法钛白粉工艺中低浓度水解方法,在现有的自生晶种水解工艺技术基础上,降低钛液浓度,减少底水量的一种新的水解方法,可以节约浓缩蒸汽,降低生产成本,同时提高产品质量。
一种硫酸法钛白粉工艺中低浓度水解方法,包括以下步骤:
(1)将水预热后加入到水解锅中作为底水;
(2)将200-240g/L高浓度钛液A与160-199g/L低浓度钛液B先后在15-25分钟内连续加入到水解锅中,高浓度钛液A与低浓度钛液B的体积比为1:9~20:1,混合后钛液浓度在160-180g/L范围内;
(3)后面按照常规水解方法进行操作。
其中,步骤(1)中加入水的量按照步骤(2)中水解锅中钛液浓度为160-180g/L计算。
水解方程式:Ti(SO4)2+H2O→TiOSO4+H2SO4;
Ti(SO4)2+H2O→TiOSO4+H2SO4;
TiOSO4+2H2O→H2TiO3↓+H2SO4。
本工艺中,步骤(1)和步骤(2)中底水及钛液均各自预热到90~98℃,步骤(2)所述钛液可以是采用钛精矿酸解、沉降结晶的钛液,也可以是采用高钛渣酸解、沉降过滤的钛液,钛液中Fe/TiO2的质量比控制在0.25~0.35,其预热一般采用蒸汽加热的方式;预热钛液在15~25min内全部加入底水中。
因为钛液水解时,钛液的浓度对产品质量影响不是主要因素,而是决定于钛液水解的初始浓度,初始浓度却受到钛液浓度与底水量的控制。相同钛液浓度下随底水量增加而降低;相同底水量下随钛液浓度提高而提高。底水量多少决定水解晶种数量、质量,决定偏钛酸的质量好坏,并最终决定产品质量。一般底水多,形成结晶中心数量多,水解速度快,水解率高,水合二氧化钛的一次原级粒子较细,由于细粒子的表面自由能较大,容易絮凝成大颗粒而沉降下来,洗涤时速度快,时间短,但洗涤时间太短容易形成洗涤短路反而不利于铁等杂质的洗涤,影响白度、亮度和消色力。如果钛液浓度过低,保证水解初始浓度,则添加的底水量就太少,那么结晶中心数量少,水解速度慢,水合二氧化钛的一次原级粒子较粗,不利于水解料絮凝,影响洗涤;水解率低、收率低;且最终产品白度、亮度等性能差。因此选择适宜的浓度和底水量,控制适宜的晶种量,适宜的水解速率,和适宜的水合二氧化钛的一次原级粒子,有助于改善洗涤效果,提高产品质量。
另一方面,众所周知在传统自生晶种法钛白粉生产过程中,浓缩是其瓶颈之一,因为钛液浓度要求越高,浓缩压力越大,一般要求钛液浓度在220g/L以上,平均蒸发1t水即消耗1t蒸汽,如果将钛液浓度降低为205g/L,每生产1t(折TiO2)钛液可节约蒸汽0.38吨,加之少加的底水所耗加热蒸汽,可实现50元/吨的成本节约。本工艺降低钛液浓度,减少底水量用量,保证水解效果的同时,使过程中无需再有蒸汽浓缩等工艺环节,节约成本。
本发明的技术效果:
1.本发明采用200-240g/L高浓度钛液A与160-199g/L低浓度钛液B先后在15-25分钟内连续加入到水解锅中,代替只加入高浓度200-240g/L的钛液,本发明通过高低浓度钛液两步水解,进而实现降低平均浓度的方法,最低可降低至165g/L,从而减少了浓缩量,可以大大降低浓缩成本,因而具有较大的经济优势;
2.通过采用以上方法,既保证了晶种生成过程正常进行,又可以获得颗粒形状和粒度分布均匀,颜料和光学性能良好的钛白粉。
因此本发明提供了优化水解方案,不增加工序,不增添设备,适当降低底水量,降低钛液浓度,改善水解料的洗涤性,改善偏钛酸中杂质含量,改善产品的粒子形貌,达到改善白度、亮度等颜料性能的目的,同时可达到降低生产成本的目的。
具体实施方式
以下将通过实施例对本发明进行详细描述。
实施例1
加入10.6m3预热至98℃底水至水解锅,然后加入98℃5.4m3浓度240g/L的钛液,之后再加入49m3浓度199g/L的钛液,两种钛液在25分钟内加完,之后按照常规水解进行操作,得水解料。将水解料进行一次抽滤洗涤、Ti3+还原漂白、加煅烧晶种、二次抽滤洗、添加K、P、Al盐处理剂、程序升温马弗炉煅烧、擂溃机研磨、无机包膜等后处理,得到产品。
本实施例1-7中,抽滤洗涤均为实验室真空抽滤洗涤,真空度0.1MPa、Ti3+还原漂白均按本领域常规工艺并采用铝粉还原硫酸氧钛制备的Ti3+还原剂进行,煅烧晶种均为采用碱溶法制备得到的,金红石型TiO2转化率R≥98%。(碱溶法为:用42%碱与漂白干净的偏钛酸(TiO2≥300g/L)在高温下煮沸3~4h,生成钛酸钠,冷却后,用水洗净游离碱和硫酸根,再用法盐酸中和至PH=3.5,生成正钛酸,继续加入盐酸,在100~110℃煮沸2h,急冷≤40℃,即得晶种)。
实施例2
加入15.4m3预热至98℃底水至水解锅,然后加入预热到96℃的44.6m3浓度240g/L的钛液,之后加入预热到96℃的5m3浓度199g/L的钛液,钛液在15分钟内加完,之后按照常规水解进行操作,得水解料。将水解料进行一次抽滤洗涤、Ti3+还原漂白、加煅烧晶种、二次抽滤洗、添加K、P、Al盐处理剂、程序升温马弗炉煅烧、擂溃机研磨、无机包膜等后处理,得到产品。
实施例3
加入4.7m3预热至98℃底水至水解锅,然后加入预热到98℃的6m3浓度240g/L的钛液,之后加入预热到98℃的54.3m3浓度165g/L的钛液,硫钛液在22分钟内加完,之后按照常规水解进行操作,得水解料。将水解料进行一次抽滤洗涤、Ti3+还原漂白、加煅烧晶种、二次抽滤洗、添加K、P、Al盐处理剂、程序升温马弗炉煅烧、擂溃机研磨、无机包膜等后处理,得到产品。
实施例4
加入17.5m3预热至98℃底水至水解锅,然后加入预热到98℃的42.8m3浓度240g/L的钛液,之后加入预热到98℃的4.8m3浓度165g/L的钛液,钛液在18分钟内加完,之后按照常规水解进行操作,得水解料。将水解料进行一次抽滤洗涤、Ti3+还原漂白、加煅烧晶种、二次抽滤洗、添加K、P、Al盐处理剂、程序升温马弗炉煅烧、擂溃机研磨、无机包膜等后处理,得到产品。
实施例5
加入12.8m3预热至98℃底水至水解锅,然后加入预热到96℃的5.2m3浓度200g/L的钛液,之后加入预热到96℃的47m3浓度199g/L的钛液,钛液在20分钟内加完,之后按照常规水解进行操作,得水解料。将水解料进行一次抽滤洗涤、Ti3+还原漂白、加煅烧晶种、二次抽滤洗、添加K、P、Al盐处理剂、程序升温马弗炉煅烧、擂溃机研磨、无机包膜等后处理,得到产品。
实施例6
加入3.3m3预热至98℃底水至水解锅,然后加入预热到98℃的6.2m3浓度200g/L的钛液,之后加入预热到98℃的55.5m3浓度165g/L的钛液,钛液在25分钟内加完,之后按照常规水解进行操作,得水解料。将水解料进行一次抽滤洗涤、Ti3+还原漂白、加煅烧晶种、二次抽滤洗、添加K、P、Al盐处理剂、程序升温马弗炉煅烧、擂溃机研磨、无机包膜等后处理,得到产品。
实施例7
加入8.8m3预热至98℃底水至水解锅,然后加入预热到98℃的50.6m3浓度200g/L钛液,之后加入预热至98℃的5.6m3浓度165g/L钛液,钛液在20分钟内加完,之后按照常规水解进行操作,得水解料。将水解料进行一次抽滤洗涤、Ti3+还原漂白、加煅烧晶种、二次抽滤洗、添加K、P、Al盐处理剂、程序升温马弗炉煅烧、擂溃机研磨、无机包膜等后处理,得到产品。
表1:实施例1-7各项实验指标
编号 | 水解率% | 亮度 | 干粉L |
实施例1 | 95.18 | 94.59 | 98.01 |
实施例2 | 94.82 | 95.01 | 98.22 |
实施例3 | 95.21 | 95.18 | 98.24 |
实施例4 | 94.57 | 94.87 | 98.09 |
实施例5 | 95.36 | 95.22 | 98.31 |
实施例6 | 95.28 | 94.77 | 98.13 |
实施例7 | 94.43 | 95.04 | 98.12 |
另外,根据实施例1-7可知,采用本发明的方法,水解率均高于94%,且产品颜料性能均较优。通过本发明方法,在保证水解率和产品颜料性能的前提下,既能够提高钛白粉遮盖力,又能够降低水解所需硫酸氧钛溶液的平均浓度,从而又可以降低浓缩成本。
Claims (3)
1.一种硫酸法钛白粉工艺中低浓度水解方法,其特征在于:包括以下步骤:
(1)将水预热后加入到水解锅中作为底水;
(2)将200-240g/L高浓度钛液A与160-165g/L低浓度钛液B先后在15-25分钟内连续加入到水解锅中,高浓度钛液A与低浓度钛液B的体积比为1:9,混合后钛液浓度在160g/L;
(3)后面按照常规水解方法进行操作。
2.根据权利要求1所述的一种硫酸法钛白粉工艺中低浓度水解方法,其特征在于:步骤(1)中加入水的量按照步骤(2)中水解锅中钛液浓度为160g/L计算。
3.根据权利要求1所述的一种硫酸法钛白粉工艺中低浓度水解方法,其特征在于:步骤(1)和步骤(2)中的水及钛液均需预热到90-98℃。
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Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
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---|---|---|---|---|
EP0186370A2 (en) * | 1984-12-10 | 1986-07-02 | Grampian Mining Company Limited | Titanium dioxide pigment production from ilmenite |
CN102303904A (zh) * | 2011-08-11 | 2012-01-04 | 四川龙蟒钛业股份有限公司 | 低浓度钛液制备高亮度金红石钛白粉的水解方法 |
CN103183377A (zh) * | 2013-03-04 | 2013-07-03 | 广西金茂钛业有限公司 | 硫酸法钛白粉工艺中低浓度自生晶种水解方法 |
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