CN106966427B - 一种酸解钛液的净化方法及用于方法中的过滤器 - Google Patents

一种酸解钛液的净化方法及用于方法中的过滤器 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种钛白粉的生产方法，具体地讲，本发明涉及钛白粉生产中一种酸解钛液的净化方法及用于方法中的过滤器。采用如下步骤：将酸解钛液经沉降后，采用管式过滤器进行过滤，即得酸解钛液。本发明一种钛白粉的生产方法省时省力、降低生产成本，提高产品性能，该方法应用范围广泛。

Description

一种酸解钛液的净化方法及用于方法中的过滤器
技术领域
本发明涉及一种钛白粉的生产方法，具体地讲，本发明涉及钛白粉生产中一种酸解钛液的净化方法。
背景技术
钛白粉是一种白色颜料，广泛应用于涂料、化纤、橡胶、搪瓷、陶瓷、塑料、造纸、印刷油墨、电子陶瓷、玻璃、焊条、化妆品等工业。现有制备钛白粉有氯化法和硫酸法：
氯化法是将金红石或高钛渣粉料与焦炭混合后进行高温氯化生成四氯化钛，经高温氧化生成二氧化钛，再经过过滤、水洗、干燥、粉碎即得到钛白粉产品。该方法流程短，生产能力易扩大，连续自动化程度高，能耗相对低，“三废”少，能得到优质产品。但是投资大，设备结构复杂，对材料要求高，要耐高温、耐腐蚀，装置难以维修，研究开发难度大，成本高。
硫酸法是将钛铁矿粉与浓硫酸进行酸解反应生成硫酸氧钛，经水解生成偏钛酸，再经煅烧、粉碎即得到钛白粉产品。此法可生产锐钛型和金红石型钛白粉。该方法中的原料钛精矿、钛渣和硫酸，低价易得，技术较成熟，设备简单，防腐蚀材料易解决；而且可生产氯化法不能生产而市场需要的锐钛型各种牌号的钛白粉。
从世界钛白粉生产范围内看，硫酸法钛白依然占据着很重要的地位，硫酸钛白粉生产过程中，钛液的净化是生产高质量钛白粉的关键所在。以未反应的钛铁矿，泥浆，硅，钙等化合物为主的钛液残渣一般通过加入有机絮凝剂以连续沉降或静态沉降的方式可去除大部分，在后续工艺中结晶后的钛液通过转台和控制过滤工艺使钛液得到充分净化，从而得到合格的钛液，为后续工段提供高质量的原料。由于钛铁矿的差异以及生产工艺操作的不稳定性，经沉降，控制过滤得到的钛液有时并不能达到所需指标要求，特别是钛液发生早期水解对控制过滤的影响更为明显，不仅造成钛白粉产能的下降，对产品质量也有很大的影响。本课题研究的目的在于通过引进新的钛液过滤设备——管式过滤器对转台滤液进行处理以替代控制过滤，提高钛液的质量并保证其稳定性，达到提高产品质量，稳定生产，提高产能的目的。
发明内容
本发明针对现有技术中存在的不足，本发明的目的之一在于解决上述现有技术中存在的一个或多个问题。
本发明所解决的技术问题是克服现有酸解钛液的问题，提供了一种酸解钛液的净化方法。
本发明一种酸解钛液的生产方法，采用如下步骤：一种酸解钛液净化方法,将酸解钛液经沉降后，采用管式过滤器进行过滤，即得酸解钛液。
作为上述技术方案的一个优选方案，所述管式过滤器包括滤芯，所述滤芯内填充硅藻土。
作为优选，所述过滤器包括进液罐以及与进液罐连接的分离罐，进液罐的侧壁上开设有进液口，分离罐的端面上开设有出液口，分离罐的内腔两侧分别设置有定位板、固定板，定位板靠近进液罐设置，所述定位板、固定板之间还设置有多个滤芯，滤芯的两端通过紧固件分别与定位板、固定板连接，所述定位板上相对滤芯的位置开设有通孔A，两侧的紧固件间还设置有将滤芯包围的滤管，固定板上位于相邻两个滤管间的位置开设有通孔B。将含有粉体颗粒的钛白废硫酸通过进液口倒入进液罐，废硫酸经通孔A进入滤芯中进行初过滤，初过滤后的废硫酸再次经滤管过滤后从通孔B汇集到出液口从而得到澄清的废流酸溶液。本方案通过紧固件将滤芯的两端分别设置在定位板、固定板上，安装较为紧固，避免在长期使用或者液体冲击下滤芯脱落影响工作进度。滤管的设置能够对经滤芯过滤后的废硫酸进行再过滤，保证过滤质量。
作为本发明的优选结构，所述紧固件包括固定在滤芯外的套筒以及与套筒垂直连接的过渡段，两侧的过渡段分别与定位板、固定板连接。在需检修中，为便于安装和拆卸，本方案中的过渡段分别与定位板、固定板通过螺栓连接。
进一步地，所述套筒的端面上开设有环形凹槽，滤管的两端分别卡设在两侧套筒的环形凹槽中。在本方案中，滤管卡设在套筒的环形凹槽中，安装较为稳固，不易脱落，同时也便于拆卸。
为更好地实现本发明，所述滤芯的滤孔直径为10-60um，滤管的滤孔直径小于滤芯的滤孔直径。在本方案中，滤芯的直径为10-60um，滤管的滤孔直径小于滤芯的滤孔直径，此范围的孔径能够保证颗粒去除率达到99％以上。
进一步地，所述分离罐的端面中心处设置有喷淋接管，喷淋接管的上端设置有塞头，喷淋接管伸入分离罐的下端连接有储水腔，储水腔上设置有多个喷头。在需对分离罐的内壁及滤芯、滤管清理时，取下塞头，向喷淋接管内通入清水，清水进入储水腔分流后经喷头喷入即可实现反洗的功能。
作为本发明的优选结构，所述喷头的内腔直径沿储水腔到固定板的方向逐渐减小。在本方案中，喷头的内腔直径逐渐减小，对水流起到了增压的作用，增大了水流的喷射力度和喷射范围。
进一步地，所述进液罐为锥形结构，锥形底部设置有排液口，排液口处设置有蝶阀。在进液时，一般通过泵以压力0.4MPa将废硫酸液送进进液罐，由于进液罐为锥形，废硫酸液进入时将形成漩涡，部分大颗粒物质将直接下沉，待堆积到一定厚度时，开启蝶阀即可将大颗粒物质排出。
本发明一种酸解钛液的净化方法的有益效果为:传统的方法是将所得的钛液经板框式过滤，需定时地对滤布进行清洗甚至更换，工作量大，且大量的滤布冲洗水会造成系统水无法平衡，且给污水处理带来压力；而在此过程中若滤布安装的不紧或滤布有破损，钛液中杂质就会随钛液进入下道工序，钛液质量难以稳定控制。而采用上述技术方案，使用管式过滤器替代控制过滤处理转台滤液，使精钛液悬浮物含量由20mg/L降低至7mg/L，钛白粉质量稳定性得到提高，人工成本，设备使用成本明显下降，仅成本方面，年可节约60万元。与同类硫酸法钛白粉生产厂家相比，生产成本的降低可以为公司带来极大的优势，增加公司竞争力，该技术势必对钛白行业带来很大的技术变革。
本发明中的过滤器的有益效果是：
1、将含有粉体颗粒的钛白废硫酸通过进液口倒入进液罐，废硫酸经通孔A进入滤芯中进行初过滤，初过滤后的废硫酸再次经滤管过滤后从通孔B汇集到出液口从而得到澄清的废流酸溶液。本方案通过紧固件将滤芯的两端分别设置在定位板、固定板上，安装较为紧固，避免在长期使用或者液体冲击下滤芯脱落影响工作进度。滤管的设置能够对经滤芯过滤后的废硫酸进行再过滤，保证过滤质量。
2、在需检修中，为便于安装和拆卸，本方案中的过渡段分别与定位板、固定板通过螺栓连接。
3、在本方案中，滤管卡设在套筒的环形凹槽中，安装较为稳固，不易脱落，同时也便于拆卸。
4、滤芯的直径为10-60um，滤管的滤孔直径小于滤芯的滤孔直径，此范围的孔径能够保证颗粒去除率达到99％以上。
5、在需对分离罐的内壁及滤芯、滤管清理时，取下塞头，向喷淋接管内通入清水，清水进入储水腔分流后经喷头喷入即可实现反洗的功能。
6、喷头的内腔直径逐渐减小，对水流起到了增压的作用，增大了水流的喷射力度和喷射范围。
7、在进液时，一般通过泵以压力0.4MPa将废硫酸液送进进液罐，由于进液罐为锥形，废硫酸液进入时将形成漩涡，部分大颗粒物质将直接下沉，待堆积到一定厚度时，开启蝶阀即可将大颗粒物质排出。
附图说明
图1为一种制备钛白粉用管式过滤机的结构示意图；
图2为图1中A处的局部放大图。
具体实施方式
为了更好地理解本发明的上述示例性实施例，下面结合具体示例对其进行进一步说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
实施例1
酸解钛液的净化方法，采用如下步骤：将酸解钛液经沉降后，采用管式过滤器进行过滤，即得酸解钛液。
所述管式过滤器包括滤芯7，所述滤芯7内填充硅藻土。
所述管式过滤器包括进液罐1以及与进液罐1连接的分离罐2，进液罐1的侧壁上开设有进液口3，分离罐2的端面上开设有出液口4，分离罐2的内腔两侧分别设置有定位板5、固定板6，定位板5靠近进液罐(1)设置，所述定位板5、固定板6之间还设置有多个滤芯7，滤芯7的两端通过紧固件8分别与定位板5、固定板6连接，所述定位板5上相对滤芯7的位置开设有通孔A、其标号为9，两侧的紧固件8间还设置有将滤芯7包围的滤管10，固定板6上位于相邻两个滤管10间的位置开设有通孔B、其标号为11。
所述紧固件8包括固定在滤芯7外的套筒12以及与套筒12垂直连接的过渡段13，两侧的过渡段13分别与定位板5、固定板6连接。
所述套筒12的端面上开设有环形凹槽，滤管10的两端分别卡设在两侧套筒12的环形凹槽中。
所述滤芯7的滤孔直径为10-60um，滤管10的滤孔直径小于滤芯7的滤孔直径。
所述分离罐2的端面中心处设置有喷淋接管14，喷淋接管14的上端设置有塞头15，喷淋接管14伸入分离罐2的下端连接有储水腔16，储水腔16上设置有多个喷头17。
所述喷头17的内腔直径沿储水腔16到固定板6的方向逐渐减小。
所述进液罐1为锥形结构，锥形底部设置有排液口18，排液口处设置有蝶阀。
本实施例中取酸解钛液100m3,钛液中二氧化钛的质量含量125g/L，温度58℃，加入400m3沉降槽，同时在管道混合器加入2m3的质量浓度为2‰聚丙烯酰胺，沉降4h后；取上层清液用250m2的管式过滤器进行热过滤，流量为30m3/h，得钛液。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种用于酸解钛液的净化的管式过滤器，其特征在于：所述管式过滤器包括进液罐(1)以及与进液罐(1)连接的分离罐(2)，进液罐(1)的侧壁上开设有进液口(3)，分离罐(2)的端面上开设有出液口(4)，分离罐(2)的内腔两侧分别设置有定位板(5)、固定板(6)，定位板(5)靠近进液罐(1)设置，所述定位板(5)、固定板(6)之间还设置有多个滤芯(7)，滤芯(7)的两端通过紧固件(8)分别与定位板(5)、固定板(6)连接，所述定位板(5)上相对滤芯(7)的位置开设有通孔A(9)，两侧的紧固件(8)间还设置有将滤芯(7)包围的滤管(10)，固定板(6)上位于相邻两个滤管(10)间的位置开设有通孔B(11)，所述管式过滤器包括滤芯(7)，所述滤芯(7)内填充硅藻土。
2.如权利要求1所述的用于酸解钛液的净化的管式过滤器，其特征在于：所述紧固件(8)包括固定在滤芯(7)外的套筒(12)以及与套筒(12)垂直连接的过渡段(13)，两侧的过渡段(13)分别与定位板(5)、固定板(6)连接。
3.如权利要求2所述的用于酸解钛液的净化的管式过滤器，其特征在于：所述套筒(12)的端面上开设有环形凹槽，滤管(10)的两端分别卡设在两侧套筒(12)的环形凹槽中。
4.如权利要求3所述的用于酸解钛液的净化的管式过滤器，其特征在于：所述滤芯(7)的滤孔直径为10-60um，滤管(10)的滤孔直径小于滤芯(7)的滤孔直径。
5.如权利要求3所述的用于酸解钛液的净化的管式过滤器，其特征在于：所述分离罐(2)的端面中心处设置有喷淋接管(14)，喷淋接管(14)的上端设置有塞头(15)，喷淋接管(14)伸入分离罐(2)的下端连接有储水腔(16)，储水腔(16)上设置有多个喷头(17)。
6.如权利要求5所述的用于酸解钛液的净化的管式过滤器，其特征在于：所述喷头(17)的内腔直径沿储水腔(16)到固定板(6)的方向逐渐减小。
7.如权利要求3所述的用于酸解钛液的净化的管式过滤器，其特征在于：所述进液罐(1)为锥形结构，锥形底部设置有排液口(18)，排液口处设置有蝶阀。
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