CN209481195U - 一种生产金红石型钛白粉的酸解装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种生产金红石型钛白粉的酸解装置，包括预混槽与酸解罐，所述预混槽设置在酸解罐的上方，所述预混槽的出料口与酸解罐的进料口连接，形成连接口，所述连接口处设置有阀门；所述预混槽用于混合酸液和矿粉；所述酸解罐内部横向设置有螺旋搅拌器，所述酸解罐底部设置有物料出口和斜板，所述斜板能够引导反应物料从物料出口排出。本实用新型的酸解装置，能在节约成本的同时将将矿粉与酸的混合和酸解分开，既保证了酸解率，使矿粉中的金属氧化物转化完全，又便于调整酸矿比，使整个金红石型钛白粉生产工艺更为流畅。

Description

一种生产金红石型钛白粉的酸解装置

技术领域

本实用新型涉及钛白粉生产领域，特别是一种生产金红石型钛白粉的酸解装置。

背景技术

在硫酸法生产锐钛型钛白粉过程中，通常是将钛精矿和钛渣混合进行破碎，再经过酸解、水解、盐处理等工序产生偏钛酸，然后在酸解装置内进行高温煅烧，使偏钛酸转化为二氧化钛，得到锐钛型钛白粉初品，最后经粉碎包装得到锐钛型钛白粉成品。目前，生产钛白粉的酸解过程通常采用大型的耐酸瓷砖酸解罐，矿粉和浓硫酸混合后在酸解罐中发生酸解反应，为了保证酸解的连续性、提升酸解率，目前通常会在酸解之前先将浓硫酸和矿粉进行混合，再进行酸解反应；常见的钛白粉产品主要有锐钛型和金红石型，其中在金红石型钛白粉生产的酸解过程中，为了提高酸解率，以及提高后续工序中金红石型钛白粉初品的生成率，其酸解反应中硫酸浓度和酸矿比需要严格控制。

现有专利中，申请号为201720562977.1，申请日为2017.05.19的专利公开了一种硫酸法生产钛白粉用的酸解装置，其通过在酸解装置中设置喷淋装置、搅拌装置，提高了搅拌效率和物料混合均匀程度，同时实现物料的均匀混合和酸解反应的进行，免去了酸解设备中的预混装置的设置，降低了生产设备的投入成本；然而，其在酸解装置内部同时进行酸矿的混合和酸解反应，极容易导致酸液还未混合均匀就开始进行反应，导致酸液蓄积，局部反应不完全，影响酸解率，进一步，同时进行也不便于调节酸矿比，尽管降低了成本，却无法保证矿粉中的金属氧化物是否完全转化，导致后续钛白粉成品率降低，往往得不偿失。

实用新型内容

本实用新型的目的在于：针对上述存在的问题，提供一种生产金红石型钛白粉的酸解装置，其在酸解槽的上方设置酸解预混装置，预混槽出料口与酸解槽直接连接，在节约成本的同时将将矿粉与酸的混合和酸解分开，既能够保证酸解率，使矿粉中的金属氧化物转化完全，又便于调整酸矿比，使整个金红石型钛白粉生产工艺更为流畅。

本实用新型采用的技术方案如下：

本实用新型的一种生产金红石型钛白粉的酸解装置，包括预混槽与酸解罐，所述预混槽设置在酸解罐的上方，所述预混槽的出料口与酸解罐的进料口连接，形成连接口，所述连接口处设置有阀门；所述预混槽用于混合酸液和矿粉；所述酸解罐内部横向设置有螺旋搅拌器，所述酸解罐底部设置有物料出口和斜板，所述斜板能够引导反应物料从物料出口排出。

进一步地，所述酸解罐为长方体结构，所述螺旋搅拌器设置在长方体的中上部分，横跨长方体的长。

进一步地，所述螺旋搅拌器包括旋转横杆和螺旋叶片，所述螺旋叶片固定设置在螺旋横杆上，所述旋转横杆穿设酸解罐的长，所述旋转横杆两端均设置有电机。

进一步地，所述酸解罐的顶部设置有进酸口，所述进酸口与喷头连接，所述喷头为圆形结构，所述圆形结构表面分布有若干个喷孔。

进一步地，所述预混槽顶部设置有矿粉入料口，所述预混槽内部设置有加酸结构，所述加酸结构下方设置有搅拌结构，所述搅拌结构将酸液和矿粉混合均匀。

进一步地，所述预混槽上方设置有矿粉储存罐，所述矿粉储存罐的出料口与预混槽的入料口连通。

进一步地，所述预混槽的上方还设置有脉冲除尘器，所述脉冲除尘器上安装有引风机。

进一步地，所述加酸结构为酸液喷淋管，所述酸液喷淋管为环形管道，所述环形管道沿着环形方向开设有若干个小孔。

进一步地，所述搅拌结构螺旋搅拌结构，所述螺旋搅拌结构包括搅拌杆、螺旋搅拌片与电机，所述电机设置在预混槽上方，所述电机与搅拌杆连接，所述搅拌杆上安装有螺旋搅拌片。

综上所述，由于采用了上述技术方案，本实用新型的有益效果是：

1、本实用新型的酸解装置，经粉碎后的钛精矿与矿渣先经过预混槽进行混合，预混槽内部采用喷淋加酸、螺旋搅拌保证了酸矿混合均匀，从而保证了后续酸解过程的连续性，酸解率能够高达97%。

2、与现有技术相比，本实用新型将预混槽设置在酸解罐的上方，便于预混之后直接将混合好的物料送入酸解罐中进行酸解反应，同时，这样设置能够节省空间，可以看成是将酸解装置分为独立的预混和酸解两个部分，互不干扰，浓硫酸和矿精矿矿粉既能充分混合，又能保证酸解的连续性和酸解反应充分，同时本结构相较于单独设置预混槽和酸解罐、并通过在之间设置泵输送物料的结构更为简单，也更节约成本。

附图说明

图1是本实用新型酸解罐的结构示意图；

图2是本实用新型预混槽的结构示意图；

图3是图2中分散盘的结构示意图；

图4是图2中喷淋管的俯视图。

图中标记：1-螺旋输送器，2-矿粉储存罐，3-平衡管，4-分散盘，5-电机，6-脉冲除尘器，7-喷淋管，8-进液阀，9-预混槽，10-连接口，11-搅拌杆，12-螺旋搅拌片，13-酸解槽，1301-进酸口，1302-喷头，1303-螺旋搅拌器，1304-斜板，1305-物料出口。

具体实施方式

下面结合附图，对本实用新型作详细的说明。

为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

实施例1

如图2所示，本实用新型的生产金红石型钛白粉的酸解装置，包括预混槽9与酸解罐13，所述预混槽9设置在酸解罐13的上方，所述预混槽9的出料口与酸解罐13的进料口连接，形成连接口10。将预混槽设置在酸解罐的上方，便于预混之后直接将混合好的物料送入酸解罐中进行酸解反应，同时，这样设置能够节省空间，可以看成是将酸解装置分为独立的预混和酸解两个部分，互不干扰，90%浓硫酸和矿精矿矿粉既能充分混合，又能保证酸解的连续性和酸解反应充分，作为优选，酸矿比为1.54-1.65；同时本结构相较于单独设置预混槽和酸解罐、并通过在之间设置泵输送物料的结构更为简单，也更节约成本；为了更好地控制混合后的酸矿混合物的加入量，保证酸解反应有序进行，所述连接口10处设置有阀门，通过控制阀门来控制物料的加入量。

如图1所示，为了保证酸解罐内反应更加充分，提升酸解率，所述酸解罐13内部横向设置有螺旋搅拌器1303，从而矿粉在进行酸解反应的同时可以通过搅拌使矿粉与酸接触更加完全，更快速引发酸解反应；进一步，所述酸解罐13底部设置有物料出口1305和斜板1304，斜板采用耐酸材质制成，其倾斜安装在酸解罐底部，倾斜角度优选为10°-25°，其倾斜朝向物料出口1305，以便于引导反应后生成的固相物从物料出口1305排出，便于固相物后续进行溶解沉降.

作为一个优选的实施例，所述酸解罐13为长方体结构，为了保证矿粉充分反应，所述螺旋搅拌器1303设置在长方体的中上部分，横跨长方体的长，进一步，所述螺旋搅拌器包括旋转横杆和螺旋叶片，所述螺旋叶片固定设置在螺旋横杆上，螺旋叶片横跨酸解罐的长，以保证能够全方位实现搅拌混合，优选地，所述旋转横杆穿设酸解罐的长，所述旋转横杆两端均设置有电机，电机带动旋转横杆旋转，旋转横杆带动螺旋叶片转动，从而实现搅拌操作。螺旋搅拌器在酸解过程中搅拌促使矿粉熟化，熟化后的产物经螺旋推动到达反应器的两端，推动生成的固相物按照一定速度到达从斜板上快速排出，从而实现连续进料、连续反应和连续出料的过程。

作为一个优选地实施例，所述酸解罐13的顶部设置有进酸口1301，所述进酸口1301与喷头1302连接，所述喷头1302为圆形结构，所述圆形结构表面分布有若干个喷孔，进酸口1301与废酸回用管道连接，废酸再通过喷头均匀喷洒到矿浆上。在酸解罐中加入一定量的废酸稀释可放出一部分热，以启动酸解反应，加入废酸后硫酸浓度以达到84%-88%为准，以保证酸解反应完全进行。

实施例2

基于上述实施例1，所述预混槽9顶部设置有矿粉入料口，所述预混槽上方设置有矿粉储存罐2，所述矿粉储存罐2的出料口与预混槽的入料口连通，同时矿粉储存罐2顶部连接有螺旋输送器1，便于输送矿粉物料，保持预混的连续性。进一步，所述预混槽9内部设置有加酸结构，所述加酸结构下方设置有搅拌结构，从而加酸结构的酸液能够在流出的同时快速与矿粉混合均匀，避免酸液蓄积影响酸解率。

作为优选，所述矿粉储存结构2底部设置有分料结构，所述分料结构用于分散进入预混槽内部的矿粉，避免矿粉结块，保证矿粉与酸混合均匀，实现了连续性下料操作；所述矿粉储存结构2顶部设置有平衡结构，所述平衡结构用于平衡矿粉储存结构2内部的气压，避免矿粉在下落的过程中产生负压，影响下料速度，平衡结构包括若干个内部中空的平衡管3，所述平衡管3竖直伸入矿粉储存结构2内部，平衡管连通矿粉储存结构与外界，使矿粉储存结构内能够保持有空气流通，从而气压能够维持平衡，避免下料过程中矿粉储存罐内空气减少造成负压，从而限制下料的速度。作为优选，为了保持良好的平衡气压的效果，所述平衡管管径为8-12mm。

如图3所示，所述分料结构包括分散盘4，所述分散盘4为圆环结构，所述圆环结构内部交错安装有若干个支架。若干个支架将圆环结构分为多个部分，从而矿粉经过分散盘时能够被多个部分分散，避免矿粉蓄积成团影响与酸的混合效果；作为优选，支架和圆环结构均采用耐酸和耐冲击的材料制成，支架可采用焊接或粘接但不限于焊接粘接的连接方式连接在圆环结构上，圆环结构也可采用焊接或粘接但不限于焊接粘接的连接方式固定在矿粉储存结构的底部出料口处。

作为一个优选的实施例，所述预混槽9的上方还设置有脉冲除尘器6，所述脉冲除尘器6上安装有引风机。在下料前开启引风机，可保持预混槽内部为负压状态，从而下料过程中的粉尘能够被引风机抽走至脉冲布袋上，彻底解决了下矿粉时存在的粉尘污染问题；同时，引风机能够及时抽走预混槽内的粉尘，一定程度上可防止结垢，保持预混槽内负压状态，同时，下矿过程中的粉尘被抽走至脉冲布袋上，积累到一定量后可开启脉冲，将布袋上的矿粉抖入预混槽内，进行预混合操作，下料结束后，关闭引风机。

如图4所示，所述加酸结构为酸液喷淋管7，所述预混槽的酸液喷淋管7为环形管道，优选环形管道的直径为90 mm；进一步，所述环形管道沿着环形方向开设有若干个小孔，若干个小孔等距分布在环形管道上，优选孔距为9-12cm，小孔的孔径为7-8mm，放酸速度控制为16-19分钟。作为优选，环形方向开设的小孔主要分布在底部及侧边，底部及侧边分布的小孔喷出的硫酸能够与矿粉混合充分，且外侧的孔能够冲掉部分预混槽内壁的矿粉，内侧的孔能够保证全方位喷洒到矿粉上，在降低粉尘的同时能够使硫酸与矿粉混合得更加均匀。

作为一个优选的实施例，为了使酸液和矿粉混合得更加快速和均匀，所述预混槽内部的第一搅拌单元为螺旋搅拌结构，螺旋搅拌结构包括搅拌杆11、螺旋搅拌片12与电机5，所述电机5设置在预混槽9上方，所述电机5与搅拌杆11连接，所述搅拌杆11上固定安装有螺旋搅拌片12，电机5能够驱动搅拌杆11旋转，搅拌杆11能够带动螺旋搅拌片12旋转，从而实现搅拌操作，由于螺旋搅拌片的搅拌面积较大，因此能进一步使矿粉和酸液充分混合。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种生产金红石型钛白粉的酸解装置，其特征在于，包括预混槽（9）与酸解罐（13），所述预混槽（9）设置在酸解罐（13）的上方，所述预混槽（9）的出料口与酸解罐（13）的进料口连接，形成连接口（10），所述连接口（10）处设置有阀门；所述预混槽（9）用于混合酸液和矿粉；所述酸解罐（13）内部横向设置有螺旋搅拌器（1303），所述酸解罐（13）底部设置有物料出口（1305）和斜板（1304），所述斜板（1304）能够引导反应物料从物料出口（1305）排出。

2.如权利要求1所述的生产金红石型钛白粉的酸解装置，其特征在于，所述酸解罐（13）为长方体结构，所述螺旋搅拌器（1303）设置在长方体的中上部分，横跨长方体的长。

3.如权利要求2所述的生产金红石型钛白粉的酸解装置，其特征在于，所述螺旋搅拌器包括旋转横杆和螺旋叶片，所述螺旋叶片固定设置在螺旋横杆上，所述旋转横杆穿设酸解罐的长，所述旋转横杆两端均设置有电机。

4.如权利要求1所述的生产金红石型钛白粉的酸解装置，其特征在于，所述酸解罐（13）的顶部设置有进酸口（1301），所述进酸口（1301）与喷头（1302）连接，所述喷头（1302）为圆形结构，所述圆形结构表面分布有若干个喷孔。

5.如权利要求1所述的生产金红石型钛白粉的酸解装置，其特征在于，所述预混槽（9）顶部设置有矿粉入料口，所述预混槽（9）内部设置有加酸结构，所述加酸结构下方设置有搅拌结构，所述搅拌结构将酸液和矿粉混合均匀。

6.如权利要求1所述的生产金红石型钛白粉的酸解装置，其特征在于，所述预混槽上方设置有矿粉储存罐（2），所述矿粉储存罐（2）的出料口与预混槽的入料口连通。

7.如权利要求1所述的生产金红石型钛白粉的酸解装置，其特征在于，所述预混槽（9）的上方还设置有脉冲除尘器（6），所述脉冲除尘器（6）上安装有引风机。

8.如权利要求5所述的生产金红石型钛白粉的酸解装置，其特征在于，所述加酸结构为酸液喷淋管（7），所述酸液喷淋管（7）为环形管道，所述环形管道沿着环形方向开设有若干个小孔。

9.如权利要求5所述的生产金红石型钛白粉的酸解装置，其特征在于，所述搅拌结构螺旋搅拌结构，所述螺旋搅拌结构包括搅拌杆（11）、螺旋搅拌片（12）与电机（5），所述电机（5）设置在预混槽（9）上方，所述电机（5）与搅拌杆（11）连接，所述搅拌杆（11）上安装有螺旋搅拌片（12）。