钛白粉的生产工艺.doc

钛白粉的生产工艺
钛白粉的生产工艺主要有硫酸法和氯化法2种。
硫酸法生产工艺1925年始于美国的NationalLeadIndustry，之后各地逐步建立生产厂，1941年生产出金红石型产品。氯化法工艺开始于1932年，德国法本公司发表了第一个四氯化钛气相氧化法制钛白粉专利，在1959年杜邦公司开发了杜邦法生产工艺，并建成了10万t/a的生产厂，正式实现大型工业化，但是氯化法工艺的技术难度非常大，目前核心技术仍只有少数企业掌握。
    硫酸法是将钛铁粉与浓硫酸进行酸解反应生产硫酸亚钛，经水解生成偏钛酸，再经锻烧、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。硫酸法的优点是能以价低易得的钛铁矿与硫酸为原料，技术较成熟，设备简单，防腐蚀材料易解决。其缺点是流程长，只能以间歇操作为主，湿法操作，硫酸、水消耗高，废物及副产物多，对环境污染大。
    氯化法是将金红石或高钛熔渣粉料与焦炭混合后进行高温氯化生产精四氯化钛，精馏、除钒后，进行高温氧化，分级、表面处理，再经过滤、水洗、干燥、粉碎得到钛白粉产品。氯化法只能生产金红石型产品。氯化法优点是流程短，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。缺点是投资大，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。氯化法与硫酸法的优缺点比较情况见表1。 表1 氯化法与硫酸法比较情况表 
项目
硫酸法 
氯化法
原料 
钛铁矿、酸溶钛渣。
氯化钛渣、人造金红石。 
产品类型 
既可生产锐钛型钛白也可生产金红石钛白粉 
仅能生产金红石钛白粉。
生产技术 
生产难度小，设备简单、技术成熟，国内广泛采用。 
生产技术难度大，关键设备结构复杂，要求耐高祖、耐腐蚀材料，国内应用较少国际上只有少数公司拥有此技术。 
产品质量 
采用先进的工艺控制和完善的包膜技术，缩小了与氯化法产品质量的差异。 
产品质量较好。由于最终产品微量吸附氯和HCl，具有腐蚀性，在某些应用领域受局限。
主要污染物 
以钛铁矿为原料，每生产1t钛白粉，将产生3-4t绿矾和8t废酸。以钛渣为原料，不存在绿矾问题。 
以金红石为原料，废物排放量很低。以钛熔渣为原料，每生产1t钛白粉，可产生约1.6t含氯和盐酸的FeC3。 
工厂安全 
主要危害来自于热浓硫酸的处理和二氧化钛粉尘。
氯气、高温TiCl4气体、TiO2粉尘。
生产方式
间歇式生产
连续式生产，易于实现自动控制。 
    钛渣是钛铁矿(钛精矿)配加一定量的含碳还原剂通过电炉熔炼，使矿中的铁氧化物被碳还原，从而实现铁钛分离，钛氧化物被富集在炉渣中所形成的产品。酸溶钛渣是用作硫酸法钛白生产原料的钛渣；氯化钛渣是用作氯化法钛白或海绵钛生产原料的钛渣。