[发明专利]改进的浓缩浆液的方法和设备

说明书

背景技术

生产颜料级的二氧化钛需要多个处理步骤。经过硫酸盐处理过程中的煅烧或者氯化处理过程中的氧化而产生粗或原二氧化钛颜料的过程，是颜料生产过程中的中间步骤。之后，粗颜料与不需要的盐分分离，并且按照惯例通过各种表面处理研磨成浆液，以生产出具有所需粒度分布的颜料。而且，某些生产过程受益于对二氧化钛成品的浆液的使用。然而，在生产过程中产生的浆液包含过量的水分，导致了运输费用的增加。因此，产生了二氧化钛浆液的脱水方法。

使浆液脱水的一种现有可用系统是由New Logic Research，Inc.推出的VSEP过滤系统(Filtration System)(V SEP是New Logic Research，Inc.的注册商标)。VSEP处理应用了一个过滤系统(“VSEP过滤系统”)，该过滤系统包含一个由一系列的盘或碟和分流器组成的过滤组套(FilterStack)。每一个过滤盘都有微孔尺寸不超过0.1μ的外部膜，并且通常还包括一个位于外部膜和盘之间的引流织物(Drain Cloth)。分流器决定通过过滤组套的流动型态。图1给出了一种常用VSEP过滤系统，图2给出了一种常用过滤组套。

VSEP过滤系统通过在二氧化钛浆液流经过滤盘和分流器时去掉浆液中的水分，对其进行浓缩。当二氧化钛浆液比重增加时，除非薄膜表面的剪切速率足以除去颗粒，否则将会发生颗粒在过滤盘和分流器上组套积的现象。为了产生必要的剪切速率，VSEP过滤系统通常以约1.9厘米(0.75英寸)的运动幅度来振荡过滤组套中的盘。这种振荡在薄膜和液体的界面上，产生约每秒(inverse second)150,000的剪切速率。VSEP系统产生无杂质的水流，称为渗透液，同时也产生二氧化钛浆液，称为浓缩液。

当按照制造商的说明书实施时，一个标准的高固形VSEP过滤组套运行时间是1天到45天，平均使用寿命是18天。然而，如果在没有盘振荡的情况下进行操作，VSEP过滤组套只有仅仅一到两个小时的使用寿命。与其它过滤系统(Cross-Flow Filtration)相比较，如错流过滤，VSEP过滤系统提供了较高的性能。然而，增加应用在系统中的过滤组套的使用寿命，并减少过滤组套的总体失效，将是非常有利的。

发明概述

一方面，本发明提供了一种使二氧化钛浆液脱水的改进方法。待脱水的二氧化钛浆液的比重在约1.01～约1.8之间。用在脱水处理过程中的过滤系统包括过滤组套、用于振荡过滤组套的装置、储存待脱水二氧化钛浆液的供料箱、渗透液排出管道和渗透液储存箱、浓缩液排出管道和浓缩液储存箱、以及水源，过滤组套包括过滤盘(Filter Disk)和分流盘(Diverter Tray)。在本发明方法中，通过从供料箱排出流体，并由水或者渗透液流体代替该流体，来降低储存在供料箱中的浆液的比重。在过滤TiO₂浆液之前，通过引导来自渗透液储存箱中的渗透液流体流经过滤组套一段足以湿润过滤盘和分流盘的时间，来对过滤组套进行预处理(pre-condition)。这种初始化处理后，启动从供料箱到过滤组套的供料供给。当浆液供料从供料箱流向过滤组套时，从过滤组套中排出的浓缩液流体流入供料箱中。另外，从二氧化钛生产过程中获得的浆液被引导进入供料箱。当原料持续从供料箱流入过滤组套时，将进入过滤组套的流体压力调整为约275kPa(40psig(磅/平方英寸))～约830kPa(120psig)之间的压力。随着渗透液流体的流动，过滤组套的振荡开始启动。振荡启动一段时间后，振荡幅度增加。过滤组套的振荡幅度设定在约0.6厘米(约0.25英寸)～约3.8厘米(1.5英寸)之间。随后，供料箱中浆液的比重允许增加到与从二氧化钛生产过程中获得的待脱水供料相等的值。当供料从供料箱进入到过滤组套时，浓缩液和渗透液流体不断地从过滤组套中排出。