[发明专利]一种钛白生产中在线变灰点判定装置

说明书

技术领域

本发明涉及属于化工领域，具体地讲，涉及钛白粉生产中的一种装置， 特别是一种在钛液水解过程中在线判定变灰点的装置。

背景技术

钛白粉生产工艺主要分为硫酸法和氯化法，目前国内多采用的是硫酸法 工艺。水解工艺是硫酸法生产钛白中极其重要的工艺之一，水解质量的优劣 不但影响工业生产的经济性，而且对最终产品的质量有着极大的影响。

以自生晶种热水解工艺为例，其主要包括以下步骤：首先，将已预热好 的水解钛液按一定速率加入到已预热至一定温度的去离子水中，前期先形成 一定数量和质量的晶种，随着对体系不断补热促进钛液的水解，并以前期形 成的晶种为结晶中心诱导和促进钛水合粒子在其表面沉积生长并最终形成偏 钛酸浆料；然后，再对偏钛酸浆料进行酸洗、漂白、水洗、盐处理、煅烧、 粉碎等处理后得到钛白产品。然而，硫酸法生产钛白粉的水解工艺中存在着 两个技术难点，其一是如何控制钛液的加量和加入速率，其二是如何确定水 解期间的变灰点以停止加热、搅拌，确定熟化时间，以便对钛液水解速率及 钛白一次粒子大小、分布等进行控制，从而有效地调控所制钛白粉的粒度大 小和分布以及颜料性能。

因此，钛白生产中水解工序的一个核心点是变灰点的判定：随着钛液水 解的进行，前期形成的晶种逐渐诱导钛液水解进行，使水解形成的粒子逐渐 达到临界尺寸，从而在溶液中析出偏钛酸水解粒子；随着水解的进一步进行， 水解体系颜色由黑色透明逐渐变至橄榄绿，再变至轻微浑浊钢灰色(此刻即 为变灰点，即，钛液开始变为钢灰色或灰白色的瞬间为变灰点，亦即钛液水 解的临界点)，之后变至浅乳白色，最后变成白色而大絮凝团。变灰点的判定 对控制钛液的水解速率及偏钛酸粒子的大小及粒度分布等起着关键作用，是 硫酸法钛白工艺中钛液水解最难控制的关键之一。若判断过早，则形成的偏 钛酸粒子偏粗，一次粒子偏细，难于在滤洗时去除杂质，且粒度分布变宽， 进而使颜料性能恶化；相反，若判断过晚，则形成的偏钛酸粒子偏细，一次 粒子偏粗，造成水洗、酸洗时强度增大，同时粒度分布变宽，使其颜料性能 恶化。因此，严格控制变灰点及熟化时间对提高钛白产品质量，适应钛白行 业发展有着重要的理论和实际意义。

目前变灰点的判定大多以肉眼观察为主，时间和温度掌握为辅，主观性 很强。第1335537号英国专利公开了一种通过测定水解钛液反射率来判定钛 液水解临界点的方法。具体而言，该专利采用一种色差仪，以绿色滤光片来 测定水解钛液的反射率变化曲线，通过反射率曲线转折点来确定停止加热、 搅拌的时间。然而，这种方法与钛液本身颜色深浅差异，以及到变灰点时不 同大小粒子对光的散射程度不一致等密切相关，并且容易造成滤光片被粘稠 悬浮粒子污染等问题，因而限制了这种方法的使用。

因此，为了改善劳动环境，提高产品质量和效率，减小不同批次产品质 量的波动，对钛白水解变灰点的自动检测与控制的研究与实现非常必要。但 是，目前国内外尚无相关变灰点判定的在线装置设备及自动控制措施。

发明内容

本发明的目的在于，在现有硫酸法钛白生产工艺基础上，研制一种在线 判定钛液水解变灰点的集成装置，以对钛白生产进行自动控制。

根据本发明，一种钛白生产中在线变灰点的判定装置包括：透光度检测 单元，连接到钛白生产中的水解罐，用来实时检测钛液的透光度；输出单元， 与透光度检测单元相连接；控制单元，与输出单元相连接，接收从输出单元 输出的控制信号。当水解钛液达到变灰点时，输出单元向控制单元输出控制 信号，以停止钛白生产的加热、搅拌。

根据本发明的一个实施例，钛白生产中在线变灰点的判定装置还可以包 括：第一计量泵，与水解罐连接，用来输送水解钛液并调节水解钛液的流量； 第二计量泵，与稀硫酸存储装置连接，用来输送稀硫酸并调节稀硫酸的流量； 混匀器，连接至第一计量泵、第二计量泵和透光度检测单元，容纳第一计量 泵输送的钛液与第二计量泵输送的稀硫酸以使二者混合均匀，并将混匀后的 稀释钛液输送至透光度检测单元。