[发明专利]一种应用于钛白粉洗涤管式膜装置及洗涤方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种装置及方法，尤其涉及一种针对现有钛白粉洗涤工段装置和工艺存在的缺陷而提供一种全封闭式、处理量大，钛白粉和水洗液分离效果稳定的应用于钛白粉洗涤管式膜装置及洗涤方法。 

背景技术

钛白粉作为一种白色无机颜料，具有无毒，最佳白度和光亮度，是目前世界上性能最好的一种白色颜料，广泛应用于涂料、塑料、造纸、印刷油墨、化纤、橡胶和化妆品等行业。硫酸法生产工艺技术采用热的浓硫酸分解经精选粉碎过的钛铁矿,以铁粉为还原剂制得钛、二价铁及其它金属的硫酸盐混合溶液,俗称钛液。在正钛酸胶体为晶核的诱导下，将浓钛液微压水解生成水合二氧化钛，俗称偏钛酸。盐处理后的偏钛酸经过过滤，煅烧制得粗颗粒二氧化钛，经粉碎、包装即得钛白粉。 

工业上采用滤饼洗涤方法除去偏钛酸中各种可溶性杂质，随着水洗过程pH的上升。铁以氢氧化铁沉淀的形式吸附在偏钛酸中而难以除去。高温煅烧时,氢氧化铁转变成具有与金红石二氧化钛型相同微晶结构的红色氧化铁,当铁的含量高于30×10^-3‰时，金红石二氧化钛呈现黄色，而铁含量高于90×10^-3‰时，会影响锐钛型二氧化钛的白度。微量的铁会形成活性靶点，影响二氧化钛作为颜料的性能。为了能够去除Fe²⁺，还需要将偏钛酸滤饼打浆后加入浓硫酸和还原剂进行二次或多次水洗。 

工业上一般采用真空叶滤机进行过滤，物料在叶滤机上形成滤饼，吊起进 水洗槽水洗。缺点是滤饼厚度需要控制，过薄导致生产效率降低以及水洗时金属离子沉淀加速；太厚则导致滤饼龟裂现象，影响熟悉效果，若相邻滤饼连接在一起，则无法洗涤干净。并且因滤布精度较低，过滤及水洗后的滤液中还有偏钛酸颗粒，导致回收负荷较重。 

工业上也有采用管式过滤机进行过滤，同样，过滤初期滤液中含有偏钛酸颗粒，而且管式过滤机的缺点是，滤布破裂时难以检修。 

工业上还有采用离心机的方法进行洗涤，离心机每次出来的是含40%-50%的含固浆料，因为其中包裹由硫酸根离子，因此需要经过多次的打浆洗涤，操作劳动强度大，且洗涤液中固含量达到4%-5%，对生产成本影响较大，且耗水量大，后期还需对大量产生的白水进行回收处理，投资大。 

形成滤饼的这种过滤方式还使得偏钛酸离子的相互交联成团，少量的Fe(OH)₃和少量的Fe(OH)₂易在偏钛酸颗粒上形成羟桥，分离效率较错流膜过滤系统较低。 

工业上采用CN过滤器对洗涤产生的白水及压滤产生的废酸进行浓缩，存在占地大，设备投资高，偏钛酸颗粒流失的问题，且需要不定时更换填料。 

单独使用膜分离装置进行洗涤过滤时，分离效果较好，但是初始的硫酸浓度较高，造成后续洗涤水量较大，而且不易于硫酸的回收。 

发明内容

针对上述问题，本发明的主要目的在于提供一种针对现有钛白粉洗涤工段装置和工艺存在的缺陷而提供一种全封闭式、处理量大，钛白粉和水洗液分离效果稳定的应用于钛白粉洗涤管式膜装置及洗涤方法。 

一种应用于钛白粉洗涤管式膜装置，所述装置采用复数级套洗方式，将后级清液用作于前级洗涤用水，所述装置包括膜浓缩系统和复数组膜洗涤系统。 

在本发明的具体实施过程中，所述膜浓缩系统包括膜浓缩系统储罐、循环泵和膜浓缩组件，所述膜洗涤系统为两组， 

其中第一组包括：1号膜洗涤系统储罐、1号膜洗涤系统组件、1号循环泵； 

第二组包括：2号膜洗涤系统储罐、2号膜洗涤系统组件、2号循环泵，两组膜洗涤系统之间还安装有漂白釜； 

所述循环泵安装在膜浓缩系统储罐和膜浓缩组件之间的管道上； 

所述1号循环泵安装在1号膜洗涤系统储罐和1号膜洗涤系统组件之间的管道上； 

所述2号循环泵安装在2号膜洗涤系统储罐和2号膜洗涤系统组件之间的管道上； 

所述漂白釜和第二组膜洗涤系统之间的管道上还安装有物料输送泵。 

一种利用上述的装置应用于钛白粉的洗涤方法，所述方法包括如下步骤： 

A：将水解后的水解液直接进入膜浓缩系统，将物料浓缩至初始值的1-4倍； 

B：采用复数级膜洗涤系统套洗方式，具体级数为2级或2级以上，将后级水洗清液用于前级洗涤水，后级水洗加入纯水，套洗级数越多用水量越少； 

C：水洗过程中可用于前级套洗的清液出水分别进入清液储罐，经泵或重力自流进入物料储罐，作为洗涤用水洗涤前级偏钛酸浆料；