[发明专利]一种硫酸法生产钛白的方法及设备

说明书

技术领域

本发明涉及钛白粉生产领域，具体地，涉及一种硫酸法生产钛白的方法及设备。

背景技术

钛白粉(英文名称：titaniumdioxide)，主要成分为二氧化钛(TiO₂)的白色颜料。学名为二氧化钛(titaniumdioxide)，是一种多晶化合物，其质点呈规则排列，具有格子构造。钛白粉制造方法有两种：硫酸法(SulphateProcess)和氯化法(ChlorideProcess)。目前，中国的钛白粉工厂主要以硫酸法为主进行生产。

硫酸法生产钛白的工艺流程包括：(1)酸解，将钛精矿粉与硫酸(浓度为86wt％-89wt％)按比例(酸矿比1.54-1.65)充分混合，加入稀释水(或废酸)，并通入蒸汽直接加热到80-100℃，酸解反应(1-3小时)得到酸解成熟体系；(2)浸取，取酸解成熟后的固相物加入浸取水(水或稀钛液)，在压缩空气搅拌下，使多孔状的固相物溶解，得到硫酸氧钛溶液；为了调节浸出液的F值(有效酸与总钛含量的比值)，并节约浓硫酸，浸取时常添加废硫酸。根据酸解固体产物的不同，浸取时间一般为1～2小时。(3)可选的还原，在硫酸钛溶液中加入铁屑，铁粉等还原剂使其发生氧化还原反应；(4)可选的沉降，向经还原处理后的硫酸钛溶液中加入沉降剂，去除钛液中不溶性杂质，特别是胶体除去；(5)结晶，采用冷冻结晶法或真空浓缩结晶法使绿矾(FeSO₄·7H₂O)从钛液中析出。(6)晶体分离，过滤钛液分离绿矾晶体；生产中常用的过滤设备是真空过滤槽(转台(平盘)式真空过滤机)和离心机。(7)钛液的浓缩，钛液浓缩一般采用真空薄膜浓缩器连续浓缩(真空度在600mmHg以上，钛液温度70～80℃，加热蒸汽压力1.5～2.5kg/cm²)；(8)水解，将晶体分离后的钛液制取符合一定的组成和粒子大小的水合二氧化钛(俗称偏钛酸)；(9)煅烧，在高温(860～950℃)下，使水合二氧化钛(俗称偏钛酸)脱水、脱硫并形成一定晶型的钛白。

在现有的硫酸法生产钛白的工艺流程中，不可避免的会产生一些废液，例如在晶体分离的过程中，经过真空过滤槽过滤后从钛液中分离出的硫酸亚铁晶体混合物，在经过离心分离后，会得到硫酸亚铁的饱和溶液，这种硫酸亚铁的饱和溶液通常称其为离心母液(其含有10～50g/L左右的二氧化钛)。这些废液往往会被再次回流应用，以减少原料浪费。

由于这种离心母液是硫酸亚铁的过饱和溶液，离心母液中会析出大量的硫酸亚铁晶体，这些晶体会堵塞管道阀门和输送泵，这就使得离心母液的应用范围受到了限制。目前，常用的回用方法为将离心母液回流到真空过滤槽进行循环过滤以回收母液中的钛。这样虽然也能回收离心母液中的钛，但是离心母液会稀释钛液以使钛液中TiO₂浓度降低约3～6g/l，这就增加了后续钛液浓缩的负担，增加浓缩成本。

发明内容

本发明的目的是克服现有技术中的技术问题，提供一种硫酸法生产钛白的方法及设备，在回收离心母液中钛的同时，减轻后续钛液浓缩的负担。

为此，根据本发明的一个方面，提供了一种硫酸法生产钛白的方法，该方法包括对钛精矿粉依次进行酸解、浸取、结晶、以及晶体分离的步骤，且该方法还包括将晶体分离过程中产生的离心母液与工艺水按照重量比1：(1-2.5)混合后形成离心母液稀释液，并将所述离心母液稀释液作为至少部分浸取水回用于所述浸取步骤，所述工艺水为脱盐水、净循环水和污循环水中的一种或多种。

同时，在本发明的另一个方面，还提供了一种硫酸法生产钛白的设备，所述设备包括按照工艺操作的顺序依序设置的酸解/浸取装置、结晶装置、以及晶体分离装置，所述晶体分离装置包括离心机，且该设备还包括内置有搅拌器的稀释罐，所述稀释罐的入口端分别与离心机的离心液出口及工艺循环水管道的出口端相连，所述稀释罐的出口端与所述酸解/浸取装置的进取水入口端相连。

本发明所提供的硫酸法生产钛白的方法及设备，通过将离心母液与工艺水按比例混合，在避免离心母液中钛发生水解的同时，稀释了离心母液。这种离心母液稀释液在回用过程中能够有效改善堵塞管道阀门和输送泵的问题，而且将离心母液稀释液作为至少部分浸取液回用于所述浸取步骤，不但能够回收离心母液中的钛，而且还不会降低后期产生的钛液浓度，进而避免了因离心母液回用产生的钛液浓缩的负担，避免了浓缩成本的增加。

本发明的其它特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。

附图说明