[发明专利]一种连续化制备人造金红石的方法及其专用设备有效
申请号: | 201610770700.8 | 申请日: | 2016-08-31 |
公开(公告)号: | CN106430297B | 公开(公告)日: | 2017-11-07 |
发明(设计)人: | 于京辉;姜淞瀚 | 申请(专利权)人: | 于京辉;江苏红石钛业有限公司;姜淞瀚 |
主分类号: | C01G23/047 | 分类号: | C01G23/047 |
代理公司: | 沈阳科威专利代理有限责任公司21101 | 代理人: | 杨坚 |
地址: | 215600 江苏省苏州*** | 国省代码: | 江苏;32 |
权利要求书: | 查看更多 | 说明书: | 查看更多 |
摘要: | |||
搜索关键词: | 一种 连续 制备 人造 金红石 方法 及其 专用设备 | ||
技术领域
本发明涉及化工材料制造领域,特别是一种连续化制备人造金红石的方法及其专用设备,用于制造高等级人造金红石。
背景技术
高等级人造金红石是生产氯化法钛白粉和海绵钛主要原材料之一,在全球每年大约550万吨钛白粉的生产中氯化法工艺约占市场的55%-60%。氯化法钛白粉生产和海绵钛的生产都要求以含二氧化钛百分比较高的钛的提纯物作为原料,包括天然金红石、人造金红石和高钛渣。在人造金红石的生产中,在保证钛铁矿的颗粒不缩小的前提下实现连续化生产的问题一直没有得到很好地解决。解决连续化生产的问题,不仅能够提高生产效率,降低生产成本,还能够避免由于批次生产所带来的产品质量不稳定,提高产品质量的稳定性。到目前为止,尚没有见到可大规模工业化生产用的在保证钛铁矿颗粒不缩小的前提下实现连续化生产的技术发明。
氯化法钛白粉和海绵钛的生产都对原材料的粒度有严格的要求,钛铁矿在盐酸浸出反应过程中有两个因素会影响所得到的人造金红石的粒子尺寸,一个是由于盐酸溶解掉矿石中所含的铁成份而使粒子尺寸变小,另一个是粒子之间相互摩擦而使粒子尺寸变小。这两个因素导致的颗粒缩小都会使所获得的人造金红石在粒度上不能满足氯化法钛白粉和海绵钛生产的要求。为了减少摩擦导致的粒子尺寸变小,人们发明了加压球型反应器和常压流化床反应器来实施盐酸浸出反应,但这两种反应器都是间歇式的,不能实现连续酸浸反应。
本申请人在公告号为CN104353398B的专利文献中公开了一种连续U形排管式酸浸反应器及其制备人造金红石的方法,其将工业酸和固体矿物颗粒料混合后的浆状物送入连续U形排管式酸浸反应器进行生产制备,能够减少固体颗粒之间的相互摩擦,但存在问题是:(1)混合后的浆状物在连续U形排管内流动的路径过长,能量消耗太大;(2)连续U形排管的转弯角较多容易造成管道内的浆状物淤积和堵塞而且不易维修;(3)连续U形排管的结构不能使反应过程中的气体顺利排除和回收;(4)采用恒温箱加热,能耗消耗量大,不利节能。
发明内容
本发明的目的是提供一种连续化制备人造金红石的方法及其专用设备,解决了常规反应器不能实现连续化大规模生产的问题,同时避免了连续U形排管式酸浸反应器的上述技术问题,进一步有效的避免了固体颗粒之间相互摩擦,避免了批次生产所带来的批次间的质量差异,提高了产品质量的稳定性。
本发明的技术方案是:一种连续化制备人造金红石的方法,包括以下步骤:
(1)将盐酸和钛铁矿颗粒物料以相对方向同时加入位于流化床式反应器外部高位的混料仓进行混合;
(2)在混料仓内混合后的浆状物料向下沿与反应器下部浆料入口连通的进料管流入反应器中;
(3)将加热到预设温度的盐酸由流化床式反应器底端的酸液入口注入到反应器中,并经反应器下部酸液导流板向上流动,与浆状物料发生酸浸出反应,形成固液混合的反应溶液;
(4)通过设置在反应器内的U型加热管对反应溶液加热,保持反应溶液的温度在103℃至105℃之间;
(5)反应器中的反应溶液呈流化状不断向上运动,到达流化床式反应器上部的排料口的高度后,通过排料口送入负压式液固分离器实施液固分离,得到固体颗粒状的人造金红石和液体的反应后溶液;
(6)反应溶液生成的气体上升至流化床立式反应器上部的气体膨胀缓冲区,充满后,由反应器顶部的单向安全释放阀排出到气体/液体收集器内。
在步骤(3)中,所述加热的盐酸是由酸预热装置加热到预设温度,并通过连接的耐酸泵及控制阀的调节控制注入。
在步骤(4)中,在所述U型加热管的固定支架设置有多个温度传感器,由控制系统通过采集温度传感器的温度信息,控制U型加热管的温度。
所述混料仓高于排料口的高度,导流板低于浆料入口的高度。
该连续化制备人造金红石的专用设备包括流化床式反应器,其特征在于:在所述反应器的外部高位设置有混料仓,混料仓的盐酸进口和物料进口相对设置;反应器下部设置有浆料入口,反应器底端设置有酸液入口和检修门,浆料入口通过进料管与混料仓底部连通,反应器腔体下部设置有酸液导流板;在反应器腔体内设置有用于加热反应溶液的U型加热管;在反应器上部设置有排料口,排料口连接有负压式液固分离器,所述混料仓高于排料口的高度;在反应器上部还设置有气体膨胀缓冲区,在反应器顶部设置有用于将过量气体/液体排出到气体/液体收集器内单向安全释放阀。
作为进一步改进,所述酸液入口连接有用于控制流量的控制阀和耐酸泵,在耐酸泵前端连接有酸预热装置。
该专利技术资料仅供研究查看技术是否侵权等信息,商用须获得专利权人授权。该专利全部权利属于于京辉;江苏红石钛业有限公司;姜淞瀚,未经于京辉;江苏红石钛业有限公司;姜淞瀚许可,擅自商用是侵权行为。如果您想购买此专利、获得商业授权和技术合作,请联系【客服】
本文链接:http://www.vipzhuanli.com/pat/books/201610770700.8/2.html,转载请声明来源钻瓜专利网。