[发明专利]硫酸法钛白粉沉降钛液中低位热回收方法及回收系统

说明书

技术领域

本发明涉及一种钛白粉生产工艺及设备，尤其是一种硫酸法钛白粉生产工艺及设备。

背景技术

钛白粉是重要的白色颜料和瓷器釉料，与其他白色颜料比较有优越的白度、着色力、遮盖力、耐候性、耐热性、和化学稳定性，特别是没有毒性，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、化妆品等工业。

国内典型的硫酸法生产钛白主要由下列几个工序组成：原矿粉碎；用硫酸分解精矿制取粗硫酸氧钛溶液；溶液沉降除杂，降温除铁；精溶液再次过滤净化，浓缩得到精制硫酸氧钛溶液；精制硫酸氧钛溶液水解析出偏钛酸；偏钛酸煅烧制得二氧化钛以及按照不同用途对煅烧所得二氧化钛进行各种后处理以弥补它的光活性缺陷，并改变它的表面性质。后处理包括预粉碎，砂磨，分级，无机和有机表面包膜处理，过滤，干燥、气流粉碎和计量包装等，从而获得表面性质好，高白度，分散性高的金红石型二氧化钛成品。

其中，精制硫酸氧钛溶液制备工序的物料的主要流动顺序如图1所示。

在图1所示的工艺中，主要包括以下步骤：

(1)沉降：经酸解得到的粗硫酸氧钛溶液经过沉降除去机械杂质，得到沉降钛液，沉降钛液温度在65～75℃；

(2)结晶：然后送入下工序结晶；结晶工序的目的是在蒸汽喷射泵的作用下降低物料的温度，从而使物料中的硫酸亚铁达到饱和溶解度从而析出，然后经转台过滤分离结晶，从而控制溶液中铁和钛的比例在工艺要求的范围内，通常结晶的温度在18～22℃，结晶后经转台过滤得到转台滤液；

(3)控制过滤：转台滤液后续经过控制过滤，进一步降低钛液中的机械杂质，得到精钛液，精钛液的温度在18～22℃；

(4)浓缩：然后将精钛液逐步升温至65～70℃后以便于进行减压蒸发，蒸发浓缩至所需的钛液浓度，得到可用于水解工序的精制硫酸氧钛溶液。

发明人认为该传统工艺流程存在的问题是：1、沉降钛液温度较高，直接进入下工序结晶，完全通过蒸汽的消耗降低物料的温度，能耗较高；2、在浓缩工序中，需要将精钛液预热至65～75℃，因此需要消耗大量的蒸汽；3、上述1、2导致的蒸汽浪费最终将加大污循环的负荷，增加电力消耗。

发明内容

为降低硫酸钛溶液制备工序的能耗，并减轻污循环的负荷，本发明提供了一种硫酸法钛白粉沉降钛液中低位热回收方法及回收系统。

本发明所采用的技术方案是：硫酸法钛白粉沉降钛液中低位热回收方法，包括以下步骤：

A、沉降：经酸解得到的粗硫酸氧钛溶液经过沉降除去杂质，得到沉降钛液；

B、结晶：沉降钛液送入结晶工序进行结晶处理，并分离亚铁结晶，得到转台滤液；

C、控制过滤：转台滤液经控制过滤，得到精钛液；

D、浓缩：将精钛液升温至目标温度进行减压蒸发，蒸发浓缩至所需的浓度，得到精制硫酸氧钛溶液，精制硫酸氧钛溶液送水解工序进行水解；

其特征在于，还包括以下步骤：将步骤A中得到的沉降钛液送入间壁式换热器中，与步骤B产生的转台滤液或步骤C产生的精钛液进行间接换热；经换热后，沉降钛液温度降低，得到预降温清钛液，将预降温清钛液送后续结晶工序继续处理；转台滤液或精钛液温度上升，分别得到预升温清钛液或预升温精钛液；将预升温清钛液送控制过滤工序继续处理或将预升温精钛液送浓缩工序继续处理。

本发明结合沉降钛液进入结晶工序前需要降温，精钛液进入浓缩前需要预热的特点，合理的提出本发明的新流程。沉降钛液进行换热处理，将多余的热量移除，以降低结晶工序的蒸汽消耗；转台滤液或精钛液作为换热介质，采用间接换热的方式用于沉降钛液的换热，控制合理的换热面积和液体流速，可以使得沉降钛液和转台滤液或精钛液的温差小于5℃，甚至相同。该方式不仅降低了结晶工序蒸汽消耗，同时可以有效降低精钛液升温所需的蒸汽消耗，具有一举两得的目的，同时由于系统蒸汽消耗的降低相应使得二洗蒸汽的处理费用降低。