[发明专利]一种黑钛液的后处理方法及其使用的装置

说明书

本发明提供了一种黑钛液的后处理方法及其使用的装置，本发明提供的黑钛液的后处理方法采用蒸发浓缩，再依次进行闪蒸结晶、冷却结晶和固液分离，实现了连续化生产，使得更多的硫酸亚铁这一可溶性杂质充分结晶析出分离，提高除杂效率，降低能耗，并且结晶母液铁钛比能够稳定地达到0.25～0.26，且钛浓度为190～220g/L。本发明提供的用于黑钛液后处理的装置，采用闪蒸和冷却两台结晶器配合使用的方式，可达到传统间歇结晶生产工艺5～6台结晶器的产能，提高设备利用率，降低能耗，减小了装置占地面积。

技术领域

本发明涉及硫酸法钛白粉生产技术领域，特别是涉及一种黑钛液的后处理方法及其使用的装置。

背景技术

钛白粉是现今常用颜料，多采用硫酸法制备钛白粉。在硫酸法钛白粉生产过程中，使用硫酸对钛铁矿或者高钛渣进行消解，所得消解液再进行杂质的去除以及提浓等一系列后处理，即得到主要含有硫酸氧钛、硫酸亚铁以及硫酸的黑钛液；再对黑钛液进行水解即可得到钛白粉。黑钛液中的硫酸亚铁作为一种可溶性杂质需要部分去除，其除去方法通常是利用硫酸亚铁的溶解度受温度影响比较大的特性，将黑钛液降温，使硫酸亚铁以七水合硫酸亚铁结晶的形式析出并得到分离。行业内普遍采用间歇闪蒸结晶工艺或间歇冷却结晶工艺。所得到的结晶母液中的铁钛比指标要求控制在0.35以下，目前国内行业水平普遍在0.28～0.33，更低的铁钛比有利于后续水解反应，但就目前行业的工艺和装备情况来说则需要更多的能源消耗。

并且，结晶母液需进一步浓缩以提高溶液总钛浓度至190～230g/L，使之满足后续水解工序质量指标。浓缩所采用的设备多为升膜或降膜式蒸发浓缩器，使用0.1MPa左右的饱和蒸汽作为加热源。

如图1和图2所示，分别以方框图的形式展示了目前黑钛液后处理所采用的两种工艺流程。

由于以上两种工艺的蒸汽消耗较大，折合每吨产品结晶(使用蒸汽喷射真空泵的闪蒸结晶)与浓缩总的蒸汽单位消耗高达2.3t/t。

发明内容

本发明的目的在于针对现有技术的缺陷和不足，提供一种黑钛液的后处理方法及其使用的装置，本发明的后处理方法以较低的能耗实现铁钛比的降低；并且本发明提供的装置自动化程度高，可实现连续化生产。

为实现上述目的，本发明提供了如下方案：

本发明提供了一种黑钛液的后处理方法，包括以下步骤：

(1)将黑钛液原液进行蒸发浓缩，得到蒸发浓缩液；所述蒸发浓缩的真空度为-0.08～-0.098MPa；

所述黑钛液原液的温度为50～55℃；以TiO₂计，所述黑钛液原液中钛浓度为125～135g/L；

所述蒸发浓缩液的温度为45～70℃；以TiO₂计，所述黑蒸发浓缩液中钛浓度为140～170g/L；

(2)将所述步骤(1)得到的蒸发浓缩液进行闪蒸结晶，得到一级晶浆物料；所述闪蒸结晶的绝对压力为2300～2800Pa；

所述闪蒸结晶过程中物料温度稳定在28～38℃；

(3)采用冷却水对所述步骤(2)得到的一级晶浆物料进行冷却结晶，得到二级晶浆物料；所述冷却水的温度为4～11℃；

所述冷却结晶过程中物料温度稳定在15～25℃；

(4)将所述步骤(3)得到的二级晶浆物料进行固液分离，得到结晶母液；以TiO₂计，所述结晶母液中钛浓度为190～220g/L；所述结晶母液中铁钛比为0.25～0.26。

优选的，所述步骤(2)得到的一级晶浆物料的温度为28～38℃。