[发明专利]硫酸法钛白粉真空结晶系统及方法

说明书

本发明涉及一种真空结晶装置，具体公开了一种硫酸法钛白粉真空结晶系统，包括真空结晶器，蒸汽管网和蒸汽喷射器；蒸汽喷射器与真空结晶器和蒸汽管网连通，来自蒸汽管网的带压蒸汽可通过蒸汽喷射器喷出从而吸出真空结晶器中的气体使真空结晶器内部形成负压；还包括依次相连的真空发生设备，气体压缩设备和回收蒸汽管网；真空发生设备与蒸汽喷射器的气体出口连通并能在工作时维持稳定的吸入压强。本发明还公开了一种硫酸法钛白粉真空结晶方法，按照该方法即可实现将本发明的真空结晶系统用于钛白粉真空结晶。本发明的优点是：在实现硫酸法钛白粉真空结晶工艺的真空度的稳定控制的同时实现蒸汽余热的利用。

技术领域

本发明涉及一种钛白粉生产工艺，尤其是一种硫酸法钛白粉生产工艺。

背景技术

硫酸法生产钛白粉是将钛精矿与浓硫酸进行酸解反应生产硫酸氧钛，经水解生成偏钛酸，再经煅烧、粉碎即得到钛白粉产品。此法可生产锐钛型和金红石型钛白粉。典型的硫酸法钛白粉生产工艺包括以下步骤：

(1)用钛精矿或酸溶性钛渣与硫酸进行酸解反应，得到硫酸氧钛溶液；

(2)水解硫酸氧钛溶液得到粗偏钛酸浆料；

(3)对粗偏钛酸浆料进行漂白、加煅烧晶种，水洗，得到水洗合格偏钛酸；

(4)水洗合格偏钛酸进行盐处理，得预处理偏钛酸；

(5)预处理偏钛酸送入转窑煅烧得到钛白粉基料；

(6)钛白粉基料经过后处理工序制得钛白粉产品。

其中金红石钛白粉生产过程中，为了得到颜料性能优良的水解产物，水解前需要将硫酸氧钛溶液的铁钛比(Fe/Ti0₂)控制在0.27～0.36；然而酸解得到的硫酸氧钛溶液的Fe/Ti0₂高达0.7～0.9，因此需要将钛液降温至17～25℃后将钛液中多余的Fe以FeSO₄·7H₂O形式结晶析出，后工序通过固液分离除去，确保水解用硫酸氧钛溶液Fe/TiO₂降低至0.27～0.36。

目前结晶方法主要有冷冻结晶法和真空结晶法。其中真空结晶因其设备简单，产能大，不存在亚铁结壁现象，被大型钛白粉厂家广泛采用。

钛白粉真空结晶系统业内广泛使用蒸汽喷射真空泵，常见的真空结晶系统如图1所示，主要包括真空结晶器、一级蒸汽喷射器、一级冷凝器、二级蒸汽喷射器、二级冷凝器、真空泵。蒸汽喷射真空泵抽气量大、工作范围宽、装置结构简单、没有相对运动的部件，特别是其对吸入气体无选择性，在食品生产、石油化工、油脂加工、聚酯生产、含有机溶剂的物料浓缩等场合，与机械真空泵(油泵)相比显示出明显的优点。

如图1所示，系统工作时，来自蒸汽管网的带压蒸汽通过两级蒸汽喷射器喷出，从而抽出真空结晶器中的气体，使得真空结晶器内部形成负压，在负压环境中，钛液中的Fe以FeSO₄·7H₂O形式结晶析出，实现真空结晶。从蒸汽喷射器喷出的蒸汽可称为二次蒸汽，二次蒸汽经冷凝器冷却后冷凝成水进入回水池，回水池中的水再输送至冷却塔冷却后返回冷凝器中循环冷却二次蒸汽。

发明内容

为实现硫酸法钛白粉真空结晶工艺的真空度的稳定控制，同时实现蒸汽余热的利用，本发明提供了一种硫酸法钛白粉真空结晶系统。

本发明所采用的技术方案是：硫酸法钛白粉真空结晶系统，包括真空结晶器，蒸汽管网和蒸汽喷射器；所述蒸汽喷射器与真空结晶器和蒸汽管网连通，来自蒸汽管网的带压蒸汽可通过蒸汽喷射器喷出从而吸出真空结晶器中的气体使真空结晶器内部形成负压；其特征在于：还包括依次相连的真空发生设备，气体压缩设备和回收蒸汽管网；所述真空发生设备与蒸汽喷射器的气体出口连通；所述真空发生设备能在工作时维持稳定的吸入压强。