專利名稱：鈦白粉生產(chǎn)過程中的酸解工藝的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種鈦白粉生產(chǎn)工藝，特別涉及一種鈦白粉生產(chǎn)的酸解工藝。
背景技術(shù)：
鈦白粉是最重要的無機(jī)顏料和化工原料之一。顏料級鈦白粉主要應(yīng)用于涂料、造紙、塑料、橡膠、乳膠漆、印刷油墨、化纖等行業(yè)，非顏料級鈦白粉主要應(yīng)用于搪瓷、電容器、電焊條等。鈦白粉的生產(chǎn)方法一般分為硫酸法和氯化法。其中硫酸法是一種常見的傳統(tǒng)的生產(chǎn)方法，其步驟一般包括:鈦精礦與濃硫酸進(jìn)行酸解反應(yīng)生產(chǎn)硫酸氧鈦、經(jīng)沉降、結(jié)晶、水解生成偏鈦酸，偏鈦酸經(jīng)一洗、漂白、二洗，鹽處理、鍛燒得到金紅石型二氧化鈦粗品，二氧化鈦粗品加入分散劑后濕磨得到金紅石型二氧化鈦料漿，再砂磨，然后包膜和氣粉，得到產(chǎn)品O 傳統(tǒng)硫酸法鈦白粉生產(chǎn)過程中的酸解工藝是:將粗鈦精礦進(jìn)行研磨，研磨合格的鈦精礦和濃硫酸按一定配比預(yù)混，然后注入酸解鍋，在壓縮空氣的攪拌下，加入計量的水引發(fā)主反應(yīng)，然后進(jìn)行熟化，浸取，還原得到酸解鈦液。由于該過程中采用98%的硫酸進(jìn)行預(yù)混，水引發(fā)，引發(fā)熱大，反應(yīng)劇烈，因此需對鈦精礦細(xì)度和水分嚴(yán)格控制，防止鈦精礦和濃硫酸預(yù)混時發(fā)生主反應(yīng)。因此，傳統(tǒng)鈦白粉生產(chǎn)工藝中采用復(fù)雜的研磨系統(tǒng)控制鈦精礦的細(xì)度，同時對于原料粗鈦精礦水分嚴(yán)格要求。近年，出于環(huán)保的考慮，以及企業(yè)降低成本提高核心競爭力的要求，部分鈦白粉廠家采用改良酸解工藝:將粗鈦精礦進(jìn)行研磨，將鈦白粉生產(chǎn)產(chǎn)生的廢酸或預(yù)濃縮廢酸與研磨合格的鈦精礦按一定配比預(yù)混，然后注入酸解鍋，在壓縮空氣的攪拌下，加入計量的濃硫酸引發(fā)主反應(yīng)，然后進(jìn)行熟化，浸取，還原得到酸解鈦液。采用該工藝進(jìn)行酸解具有一定的先進(jìn)性和實(shí)用性，其特點(diǎn)表現(xiàn)為:引發(fā)熱減少，反應(yīng)劇烈程度降低，酸解事故率(爆鍋和冒鍋)降低；鈦白廢酸有效利用，鈦白粉生產(chǎn)成本降低，每噸鈦白粉的廢渣量減少。但是這些廠家依然沒有開發(fā)適合于該種酸解條件的更經(jīng)濟(jì)、更實(shí)用的粗鈦精礦研磨系統(tǒng)，而采用傳統(tǒng)鈦白粉生產(chǎn)工藝中的鈦精礦研磨系統(tǒng)?，F(xiàn)行硫酸法鈦白粉廠家一般都采用風(fēng)掃磨系統(tǒng)對粗鈦精礦進(jìn)行研磨，其磨礦系統(tǒng)主要有風(fēng)機(jī)，球磨機(jī)，旋風(fēng)分離和袋濾器等，該系統(tǒng)運(yùn)行過程是，采用螺旋將粗礦粉送進(jìn)球磨機(jī)，球磨機(jī)在一定的速度下運(yùn)行，球磨機(jī)內(nèi)部的研磨鋼球在磨機(jī)內(nèi)部做拋體運(yùn)動，球與球相互碰撞達(dá)到研磨粗礦粉的目的，同時通過調(diào)節(jié)風(fēng)機(jī)的進(jìn)風(fēng)量使得達(dá)到細(xì)度要求的礦粉被送出球磨機(jī)，進(jìn)入分離裝置，袋濾器除塵，從而達(dá)到控制鈦精礦粒徑目的。通常條件下，粗鈦精礦的研磨細(xì)度要求80%以上過325目標(biāo)準(zhǔn)篩，即325目篩余小于20%，這樣不僅可以降低研磨能耗，同時可以使酸解過程中鈦精礦與硫酸充分接觸，增大酸解反應(yīng)面積，加快反應(yīng)速率，提高酸解率，最大限度降低成本。該系統(tǒng)的運(yùn)行特點(diǎn)是對鈦精礦進(jìn)行研磨的同時具有分級效果，達(dá)到了礦粉細(xì)度的精確控制。但是該系統(tǒng)下也存在一定不足:1.球磨機(jī)研磨礦粉過程中噪音大，對于操作人員身體影響大；2.分級系統(tǒng)要求鈦精礦必須一定速度運(yùn)行，因此必須配大功率風(fēng)機(jī)，系統(tǒng)能耗較高；3.高硬度的鈦精礦直接在磨礦系統(tǒng)中高速運(yùn)行對于系統(tǒng)磨損嚴(yán)重，同時對于系統(tǒng)材質(zhì)要求較高，直接引起系統(tǒng)維護(hù)成本提高；4.鈦精礦生產(chǎn)、運(yùn)輸和儲存過程中不可避免受潮，但傳統(tǒng)磨礦系統(tǒng)采用風(fēng)作為物料運(yùn)送介質(zhì)，因此對粗鈦精礦的濕度要求高，粗鈦精礦水分含量不能超過3%，否則會引起磨礦系統(tǒng)堵塞，研磨系統(tǒng)無法正常進(jìn)行；6.該研磨系統(tǒng)設(shè)備復(fù)雜，一次性投資大，維護(hù)成本較高。綜上，硫酸法鈦白粉生產(chǎn)傳統(tǒng)酸解工藝和現(xiàn)行改良酸解工藝均存在以下缺點(diǎn):
1.粗鈦精礦磨礦系統(tǒng)復(fù)雜，一次性投資和維護(hù)成本高；2.兩種酸解工藝的磨礦系統(tǒng)對粗鈦精礦水分要求極高，對于粗鈦精礦長途運(yùn)輸和儲存過程中防潮要求極高；3.兩種酸解工藝都是將磨好的極細(xì)的鈦精礦直接下鍋，往往粉塵極大，造成環(huán)境污染和收率降低；4.長期實(shí)踐表明兩種酸解預(yù)混工藝中均存在預(yù)混槽結(jié)垢現(xiàn)象，清理困難。目前還沒有通過新的酸解工藝來克服上述缺點(diǎn)的實(shí)報道。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的發(fā)明目的在于:針對上述存在的問題，提供一種解決上述問題的鈦白粉生產(chǎn)過程中的酸解新工藝。本發(fā)明采用的技術(shù)方案是這樣的:一種鈦白粉生產(chǎn)過程中的酸解工藝，其特征在于:將粗鈦精礦與質(zhì)量百分濃度為10-60%的硫酸直接混合得到粗鈦精礦硫酸料漿，控制所述粗鈦精礦硫酸料漿中粗鈦精礦的質(zhì)量百分比為10-70%，然后采用球磨機(jī)進(jìn)行濕磨，磨至所述粗鈦精礦硫酸料漿的粒徑為325目篩余小于20%，得到用于酸解的合格鈦精礦硫酸料漿，所述合格鈦精礦硫酸料漿直接注入酸解設(shè)備，加入98%濃硫酸引發(fā)主反應(yīng)，然后熟化、浸取、還原得到酸解鈦液。該工藝中，熟化、 浸取、還原，這些步驟采用的工藝參數(shù)仍然采用傳統(tǒng)酸解工藝中相應(yīng)步驟的工藝參數(shù)。本申請的發(fā)明人經(jīng)過大量研究發(fā)現(xiàn)，先將粗鈦精礦和低濃度硫酸直接混合后在球磨機(jī)中進(jìn)行研磨，通過同時控制粗鈦精礦和低濃度硫酸加入比例、加入的低濃度硫酸的濃度和球磨機(jī)轉(zhuǎn)速，尤其是控制粗鈦精礦和低濃度硫酸加入比例可以得到合適粒徑的鈦精礦，其細(xì)度滿足80%以上通過325目標(biāo)準(zhǔn)篩，且該鈦精礦硫酸料漿在濃硫酸的引發(fā)下進(jìn)行酸解反應(yīng)得到的酸解料漿的酸解率依然可達(dá)到95%以上且其余各項(xiàng)指標(biāo)均達(dá)到生產(chǎn)要求標(biāo)準(zhǔn)。作為優(yōu)選:與粗鈦精礦直接混合的硫酸質(zhì)量百分濃度為45-55%。因?yàn)椴捎免伆追凵a(chǎn)過程中產(chǎn)生的20-25%的廢酸與98%的濃硫酸混合，得到的45-55%的硫酸是雜質(zhì)含量較少，對鈦精礦酸解的反應(yīng)酸濃度的影響也是較小。作為優(yōu)選:與粗鈦精礦直接混合的硫酸采用鈦白粉生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的廢酸或預(yù)濃縮廢酸。所述的鈦白粉生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的廢酸或預(yù)濃縮廢酸，主要是指硫酸法鈦白粉生產(chǎn)過程中，每生產(chǎn)It鈦白粉，需要消耗4t以上的硫酸，同時產(chǎn)生4.5-6t左右W (H2SO4 )20%-25%的廢酸。所述廢酸中H2SO4含量一般在20-25%，還含有8-16%的FeS04、l_3%的MgS04、0.8-3% 的 Al2 (SO4) 3、0.1-1% 的 MnS04、0.8-1.5% 的 Ti0S04、0.3-1.0% 的 H2TiO3
本發(fā)明可以充分利用上述的廢酸，先與粗鈦精礦進(jìn)行混合濕磨，一方面對于廢酸進(jìn)行回收再利用，另一方面也可以免于濃縮，減少成本，因?yàn)閺U酸是鈦白粉生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的，其中的雜質(zhì)和鈦精礦中雜質(zhì)基本一樣，雖然會少量增加鈦精礦的雜質(zhì)含量，對鈦液的沉降有一定的影響，但通過控制過濾的強(qiáng)度(過濾過程中保持進(jìn)料壓力全程小于0.35MPa)即可消除這種影響
作為優(yōu)選:控制所述粗鈦精礦硫酸料漿中粗鈦精礦的質(zhì)量百分比為40-60%。這樣做是為了保證磨后的鈦精礦能夠達(dá)到適合于鈦精礦酸解所需的粒度分布。作為優(yōu)選:濕磨時磨至所述粗鈦精礦硫酸料漿的粒徑為325目篩余小于20%。這樣的鈦精礦粒度比較適合于鈦精礦酸解，同時又不會因?yàn)榱教《鹚峤饷板?。作為?yōu)選:所述球磨機(jī)的內(nèi)襯和研磨介質(zhì)為耐酸材質(zhì)。由于研磨時加入了硫酸，為了保護(hù)球磨機(jī)，延長球磨機(jī)的使用壽命，優(yōu)選球磨機(jī)的內(nèi)襯和研磨介質(zhì)為耐酸材質(zhì)。進(jìn)一步的:所述球磨機(jī)的內(nèi)襯和研磨介質(zhì)為為304不銹鋼材質(zhì)。綜上所述，由于采用了上述技術(shù)方案，本發(fā)明的有益效果是:1.本工藝采用普通球磨機(jī)即可進(jìn)行，酸解磨礦系統(tǒng)簡單，一次性投資小，維護(hù)成本較低，運(yùn)行成本低；2.酸解工藝中通過研磨的鈦精礦硫酸料漿直接用于酸解，避免了大量礦粉揚(yáng)塵，同時提高了鈦精礦收率，因?yàn)閭鹘y(tǒng)的磨礦工藝為固體研磨，會產(chǎn)生一定量的粉塵；而且磨后的物料采用風(fēng)送和帶濾器傳送，而鈦精礦屬于硬度比較高的礦物，會對風(fēng)機(jī)和帶濾器產(chǎn)生磨損，出現(xiàn)一定量的粉塵，該工段對鈦的收率會產(chǎn)生大于1%的影響；3.該鈦精礦濕磨系統(tǒng)對粗鈦精礦的濕度要求相對較低，不會因粗礦水分過高引起磨礦系統(tǒng)堵塞，有利于降低粗鈦精礦運(yùn)輸，儲存成本；4.該酸解工藝簡單，易操作，適合大規(guī)模生產(chǎn)推廣。
具體實(shí)施例方式下面對本發(fā)明作詳細(xì)的說明。為了使本發(fā)明的 目的、技術(shù)方案及優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，以下結(jié)合實(shí)施例，對本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實(shí)施例僅僅用以解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。實(shí)施例1:
粗鈦精礦與質(zhì)量百分濃度為20%的硫酸(鈦白回收廢酸)按質(zhì)量比1:9的比例進(jìn)入球磨機(jī)進(jìn)行濕磨，球磨機(jī)內(nèi)徑2600m，內(nèi)襯厚度50mm的304不銹鋼板，機(jī)內(nèi)研磨介質(zhì)為直徑60mm的304不銹鋼鋼球，工作轉(zhuǎn)速30r/min，得到的鈦精礦料漿中鈦精礦的325目篩余10%，將研磨合格的鈦精礦硫酸料漿注入酸解鍋，加入計量濃硫酸引發(fā)主反應(yīng)，后經(jīng)熟化，浸取和還原得到酸解放料樣A，其檢測指標(biāo)如表I。實(shí)施例2:
粗鈦精礦與35%的硫酸按質(zhì)量比7:3的比例進(jìn)入球磨機(jī)進(jìn)行濕磨，球磨機(jī)內(nèi)徑2600m，內(nèi)襯厚度50mm的304不銹鋼板,機(jī)內(nèi)研磨介質(zhì)為直徑60mm的304不銹鋼鋼球,工作轉(zhuǎn)速30r/min，得到的鈦精礦料漿中鈦精礦的325目篩余12%，將研磨合格的鈦精礦硫酸料漿注入酸解鍋，加入計量濃硫酸引發(fā)主反應(yīng)，后經(jīng)熟化，浸取和還原得到酸解放料樣B，其檢測指標(biāo)如表I。實(shí)施例3:
粗鈦精礦與45%的硫酸按質(zhì)量比4:6的比例進(jìn)入球磨機(jī)進(jìn)行濕磨,球磨機(jī)內(nèi)徑2600m,內(nèi)襯厚度50mm的304不銹鋼板,機(jī)內(nèi)研磨介質(zhì)為直徑60mm的304不銹鋼鋼球,工作轉(zhuǎn)速30r/min，得到的鈦精礦料漿中鈦精礦的325目篩余18%，將研磨合格的鈦精礦硫酸料漿注入酸解鍋，加入計量濃硫酸引發(fā)主反應(yīng)，后經(jīng)熟化，浸取和還原得到酸解放料樣C，其檢測指標(biāo)如表I。實(shí)施例4:
粗鈦精礦與55%的硫酸按質(zhì)量比5:5的比例進(jìn)入球磨機(jī)進(jìn)行濕磨,球磨機(jī)內(nèi)徑2600m,內(nèi)襯厚度50mm的304不銹鋼板,機(jī)內(nèi)研磨介質(zhì)為直徑60mm的304不銹鋼鋼球,工作轉(zhuǎn)速30r/min，得到的鈦精礦料漿中鈦精礦的325目篩余15%，將研磨合格的鈦精礦硫酸料漿注入酸解鍋，加入計量濃硫酸引發(fā)主反應(yīng)，后經(jīng)熟化，浸取和還原得到酸解放料樣D，其檢測指標(biāo)如表I。實(shí)施例5:
粗鈦精礦與60%的硫酸按質(zhì)量比6:4的比例進(jìn)入球磨機(jī)進(jìn)行濕磨,球磨機(jī)內(nèi)徑2600m,內(nèi)襯厚度50mm的304不銹鋼板,機(jī)內(nèi)研磨介質(zhì)為直徑60mm的304不銹鋼鋼球,工作轉(zhuǎn)速30r/min，得到的鈦精礦料漿中鈦精礦的325目篩余12%，將研磨合格的鈦精礦硫酸料漿注入酸解鍋，加入計量 濃硫酸引發(fā)主反應(yīng)，后經(jīng)熟化，浸取和還原得到酸解放料樣E，其檢測指標(biāo)如表I。表1.實(shí)施例1-5酸解料檢測指標(biāo)
權(quán)利要求
1.一種鈦白粉生產(chǎn)過程中的酸解工藝，其特征在于:將粗鈦精礦與質(zhì)量百分濃度為10-60%的硫酸直接混合得到粗鈦精礦硫酸料漿，控制所述粗鈦精礦硫酸料漿中粗鈦精礦的質(zhì)量百分比為10-70%，然后采用球磨機(jī)進(jìn)行濕磨，磨至所述粗鈦精礦硫酸料漿的粒徑為325目篩余小于20%，得到用于酸解的合格鈦精礦硫酸料漿，所述合格鈦精礦硫酸料漿直接注入酸解設(shè)備，加入98%濃硫酸引發(fā)主反應(yīng)，然后熟化、浸取、還原得到酸解鈦液。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鈦白粉生產(chǎn)過程中的酸解工藝，其特征在于:與粗鈦精礦直接混合的硫酸質(zhì)量百分濃度為45-55%。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鈦白粉生產(chǎn)過程中的酸解工藝，其特征在于:與粗鈦精礦直接混合的硫酸采用鈦白粉生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的廢酸或預(yù)濃縮廢酸。
4.根據(jù)權(quán)利要求1 所述的鈦白粉生產(chǎn)過程中的酸解工藝，其特征在于:控制所述粗鈦精礦硫酸料漿中粗鈦精礦的質(zhì)量百分比為40-60%。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鈦白粉生產(chǎn)過程中的酸解工藝，其特征在于:濕磨時磨至所述粗鈦精礦硫酸料漿的粒徑為325目篩余小于20%。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鈦白粉生產(chǎn)過程中的酸解工藝，其特征在于:所述球磨機(jī)的內(nèi)襯和研磨介質(zhì)為耐酸材質(zhì)。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的鈦白粉生產(chǎn)過程中的酸解工藝，其特征在于:所述球磨機(jī)的內(nèi)襯和研磨介質(zhì)為為304不銹鋼材質(zhì)。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種鈦白粉生產(chǎn)過程中的酸解工藝，將粗鈦精礦與質(zhì)量百分濃度為10-60%的硫酸直接混合得到粗鈦精礦硫酸料漿，并控制粗鈦精礦的質(zhì)量百分比為10-70%，然后采用球磨機(jī)進(jìn)行濕磨，磨至所述粒徑為325目篩余小于30%，得到用于酸解的合格鈦精礦硫酸料漿并直接注入酸解設(shè)備，加入98%濃硫酸引發(fā)主反應(yīng)，然后熟化、浸取、還原得到酸解鈦液,本工藝采用普通球磨機(jī)即可進(jìn)行，酸解磨礦系統(tǒng)簡單，一次性投資小，維護(hù)成本較低，運(yùn)行成本低；鈦精礦硫酸料漿直接用于酸解，避免了大量礦粉揚(yáng)塵，同時提高了鈦精礦收率；對粗鈦精礦的濕度要求相對較低，有利于降低粗鈦精礦運(yùn)輸、儲存成本；該酸解工藝簡單，易操作，適合大規(guī)模生產(chǎn)推廣。
文檔編號C01G23/053GK103112890SQ201310083250
公開日2013年5月22日 申請日期2013年3月15日 優(yōu)先權(quán)日2013年3月15日
發(fā)明者代堂軍, 蔡平雄, 鐘曉英, 常鍵, 曾小林, 朱全芳 申請人:四川龍蟒鈦業(yè)股份有限公司