本發(fā)明涉及硫酸法鈦白領(lǐng)域，具體涉及一種硫酸法鈦白水解偏鈦酸高溫分離、能量保持濃縮的工藝方法。

背景技術(shù)：

1、鈦白粉廣泛應(yīng)用于各行各業(yè)，國(guó)內(nèi)產(chǎn)能一直在增加。目前鈦白粉生產(chǎn)主要采用硫酸法、氯化法和鹽酸法，我國(guó)80%的鈦白粉都采用硫酸法生產(chǎn)，在鈦白粉的生產(chǎn)流程中水解工序是將前工序黑鈦液外加晶種轉(zhuǎn)成白色的偏鈦酸，經(jīng)過石墨換熱器將偏鈦酸降溫放置于儲(chǔ)槽，偏鈦酸漿液經(jīng)過葉濾機(jī)或壓濾機(jī)進(jìn)行固液分離，偏鈦酸進(jìn)行水洗進(jìn)入下工序；分離后≥20%稀硫酸進(jìn)行綜合利用、進(jìn)入濃縮裝置濃縮后返回鈦白裝置循環(huán)使用。

2、目前水解后偏鈦酸漿液的主要處理方法為：（1）水解偏鈦酸熟化后漿液，經(jīng)過石墨換熱器冷卻；（2）石墨換熱器冷卻介質(zhì)為鈦白粉公用工程循環(huán)水降溫系統(tǒng)，循環(huán)水量大，循環(huán)系統(tǒng)電動(dòng)機(jī)功率相對(duì)較大，夏季水溫降低困難；（3）偏鈦酸漿液降溫到60℃左右效率較低；（4）石墨換熱器等設(shè)備損壞維修費(fèi)用較高。

3、水解后偏鈦酸漿液經(jīng)冷卻后進(jìn)入儲(chǔ)槽，經(jīng)泵進(jìn)入偏鈦酸固液分離裝置。目前采用兩種方式進(jìn)行分離：（1）傳統(tǒng)的葉濾機(jī)過濾洗滌，偏鈦酸漿液泵入水洗掛片池，將葉濾機(jī)調(diào)入掛片池，開啟真空廢酸經(jīng)氣液分離器進(jìn)入廢酸儲(chǔ)槽，當(dāng)偏鈦酸在葉濾片上濾層在30-50mm時(shí)，停真空，把此組葉濾機(jī)移至洗水槽進(jìn)行水洗，指標(biāo)合格后卸片，進(jìn)入下一個(gè)循環(huán)；（2）板框式壓濾機(jī)過濾洗滌，偏鈦酸漿液泵入板框壓濾機(jī)，通過濾布的廢酸進(jìn)入廢酸儲(chǔ)槽，偏鈦酸被截留在濾布上形成30-50mm濾層，進(jìn)料壓力達(dá)到設(shè)定值停止進(jìn)料，開啟洗水閥門進(jìn)行水洗，指標(biāo)合格后卸片，進(jìn)入下一個(gè)循環(huán)。

4、傳統(tǒng)水解工藝最終反應(yīng)熟化溫度108℃左右，偏鈦酸進(jìn)入石墨換熱器降溫至60℃左右，完成每罐偏鈦酸漿液冷卻時(shí)間約60分鐘左右，偏鈦酸冷卻溫度梯度降低通過石墨換熱器置換到循環(huán)水系統(tǒng)，最終排放到大氣；這種方法的弊端是在降溫過程中，正常生產(chǎn)過程中，使石墨換熱器設(shè)備經(jīng)常嚴(yán)重堵塞，為保障正常運(yùn)行需頻繁地停車清洗或機(jī)械清除，運(yùn)行成本高，勞動(dòng)強(qiáng)度大，循環(huán)水系統(tǒng)循環(huán)及蒸發(fā)水量大且運(yùn)行能耗高。

5、水解偏鈦酸漿液使用水冷換熱器降溫系統(tǒng)再進(jìn)行水洗，關(guān)鍵是水洗設(shè)備所使用材料及過濾用濾布均不耐高溫，無法直接使用水解偏鈦酸漿液直接進(jìn)行下道工序水洗。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、為了解決上述問題，本發(fā)明是將硫酸法鈦白生產(chǎn)水解產(chǎn)生的偏鈦酸漿液，不經(jīng)過冷卻直接進(jìn)行固液分離，在原設(shè)計(jì)流程基礎(chǔ)上，對(duì)工藝、設(shè)備進(jìn)行升級(jí)優(yōu)化，偏鈦酸漿液固液分離過程重點(diǎn)高溫耐腐蝕過濾機(jī)械進(jìn)行設(shè)計(jì)，起到對(duì)高溫耐腐蝕、水解偏鈦酸粒度分布較小的粒子實(shí)現(xiàn)高效捕捉作用。

2、本發(fā)明提供一種硫酸法鈦白水解偏鈦酸漿液不經(jīng)冷卻，對(duì)完成熟化的水解偏鈦酸直接分離的方法，節(jié)約水耗、電耗、節(jié)省換熱器等設(shè)備的維修費(fèi)用；分離后固態(tài)偏鈦酸根據(jù)需要確定是否需要洗滌，對(duì)偏鈦酸粒子分散降低團(tuán)聚起到積極幫助，通過再漿機(jī)械調(diào)整漿液密度，正常進(jìn)入現(xiàn)有鈦白粉生產(chǎn)水洗工序，最可貴一點(diǎn)分離出來的≥20%的稀硫酸溫度高，在保證熱損失盡可能少的儲(chǔ)存過程，直接輸送進(jìn)入廢酸濃縮裝置濃縮，節(jié)省大量能耗，有效降低稀硫酸濃縮成本回用或進(jìn)行綜合利用。在高溫分離偏鈦酸過程中，通過對(duì)工藝參數(shù)進(jìn)行精確控制，可以實(shí)現(xiàn)連續(xù)自動(dòng)化長(zhǎng)周期間歇或連續(xù)運(yùn)行。

3、本發(fā)明是通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的：

4、一種硫酸法鈦白水解偏鈦酸高溫固液分離的工藝方法，包括以下步驟：

5、（1）硫酸法鈦白粉水解工序按照要求正常運(yùn)行，將完成水解后的漿液，此時(shí)漿液溫度在108℃左右，不經(jīng)冷卻直接加入耐溫耐腐蝕的高溫固液分離機(jī)械，進(jìn)行固液分離；

6、（2）高溫耐腐蝕固液分離機(jī)械，可根據(jù)用戶需求選擇真空分離、加壓分離機(jī)械，均能滿足工藝要求，可節(jié)省冷卻用石墨換熱器、循環(huán)水系統(tǒng)等；

7、（3）偏鈦酸漿液經(jīng)高溫固液分離后，可根據(jù)用戶需求確定是否進(jìn)行洗滌，濾餅進(jìn)入偏鈦酸再漿裝置，使用水洗工序的水洗用水制漿，調(diào)整密度滿足工藝條件進(jìn)入水洗工序；

8、（4）偏鈦酸漿液經(jīng)高溫固液分離后，分離后≥20%的稀硫酸進(jìn)入保溫的儲(chǔ)槽，此時(shí)稀硫酸溫度略低于過濾前偏鈦酸漿液溫度，直接進(jìn)入廢酸濃縮裝置，節(jié)省大量濃縮需要熱能，降低濃縮成本，減少碳排放。

9、優(yōu)選地，經(jīng)過高溫過濾制漿后漿液溫度滿足60±5℃，降溫速率快。

10、經(jīng)過高溫過濾后≥20%稀硫酸溫度，較過濾前溫度控制損失盡量減少，保持過濾后≥20%稀硫酸溫度在100℃以上，優(yōu)選為103-107℃，直接進(jìn)入廢酸濃縮裝置，節(jié)能降碳。

11、高溫分離出來的≥20%的稀硫酸，直接進(jìn)入廢酸濃縮裝置，濃縮酸含量≤55%，適用單效裝置；濃縮酸含量≤65%，適用雙效裝置；濃縮過程蒸汽耗量?jī)H為傳統(tǒng)蒸汽耗量的30%，既能實(shí)現(xiàn)成品質(zhì)量指標(biāo)。濃縮后濃酸，無論55%、65%濃縮酸分離固相物，亦采用高溫在線自動(dòng)分離無需降溫，節(jié)省熟化過程，減少設(shè)備投資。

12、節(jié)省去掉原流程中冷卻用石墨換熱器及循環(huán)水降溫系統(tǒng)，進(jìn)一步降低循環(huán)降溫成本。

13、本工藝路線能滿足鈦白粉生產(chǎn)流程質(zhì)量、產(chǎn)能要求。

14、本發(fā)明主要針對(duì)硫酸法鈦白粉生產(chǎn)過程中，使用高溫過濾裝置省去偏鈦酸的換熱冷卻過程，保持過濾后≥20%稀硫酸溫度在100℃以上，直接進(jìn)入多種形式廢酸濃縮裝置濃縮回用，節(jié)能降碳；過濾后固相偏鈦酸再漿后固液比、溫度滿足原工藝條件，節(jié)能節(jié)水。

15、有益效果

16、一種硫酸法鈦白水解偏鈦酸高溫固液分離的方法，滿足鈦白粉生產(chǎn)過程水解到水洗的所有工藝條件，同時(shí)確保工序的質(zhì)量控制需求，有效提升偏鈦酸過濾時(shí)間短促，濾餅打漿降溫速率快等優(yōu)勢(shì)，節(jié)約冷卻循環(huán)水及動(dòng)力消耗；更為關(guān)鍵的效果是分離后稀硫酸進(jìn)入廢酸濃縮裝置溫度高，濃縮過程補(bǔ)加能量很少；減少了熱能損失，鈦白生產(chǎn)滿足流程產(chǎn)能，工藝過程簡(jiǎn)單易行，具有廣闊的應(yīng)用前景。

技術(shù)特征：

1.一種硫酸法鈦白水解偏鈦酸高溫固液分離的工藝方法，其特征在于，包括以下步驟：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種硫酸法鈦白水解偏鈦酸高溫固液分離的工藝方法，其特征在于，高溫耐腐蝕固液分離機(jī)械為真空分離或加壓分離機(jī)械。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種硫酸法鈦白水解偏鈦酸高溫固液分離的工藝方法，其特征在于，步驟（1）種完成水解后的漿液溫度為108℃左右。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種硫酸法鈦白水解偏鈦酸高溫固液分離的工藝方法，其特征在于，步驟（2）中經(jīng)過高溫過濾制漿后漿液溫度滿足60±5℃，滿足進(jìn)入水洗工序要求。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種硫酸法鈦白水解偏鈦酸高溫固液分離的工藝方法，其特征在于，步驟（3）中的稀硫酸的溫度為103-107℃。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明提供了一種硫酸法鈦白水解偏鈦酸高溫固液分離的工藝方法，硫酸法鈦白水解偏鈦酸漿液不經(jīng)冷卻，對(duì)完成熟化的水解偏鈦酸物料直接分離的方法，節(jié)約水耗、電耗、節(jié)省冷卻循環(huán)水、換熱器等設(shè)備的維修費(fèi)用；高溫分離后固態(tài)偏鈦酸進(jìn)行再漿處理，根據(jù)用戶需要確定分離過程是否需要洗滌，對(duì)偏鈦酸粒子分散降低團(tuán)聚起到積極幫助，通過再漿機(jī)械調(diào)整漿液密度，正常進(jìn)入現(xiàn)有水洗工序；高溫分離出來的≥20%的稀硫酸溫度高，在保證熱損失盡可能少的儲(chǔ)存過程，直接輸送進(jìn)入廢酸濃縮裝置濃縮，節(jié)省大量能耗，有效降低稀硫酸濃縮成本回用或進(jìn)行綜合利用。在高溫分離偏鈦酸過程中，通過對(duì)工藝參數(shù)進(jìn)行精確控制，可以實(shí)現(xiàn)連續(xù)自動(dòng)化長(zhǎng)周期間歇或連續(xù)運(yùn)行。

技術(shù)研發(fā)人員：潘向雷,楊德良
受保護(hù)的技術(shù)使用者：山東金萃冶金技術(shù)有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2024/12/10