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钛白的生产来源:世界化工网全文请访问:/睡过站了钛白的生产属于重化工范畴,同时又是极为精细的化学讲过过程.产品源源超出纯化学品的要求,有害杂质的含量,要求降到十万分之几或百分之几.而且必须具有光学性质和应用性能,如确定的晶型,平均粒径0.2μm左右,分布宽度0.1~0,.4μm,在各种介质中易于分散,要有耐光性和耐候性等.因而,工业流程长技术复杂,几乎用上了除蒸馏外,全部无机化学工艺流程.钛白制品被誉为”工艺艺术品”是有一定道理的.目前世界上钛白的工业生产主要有两条工艺路线,一是硫酸法,早在20年代剧实现了工业化;二是氯化法,50年代实现工业化生产.其制造技术和生产至今仍为发达国家的少数大公司所垄断.我国目前主要是硫酸法工业化生产方法,氯化法只有小量试生产,仍处在研究开发过程中,以下主要讨论硫酸法,该方法的工艺流程图如下图:硫酸法就是用硫酸和含钛矿物反应,生产钛白的方法迄今有80多年的历史,工艺已经定型,同氯化法相比,设备和操作比较简单,建厂投资较低,原料价廉易得.该法主要缺点是产生大量的废物,副产物,每吨钛白可产生4~5吨硫酸亚铁和8吨20%的稀硫酸.钛铁矿是硫酸法生产钛白的原料,在所有含钛矿物中分布最广,含量最丰富,地壳中含有的钛绝大部分以钛铁矿的形式存在.我国是钛的资源大国,亮光地区的钛铁矿是经过风化而成的砂矿,二氧化锑的品位在50%以上,是硫酸法的优良材料.四川攀枝花地区的钒钛磁铁矿储量最大,蛋品位较低,是我国未来钛白工业的原料基地,目前已成功地用于工业生产.硫酸法生产钛白的工艺过程较长,有原料准备,硫酸氧钛溶液制备,水合二氧化钛的制备,水合二氧化钛的煅烧和煅烧产品的后处理四个工作段组成,每个工段又包括若干生产工序.考虑到三废治理和综合利用的重要性,一般还要另外专门设置三废治理工段.钛铁矿精矿成分除FeTiO3外,还有Fe2O3,以及SiO2,Al2O3,MnO,CaO,MgO等杂质,硫酸法处理钛铁矿主要是除去其中的铁.硫酸氧钛溶液制备制备硫酸氧钛溶液的过程,由下列工序组成:钛铁矿的分解(俗称酸解),固相物的浸取,三价铁的还原,溶液的沉清,硫酸亚铁(FeSO4·7H2O)的分离和钛液的控制过滤.在160~200℃温度下,用浓硫酸和钛铁矿精矿粉作用,即发生下列反应:FeTiO3+2H2SO4 ==========TiOSO4+FeSO4+2H2OFeTiO3+3H2SO4===========Ti(SO4)2+FSO4+3H2O钛的整硫酸盐按下列反应式水解而生成硫酸压氧钛:Ti(SO4)+H2O=========TiOSO4+H2SO4游离吃的一部分硫酸又重新参加反应.除上述反应外,氧化铁与硫酸还发生下列反应;Fe2O+3H2SO4 =======Fe2(SO4)+3H2O所有这些反应都是放热反应.采用浓硫酸分解获得的榕块,其中钛以TiOSO4·2H2O水合结晶的形态存在.熔块用水浸出时依生产条件的不同,可获得各种不同酸度的溶液.溶液的酸度一般是以酸比值(F)来表示.酸比值是有效H2SO4(游离酸与钛化合酸的综合)的重量浓度对溶液中的TiO2浓度的比值:F= [H2SO4]有效 [TiO2]在生产上当溶液的酸比值F2.45时,有很大一部分钛以正硫酸盐形式存在于溶液中;F2.45时,则大部分钛以硫酸氧钛的形式存在于溶液中.溶液净化---除铁用水浸出熔块时,钛,铁等以TiOSO4和FeSO4形式将进入溶液,还有一部分Fe2(SO4)3也进入溶液.溶液中不允许有三价铁盐存在,因为它在酸性溶液中水解时,容易生成不溶解的氢氧化物和碱式硫酸盐而与偏钛酸同时沉淀出来,严重地污染二氧化钛.从溶液中清除这种盐是不可能的,因此,在水解析出水合二氧化钛之前必须把Fe2(SO4)3全部用铁屑还原为FeSO4;Fe2(SO4)3+Fe=3FeSO4;铁屑应过量,可以进一步吧把一小部分TiOSO4还原为Ti2(SO4)3,以防止二价铁呗氧化.铁屑用量取决于精矿中三价铁的含量.采用结晶法除铁的过程是基于溶液冷却时,硫酸亚铁的溶解度降低,大部分铁可成FeSO4·7H2O结晶(俗称绿矾)从溶液中析出.硫酸氧钛的水解沉淀除铁后的硫酸氧钛溶液按下列反应进行水解:TiOSO4+2H2O=====H2TiO3+H2SO4从钛液中析出粒度均匀,大小复合要求的水合TiO2,是水解最重要的任务,最初确定硫酸法的工艺,水解主要是为了制备纯净的水合TiO2.随着钛白工业的发展,人们次啊逐步认识到,成品钛白的性质和水解有密切的关系,并使水解成为硫酸法最重要的工艺过程.在水解过程中,偏钛酸晶体的形成与成长经过三个接单:显微晶核的形成;结晶核的长达与沉淀析出;以及随着水解过程的进行,已经沉淀的偏钛酸组成发生改变.最初生成晶核的数量和它的生长速度决定着沉淀