氯化法钛白生产工艺１
[ 信息发布：本站 | 发布时间：2008-10-22 | 浏览：1849 ]
一．概述
当今世界钛白产业的潮流是氯化法钛白不断发展，硫酸法钛白逐渐萎缩淘汰。同世界先进水平相比，我国钛白行业仍是规模小、产量低、成本高、产品质量不稳定、环境污染严重的硫酸法钛白一统天下。面对全球二氧化钛产业界的兼并重组、激烈的市场竞争以及我国加入WTO，民族钛白工业正面临着日益严峻的挑战。只有对国内钛白行业大力推进技术进步，提高钛白生产技术水平，提高产品的档次及科技含量，扩大高档金红石型钛白的产能，才能缓解国内市场高档金红石型钛白供应紧张局面，提高与进口产品的竞争能力，扩大我国钛白工业的生存空间。
相对于硫酸法钛白生产而言，氯化法具有工艺流程短、操作易实现连续自动化、“三废”排放少、更易获得高质量金红石型钛白等优点，而逐渐占据了全球钛白行业的主导地位。由于环保法规的日益强化和用户对产品质量要求的日益提高，氯化法在钛白生产中已占有明显的优势。但是，氯化法钛白生产技术难度大，关键设备结构复杂，要求采用耐高温耐腐蚀抗氧化的特殊材料，研究开发形成商业化生产需巨额投资，因此，氯化法钛白生产技术至今仍被国外少数几家公司所垄断。
我国氯化法钛白的开发研究始于六十年代，至八十年代，分别建设了中试装置和千吨级的工业性试验装置，尽管在开发研究过程中取得了不少进步，但距大规模工业化生产的要求尚有较大差距。八十年代末，锦州铁合金（集团）公司面对国外技术的垄断和封锁，采用咨询方式从美国引进了氯化法钛白生产技术和关键设备，并于1994年建成了我国第一套也是目前唯一一套1.5万吨/年氯化法钛白生产装置，经多次的技术攻关，目前此套装置已经实现正常运行，达到设计产能，特别是氯化钛白的核心部分?氧化炉能够实现20余天的连续运行，产品质量亦稳步提升。锦州氯化钛白生产线的成功达产，标志着我国已经逐步攻克氯化钛白生产技术，具备在此基础上进一步建设、形成真正有市场竞争能力产业化生产线的条件。
二．工艺流程和消耗定额
1.工艺流程
(1) 配料工段
来自高位料仓合格粒度的富钛料与破碎、干燥后的石油焦按一定配料比加入到螺旋输送机，经初混后送入流化器，风送至氯化工段，经旋风和布袋收尘卸入混合料仓，供氯化炉使用。
（2）氯化工段
来自混合料仓的富钛料和石油焦连续加入氯化炉，与氧化工段返回氯气和补充的新鲜氯气在高温下反应生成含TiCl4的混合气体，向混合气体中喷入精制返回钒渣泥浆和粗四氯化钛泥浆以回收TiCl4，并使热气流急聚冷却，在分离器中分离出矾渣、钙、镁、铁等氯化物固体杂质。分离器顶部排出的含TiCl4气体进入冷凝器，用粗TiCl4循环冷却液将气态TiCl4冷凝，冷凝尾气再经冷冻盐水冷凝后，废气进入废气处理系统处理合格后，由烟囱排空。粗TiCl4送至精制工段除钒。
分离器排渣经处理后去专用渣场堆放。
（3）精制工段
粗TiCl4和矿物油按一定比例连续加入除钒反应器，控制一定的温度和压力，使矿物油和粗TiCl4中的VOCl3 反应生成不溶性VOCl2，同时使TiCl4大量蒸发，TiCl4蒸汽进入装有填料的精馏塔，塔顶排出的TiCl4气体经冷凝器冷凝后收得精TiCl4。不凝性气体送废气处理工序处理，钒渣泥浆返回氯化工段回收TiCl4。
（4）氧化工段
从精制工段来的精TiCl4用泵连续送入TiCl4 预热器，用燃料油间接加热，预热后的TiCl4气体进入AlCl3发生器，同时氯气与铝粉通过精确计量加入到AlCl3发生器中，铝粉与氯气反应生成AlCl3并利用反应热进一步预热四氯化钛，TiCl4和AlCl3混合物进入氧化反应器。
氧气经氧气预热器用燃料油间接加热，预热后的氧气导入燃烧室，加入燃料燃烧进一步提高氧气温度。热氧流进入氧化反应器与热TiCl4流迅即混合，反应生成TiO2和氯气。反应生成的TiO2悬浮在含氯尾气中，经套管快速冷却后，进入布袋过滤器收集TiO2。为防止反应器壁结疤和TiO2粘壁，须采用适合的防疤和防粘壁措施。含氯尾气全部返回氯化工段。
收集下来的TiO2进入打浆槽，用脱盐水再浆，脱氯后送至后处理工段。
（5）后处理工段
后处理工段由分散湿磨、表面处理、过滤洗涤、干燥、微粉碎及成品包装等主要工序组成。
氧化工段来的TiO2浆液进入料浆罐，加入一定量的分散剂搅拌分散，然后送入砂磨机研磨，经分级后除去粗粒子，合格的TiO2浆液通过泵送至表面处理罐。
在表面处理罐中，加入各种表面处理剂，在不同条件下，可以得到不同品种的钛白粉。表面处理完成后，用泵送至过滤机进行洗涤，洗涤合格后的滤饼卸料至干燥机，在干燥机中，TiO2滤饼中水份不断蒸发，产品得以干燥。
干燥后的TiO2送至汽粉前料仓，通过螺旋给料机连续送入汽流粉碎机中，以过热蒸汽为工质，对TiO2粒子进行超微粉碎，粉碎后的TiO2加分散剂(也可在分散前加入)后连同蒸汽一并进入袋滤器，收集下来的TiO2经螺旋冷却器冷却后进入成品料仓，而后经包装机包装成袋入库。
2．消耗定额
2.1主物料平衡方案
吨产品TiO2量900kg，装置TiO2收率：后处理95%、氧化98%、氯化（含精制）93.5%，配料98%，总TiO2收率85.3%。吨产品TiO2平衡方案见下图1。单位：kg。
1055 1033.9 966.7 947.4 900
配料 氯化（包括精制） 氧化 后处理
98% 93.5% 98% 95%
图1 TiO2主物料平衡方案
2.2原材料、辅助材料和燃料、动力消耗定额(略)
