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 二氧化鈦俗稱鈦白粉(TiO₂)，是一種重要的化工原料，它不但物理化學(xué)性能十分穩(wěn)定，而且還有優(yōu)良的光學(xué)、電學(xué)性能和卓越的顏料性能，是當(dāng)前最佳的一種白色顏料，與其他白色顏料比較有優(yōu)越的白度、著色力、遮蓋力、耐候性、耐熱性和化學(xué)穩(wěn)定性特，別是沒有毒性，鈦白粉廣泛用于涂料、塑料、橡膠、油墨、紙張、化纖、陶瓷、日化、醫(yī)藥、食品等行業(yè)。

 鈦白粉生產(chǎn)工藝

 目前鈦白粉的生產(chǎn)主要有氯化法和硫酸法兩種工藝。氯化法的主要流程是：將金紅石或高鈦渣粉料與焦炭混合后進(jìn)行高溫氯化生成四氯化鈦，然后經(jīng)高溫氧化反應(yīng)生成TiO₂顆粒和Cl₂；TiO₂顆粒經(jīng)套管快速冷卻后，由袋式過濾器收集后直接進(jìn)行打漿、砂磨、包膜處理和干燥、超微粉碎等后處理過程，最終生成高品位的鈦白粉。硫酸法的主要流程是：鈦鐵礦經(jīng)酸解、凈化水解、水洗、漂洗、鹽處理及煅燒后生成二氧化鈦。

  鈦白粉工業(yè)生產(chǎn)方法主要有硫酸法和氯化法。硫酸法的優(yōu)點(diǎn)是原料鈦鐵礦和硫酸價(jià)低易得，技術(shù)成熟，設(shè)備簡(jiǎn)單，防腐蝕材料易解決。其缺點(diǎn)是工藝流程長(zhǎng)，以間歇操作為主，硫酸和水消耗高，廢物及副產(chǎn)物多，對(duì)環(huán)境污染大。

 目前國(guó)內(nèi)常規(guī)的硫酸法生產(chǎn)鈦白粉工藝流程大致相同，主要包括鈦鐵礦粉碎工段、酸解還原工段(含酸解和還原、洗渣、澄清、結(jié)晶、分離、精濾、濃縮)、水解工段(含水解和冷卻)、漂白鍛燒工段(含漂白、水洗、鹽處理、鍛燒、粉碎)以及后處理工段(含潤(rùn)濕、化學(xué)處理、干燥及氣流粉碎)等。

  硫酸法鈦白粉生產(chǎn)工藝流程

  （1）鈦鐵礦粉碎。按照酸解工藝要求將鈦精礦，用雷蒙磨將鈦精礦磨至一定細(xì)度。

  （2）硫酸鈦溶液制備。將濃度92%~94%的濃硫酸硫酸裝入消解罐中并通入壓縮空氣，在攪拌的情況下加入細(xì)磨的鈦精礦，完全反應(yīng)后，用水浸出固相物（鈦鐵硫酸鹽），浸出溶液用鐵屑還原，將硫酸高鐵還原成硫酸亞鐵。

  （3）鈦液的凈化。鈦液的凈化包括沉降、結(jié)晶、分離、過濾等工序。①向鈦液中加入沉降劑（主要絮凝劑是改性聚丙烯酰胺），除去鈦液中的不溶性雜質(zhì)和膠體顆粒。②冷凍結(jié)晶在冷凍鍋中進(jìn)行，使鈦液降低至適當(dāng)溫度，從而使大量硫酸亞鐵結(jié)晶析出。③冷凍后的鈦液經(jīng)離心機(jī)分離及抽濾池抽濾，得到初步凈化稀鈦液，最后將稀鈦液壓濾，進(jìn)一步除去鈦液中的不溶性雜質(zhì)，得到符合生產(chǎn)需要的清鈦液。

  （4）鈦液濃縮。采用連續(xù)式薄膜蒸發(fā)器，在減壓真空條件下蒸發(fā)掉鈦液中的水分，以符合水解的需要。

  （5）水解。水合二氧化鈦是由鈦的硫酸鹽溶液熱水解而生成的，為了促進(jìn)水解反應(yīng)，并使得到的水合二氧化鈦符合要求，一般引入晶種或自生晶種的方法。

  （6）水洗法將二氧化鈦和母液分離，經(jīng)過水洗后仍殘留在水合二氧化鈦中的最后一部分雜質(zhì)則以漂洗來(lái)除去，即在酸性條件在將不溶物還原為可溶性物質(zhì)，再進(jìn)行二次水洗。

  （7）在鹽處理鍋中，在充分?jǐn)嚢璧那闆r下向偏鈦酸漿液中加入碳酸鉀和磷酸鹽處理，可防止煅燒物料燒結(jié)，隱蔽雜質(zhì)元素的顯色，使煅燒產(chǎn)品顆粒松軟，色澤潔白。

  （8）煅燒。鹽處理后的偏鈦酸在回轉(zhuǎn)窯中經(jīng)高溫脫水、脫硫、及晶型轉(zhuǎn)換等過程，得到具有顏料性能的鈦白粉。

  （9）后處理生產(chǎn)工藝。鈦白粉后處理的工藝技術(shù)核心是表面處理（俗稱包膜），就是通過工藝，在粗品的顆粒表面“包覆”一層特殊的膜。

  ①打漿分散就是將粗鈦白粉原料，通過輥壓磨研磨與六磷酸鈉溶液混合，再經(jīng)分散機(jī)分散，進(jìn)入分槽，攪拌分散成比較均勻穩(wěn)定的濁液。

  ②濕法研磨；將攪拌后的分散均勻的鈦白料漿，通過砂磨機(jī)，在研磨介質(zhì)的作用下進(jìn)行進(jìn)一步研磨至要求的細(xì)度，然后進(jìn)行分離。

  ③包膜；包膜是在包膜機(jī)中的一定溫度、一定攪拌轉(zhuǎn)速下進(jìn)行的，通過加入表面處理劑，在顆粒表面包履一層特殊的膜，使特定的化學(xué)物質(zhì)以“膜”形式附著在TiO₂基本粒子表面。

 ④洗滌；采用過濾及水洗的方法，去除經(jīng)包膜處理的鈦白漿液中的分散劑、水溶性鹽及化學(xué)反應(yīng)中的生成物等，以確保產(chǎn)品性能。

  ⑤干燥；在微粉碎前，還需要對(duì)鈦白進(jìn)行干燥，降低其水含量以滿足用途需要。

  ⑥ 超微粉碎為保證產(chǎn)品顏料的分散性、光澤、著色力及抗老化性等性能，要對(duì)后處理的產(chǎn)品再經(jīng)一次加工粉碎，將已絮凝的微粒重新分開。打包，待售。

  以鈦鐵礦為原料，每生產(chǎn)1t鈦白粉，需1.75t含TiO₂ 55%的鈦精礦，硫酸4.13t，工藝水111.5m³，電567.5kw·h，冷卻水426.8m³。