【正文】 行國家和項目所在省、市頒布的標準、規(guī)范、規(guī)定，使設(shè)計做到切合實際，技術(shù)先進，經(jīng)濟合理，安全適用；（2）重視優(yōu)化設(shè)計方案工作，提高設(shè)計水平和降低工程投資額；（3）治理工藝要落實可靠，排出物必須符合國家及地方的“三廢”排放標準，并盡可能做到綜合利用；（4）節(jié)能與降耗并重，做好工藝余熱的回收和廢水廢酸的重復利用，提高水的循環(huán)利用率。（2）氣壓；；。 地質(zhì)條件（1）水資源境內(nèi)水資源豐富，水質(zhì)達到國家Ⅱ級標準，全市有大小河流95條，分屬金沙江水系、雅礱江水系，兩江縱貫全境，年過境徑流量達1 102億立方米。原材料的主要技術(shù)規(guī)格（1）鈦精礦攀枝花鈦精礦的化學組分如表1：表1 鈦精礦的化學組分化學成份TiO2FeOFe2O3MgOSiO2Al2O3CaOMnO含量%化學成份SCuPV2O5NiCoCrAs含量%（2）濃硫酸（98%H2SO4）質(zhì)量符合GB53489一級品，硫酸的化學組分如表2：表2 硫酸化學組分序號名 稱指標(%wt)1硫酸（H2SO4）含量 ≥2灰份 ≤3鐵（Fe）含量 ≤4砷(As)含量 ≤5鉛（Pb）含量 ≤6透明度 ≥50mm7色度 ≤建設(shè)內(nèi)容：新建年產(chǎn)6萬t/a金紅石鈦白粉水洗—鹽處理工段裝置及配套公用工程、輔助設(shè)施。水合二氧化鈦沉積到40mm時，用電動吊車將整組葉片吊起，稍稍抽干后，放入一洗槽內(nèi)水洗，此時水合二氧化鈦已與一半以上母液分離。例如涂料品種約洗5小時后，從抽水總管中用局部排除真空之法取出少量濾液，用1%赤血鹽（鐵氰化鉀）溶液定性檢測，如呈綠色，表示即將洗凈；如呈現(xiàn)黃色，表示已經(jīng)洗凈。①真空度的影響過濾介質(zhì)兩側(cè)的壓力差就是真空度。顆粒粗、水流快，便容易洗滌，但顆粒過粗，會使水流速度過快而增加管道阻力，粒子內(nèi)部也不易洗凈。從硫酸亞鐵在水中的溶解度曲線圖中可以看出在60℃時硫酸亞鐵的溶解度最大，但超過45℃時朔料容易變形，因此水溫一般控制在30～40℃，溫度過低時，甚至在濾餅內(nèi)也會有硫酸亞鐵細粒結(jié)晶析出，水洗效果大大下降。⑤水質(zhì)的影響水質(zhì)對水洗效果影響較大，水中雜質(zhì)主要有鈣、鎂（硬水）、鐵等離子，江河水和深井水的鈣、鎂離子含量較高，水洗時鈣離子與硫酸根形成不溶的硫酸鈣沉淀混入產(chǎn)品而影響質(zhì)量。通常偏鈦酸的洗滌時間是抽濾時間的150%～200%，再延長洗滌時間，不僅無益，而且有害。⑧過濾介質(zhì)的影響漿料過濾時，使固液分離的隔離物質(zhì)稱為過濾介質(zhì)，真空葉濾機的過濾介質(zhì)是濾布。758為短纖維滌淪布，過濾速度快，但容易發(fā)生落片現(xiàn)象，特別是調(diào)換新布后更易落片，因此一般采用絮凝劑或助濾層。從工藝上看，葉濾機比鼓濾機合理。 漂白（1）工藝目的經(jīng)過水洗的偏鈦酸中存在有痕量的鐵、銅、鉻、釩等雜質(zhì)。%時開始影響銳鈦型鈦白的白度，而對金紅石型鈦白來說，%時，已使鈦白呈現(xiàn)出黃色。發(fā)生的化學反應是氫氧化高鐵溶轉(zhuǎn)化為硫酸高鐵，硫酸高鐵在還原劑的作用下被還原成硫酸亞鐵。（3）工藝流程漂白可以分為以下三步進行：①酸溶在偏鈦酸漿料里加入一定量的硫酸，并加熱使氫氧化高鐵溶解在偏鈦酸中生成硫酸高鐵。所以設(shè)計用鋼襯玻璃鋼+耐酸磚的材料來做漂白鍋。三價鈦離子容易在空氣中被氧化，所以漂白時，漿料的溫度不宜過高，保溫期間的攪拌不宜過快。 漂洗偏鈦酸漂白后的漂洗與前章所述水洗過程相同，一般采用真空葉濾機或轉(zhuǎn)鼓真空過濾機。鋅漂漂白容易使氧化鋅混入成品，氧化鋅是一種很強的金紅石型化促進劑，但也有副作用。因此，在生產(chǎn)顏料鈦白時，都要根據(jù)不同品級的需要，在偏鈦酸中加入少量添加化學品進行改性，然后再在適當?shù)臏囟认蚂褵?，使產(chǎn)品具有良好的色相、光澤，較高的消色力、遮蓋力，較低的吸油量和合適的晶粒大小，形狀以及在漆料介質(zhì)中的易分散性。因此在生產(chǎn)中，必須在偏鈦酸中添加一些金紅石化的促進劑和晶型調(diào)整劑，使TiO2以合理的速度成長，在較低的煅燒溫度下生產(chǎn)出晶型轉(zhuǎn)化完全，大小適中，外形規(guī)整的顏料粒子。①鋅鹽鋅鹽是很強也是最廣泛使用的金紅石化促進劑，常用硫酸鋅、氧化鋅和氯化鋅。%~%（以ZnO計）。常和鋅鹽、鋁鹽組合使用、相輻相成。這些調(diào)整劑大多是金紅石化的負催化劑。②鋁鹽目前國外采用鋁鹽添加劑日益增多，一般使用硫酸鋁并配成溶液加入偏鈦酸中。%~%（以Al2O3計）時，產(chǎn)品遮蓋力為最高。生產(chǎn)時還要考慮到鈦鐵礦中含磷量，因為會有一部分磷轉(zhuǎn)移到成品中，由此磷酸添加量可適當減少。 工藝流程鹽處理過程一般在裝有攪拌機的圓筒錐底形塑料質(zhì)或鐵質(zhì)軟塑的鹽處理槽內(nèi)進行。一般是先加入一種添加劑待充分攪和后（約一小時），再加入第二種，繼續(xù)攪拌一小時，即可打開放料閥，將處理好的漿料放到方槽，用葉濾機通過真空吸干后用擠壓泵送到偏鈦酸貯槽。=20+ln=℃③冷卻水量WQ=WCp2(t－t1)W= = =149 熱量平衡漂白熱量平衡如表7表7 漂白熱量平衡進漂白罐熱量kcal/h出漂白罐熱量kcal/h漿液帶入熱量Q1298 漿液由20℃升至65℃熱量2 143 440稀釋水帶入熱量Q2273 H2SO4帶入熱量Q38 熱量損失74 ZnSO4反應熱Q469 H2SO4稀釋熱Q512 加熱蒸汽帶入熱Q61 800 000∑12 461 ∑2 2 217 水洗葉濾機計算 已知數(shù)據(jù)（1）水合TiO2厚度 40mm（2）濕水合TiO2重度 1 300kg/m3（3）水洗操作周期 4小時（4）葉片機規(guī)格 2 1401 670mm 每組葉片數(shù)30 計算（1）葉片機生產(chǎn)能力WW=Anδd/1 000τW每組葉片機生產(chǎn)能力 kg/hA每片葉片機過濾面積 m2δ濕水合TiO2厚度 mmn每組葉片機的片數(shù) d濕水合TiO2比重 kg/hτ水洗周期 小時W=Anδd/1 000τ=30401 300/1 0005=1 （2）水洗濕水合TiO2含TiO2量 TiO2=5 922kg/h每天需要TiO2量=5 92224=14 2128kg/h濕水合TiO2含TiO2的重量百分數(shù) 5 922/19 =30%每個葉濾機每天可得TiO2量TiO2=1 2430%=10 （3）葉濾機臺數(shù)n== 取n=15 根據(jù)不同生產(chǎn)需要 n 可以適當擴大。 計算(1)設(shè)2BEA303 真空泵可帶葉濾機10臺① 10臺葉片機面積=1030=1 071m2② 每m2葉片機需抽氣量為3 600/1 071=③ 30＝360m3/臺(2)水洗需真空泵臺數(shù)① 根據(jù)前面計算水洗需要15臺2 1401 670葉濾機。 水洗洗片池考慮到水洗比上片時間長很多，根據(jù)其他工廠生產(chǎn)經(jīng)驗所以選用規(guī)格為 2 5407 1002 400的洗片池18個，一洗8個，二洗10個。因此溶液的粘度比較大，所以應選用高粘度的往復泵。 葉濾機偏鈦酸的分離與水洗常用真空過濾洗滌法，利用真空造成的壓力差，將濾液吸過過濾介質(zhì)，而將固體吸附在過濾介質(zhì)表面。前面物料衡算已提及，選用葉片規(guī)格為 2 1401 670mm、 n = 34，過濾面積 F = 200m2，附:真空包；集液管，機架,濾布。 離心泵的工作原理是：離心泵之所以能把水送出去是由于離心力的作用。 按生產(chǎn)每噸TiO2大概水洗用水量55噸， 用水量為：=。 行車根據(jù)其他廠的經(jīng)驗裝置，我們選用規(guī)格為20t+20t 運行速度Ud= 40m/min、起升速度Up=、運行電機P=、2臺、起升電機P=13KW、1臺的行車2臺。③振動小，噪聲小。 分離器由攀枝花地區(qū)其他鈦白粉廠設(shè)計分離器的經(jīng)驗和結(jié)合我廠的實際情況，我們選用規(guī)格為（V = 1m3 D= 8006,Ht = 1876, Hc = 515負壓 ）的分離器3臺。= m3 結(jié)合其他廠的生產(chǎn)經(jīng)驗和以后的備用能力 我們選用規(guī)格為 （V=75m3,φ40006 000,δ=10mm,筒體+100mm ）的漂白鍋4個。 此時的漿液的密度大概為1 300kg/ m3 所以我們選用規(guī)格為（φ3 5004 000，V = ，δ =12mm）的槽子1個。=435m3根據(jù)攀枝花地區(qū)其他萬噸級鈦白粉廠的生產(chǎn)經(jīng)驗，考慮到備用和以后廠區(qū)的擴建我們選用（V=75m3,φ4 0006 000,δ=10mm,筒體+100mm）的鹽處理罐4個。 集液管,機架,濾布考慮防銹20L4001AB水洗行車20t+20t 運行速度Ud= 40m/min、起升速度Up=、運行電機P=、2臺、起升電機P=13。δ=10mmCS+FRP+整體襯花崗巖（耐酸磚，比價）2P4001AB一洗漿料泵Q=50 m3/h 輸送高度：30m2V4026AB二洗打漿槽 V=24m3, φ35002500。而此時漿液的密度大概為1 300kg/m3。一洗二洗各一臺，廢酸分離一臺。⑤易于維護和維修，費用低，壽命高。羅茨真空泵的特點①能在很寬的壓強范圍（1104Pa以內(nèi)）有較大的抽速。一洗二洗各一臺。水源的水在大氣壓力（或水壓）的作用下通過管網(wǎng)壓到了進水管內(nèi)。 水洗供水泵因為輸送液體是水，所以我們選用離心泵[15]。葉濾機體積小，過濾面積大，洗滌時間可以任意控制，對各種不同顆粒的沉淀物都能適用。一洗二洗各2臺泵。適用于高粘度（VIS）≤12萬CPS/25℃的化工漿料輸送，具有防爆耐腐防沉淀、低噪音、節(jié)能等功能。 水洗主要設(shè)備選型和計算 水洗上片池由前面物料衡算知道，待水洗的漿液量為 52 ≈1 263t/天水解后漿液的密度大約為 1 600kg/m3 所以體積為 1 263247。（2）每臺2BEA303 真空泵所帶葉片機10臺左右。（5）水洗中占除有少量Fe3+外，其余物質(zhì)均洗去。然后根據(jù)含鐵量（%以下）和二氧化鈦濃度，計算出所需的鹽處理劑量。④氨水或銨鹽水洗合格的偏鈦酸中約含有硫酸8%~10%，用氨水中和到pH＝5~8，產(chǎn)品容易研磨，但會降低金紅石化的能力，如在氨水中和后，將硫酸銨洗去，再加1%的氧化鋅，所得的產(chǎn)品消色力可相對提高一些，但吸油量較高。%（以P2O5計）。由于添加鋁鹽后能在更高溫度下煅燒，產(chǎn)品顆粒較致密，耐光性和耐候性都很好。添加鉀鹽對改善產(chǎn)品的顏料性能有很大的好處，可以使顆粒疏松，提高白度和消色力，可以使二氧化鈦在較高的溫度下煅燒而不失去優(yōu)良的顏料性能，因為在較高的溫度下煅燒時二氧化鈦顆粒比較致密，有利于提高耐候性和降低吸油量。（2）金紅石晶粒調(diào)整劑為使金紅石型鈦白粉在煅燒時能形成圓滑規(guī)整、性能優(yōu)良的顏料顆粒，以及滿足各種品級鈦白粉的特殊要求，需要在偏鈦酸中添加一些調(diào)整劑。%~%（以MgO計）。但是若單獨添加鋅鹽，由于粒子生長過快，容易造成燒結(jié)而降低產(chǎn)品的顏料性能，使底相泛紅、顆粒變硬、分散性下降、制成的涂料粘度增加。但是有實用價值的必須是能生成白色氧化物的那些金屬化合物。 金紅石型鈦白的鹽處理由于金紅石型鈦白粉在紫外區(qū)具有較大的吸收，在可見光區(qū)的反射率高于銳鈦型鈦白粉，因此，金紅石型鈦白粉的光化學穩(wěn)定性和光澤度均高于銳鈦型鈦白粉，具有更大的實用價值。 水洗工段工藝流程水洗工藝流程圖如圖2：刮漿槽一洗上片池上片水解后漿液 刮漿槽二洗二洗上片池漂白鹽處理圖2 水洗工藝流程簡圖 鹽處理工段工藝設(shè)計 鹽處理工藝目的偏鈦酸在煅燒前加入少量化學品添加劑進行改性處理的過程稱為鹽處理，亦稱前處理。由于物料本身含鐵量較低，水洗時間比第一次水洗短，一般不超過8小時。此時的洗滌水中必須不含鐵等固體雜質(zhì)，以免重新污染偏鈦酸。三價鈦溶液可由洗凈的偏鈦酸經(jīng)酸溶、還原而制得。③水洗用砂濾水或去離子水洗滌還原后的偏鈦酸進一步降低鐵的含量。還原反應如下：2Fe3++Zn=2Fe2++Zn2+②三價鈦漂用三價鈦離子作還原劑的漂白方法叫三價鈦漂。（2）漂白原理經(jīng)水洗的偏鈦酸中的鐵雜質(zhì)是以三價鐵離子水解生成的極為細小的固體氫氧化高鐵的形式存在的。國內(nèi)以鈦鐵礦為原料的硫酸法鈦白生產(chǎn)中，影響鈦白白度的主要雜質(zhì)是鐵。Fe2+氧化Fe3+的機會就少得多。漂白物料的過濾和洗滌（即二次過濾洗滌）有用葉濾機的，也有用真空轉(zhuǎn)鼓式過濾機的。曾提出用尼龍布、多孔橡膠、硝化纖維布、維綸布、滌淪布、玻璃布等等，國內(nèi)常用758滌淪布。⑦三價鈦鹽的影響濾餅內(nèi)存在三價鈦離子，可防止出現(xiàn)高鐵離子，因此水洗過程中保持一定量三價鈦離子對水洗是有利的。⑥時間的影響偏鈦酸開始水洗時，物料酸度高，雜質(zhì)濃度梯度大，洗滌效率較高。因此在酸度較高階段盡快除鐵是水洗的關(guān)鍵，提高酸度有助于抑止鐵鹽水解，對水洗有利。③水的溫度的影響水洗過程主要是除去硫酸亞鐵及游離硫酸，硫酸亞鐵在水中的溶解度在一定溫度范圍內(nèi)，隨著溫度的升高而增大。真空度過低，水洗時間就長，而且容易產(chǎn)生落片事故。可將整組葉片吊到打漿槽上部，準備刮料，此時水合二氧化鈦含水量尚高，相應的有極少部分母液殘留，可保持真空到表面出現(xiàn)大量裂縫為止，以進一步降低含水