【文章內(nèi)容簡介】 金紅石型鈦白粉精加工的主要目的是通過對金紅石粗品進行表面處理（俗稱包膜） ，以保護 TiO2 粒子免受紫外線直接輻射，提高鈦白的耐久性和抗粉化能力，降低涂料發(fā)黃、老化現(xiàn)象。金紅石粗品來源有有二種途徑：一是氯化法鈦白的氧化半成品，另一種是硫酸法煅燒磨后料。本項目原料金紅石粗品采用的是硫酸法的煅燒磨后料。工藝流程見圖 32。年產(chǎn) 3 萬噸金紅石型鈦白粉精加工項目環(huán)境影響報告書22圖 31 廠區(qū)平面布置圖年產(chǎn) 3 萬噸金紅石型鈦白粉精加工項目環(huán)境影響報告書23注：N 噪聲 G 廢氣 W 廢水 煤氣燃燒產(chǎn)生熱空氣進行噴霧干燥 蒸汽直接加熱 蒸汽夾套加熱 圖 32 生產(chǎn)工藝流程及產(chǎn)污環(huán)節(jié)金紅石粗品再漿研磨表面處理洗滌壓濾干燥汽流粉碎包裝水硫酸鋁、硅酸鈉、水、氫氧化鈉水N1N2W1NG 1NG 2三羥甲基丙烷、新戊二醇循環(huán)水夾套冷卻成品年產(chǎn) 3 萬噸金紅石型鈦白粉精加工項目環(huán)境影響報告書24工藝流程簡述：金紅石鈦白粗品拆包卸入料倉，通過螺旋輸送機進入再漿槽，加入除鹽水再漿，然后用泵送入砂磨濕磨分散，經(jīng)充分分散后的漿液進入包膜罐，加入各種表面處理劑，在一定的溫度和 pH 值條件下，經(jīng)化學反應(yīng)在顆粒表面形成所需要的膜。由于包膜過程中形成大量的鹽類，包膜完成后需對包膜漿液進行洗滌壓濾，以洗去鹽類。洗滌壓濾所得的濾餅送入噴霧干燥器內(nèi)干燥，干燥后的物料被壓送至汽粉前料倉。從料倉下來的物料經(jīng)加料機送入汽流粉碎機，在高速汽流的帶動下，物料在汽粉機中高速旋轉(zhuǎn)，物料隨之相互間和壁面間碰撞而粉碎，在粉碎過程中按需要加入定量的處理劑（三羥甲基丙烷或新戊二醇） 。粉碎后的物料經(jīng)冷卻收集后由包裝機稱量包裝獲得最終產(chǎn)品。本項目有三種規(guī)格的產(chǎn)品在生產(chǎn)過程中均采用相同的工藝，僅在表面處理時所用的表面處理劑有差異。工藝技術(shù)方案：①再漿研磨：采用砂磨機研磨方案。為了保證包膜的質(zhì)量，使包膜物質(zhì)均勻地沉積有二氧化鈦單顆粒表面上，表面處理前漿液應(yīng)得到最佳的研磨和分散。因為金紅石粗品中以 TiO2 原級粒子形式存在的比例很小，大部分粒子以絮凝體和聚集體形式存在。研磨除了將絮凝體或聚集體分散或分開外，還可以改良漿料中角狀顆粒的外形，使其變得更加圓潤，粒度分布更窄，更有利于提高產(chǎn)品的顏料性能和產(chǎn)品質(zhì)量。研磨時用水量為 3t/t 產(chǎn)品。砂磨機冷卻水使用脫鹽水，水量為 。②表面處理（包膜）：采用大型包膜罐濕法自動包膜工藝。進行包膜時，反應(yīng)溶液的 pH 值對包膜效果有很難說大影響。通常情況下，pH2 時粉體分散性很好；當 pH 值逐漸上升時會發(fā)生團聚現(xiàn)象，當 pH＝5～8 時，團聚現(xiàn)象最為嚴重；當 pH8 時，粉體又重新分散；當 pH＝～11 時分散最好；當 pHll 時，粉體又重新團聚。本項目原擬采用操作工藝較簡單的 pH2 包膜工藝，后建設(shè)方考慮不用硫酸降低污染，采用了工藝及自動化程度要求較高的弱堿性包膜工藝，通過自動控制系統(tǒng)，將包膜時 pH 控制在 之間。本項目大型包膜罐，配有恒溫設(shè)施（由蒸汽夾套供熱，用汽量平均為年產(chǎn) 3 萬噸金紅石型鈦白粉精加工項目環(huán)境影響報告書25） 、緩和均勻的攪拌分散設(shè)備、穩(wěn)定的表面處理劑批量加入系統(tǒng)及在線分析檢測系統(tǒng)，一旦工藝設(shè)定則整個表面處理過程即可自動完成，換品種時只需在電腦中調(diào)整設(shè)定值，無需對包膜罐及附屬設(shè)備進行洗滌。表面處理時溫度為 80℃，壓力為常壓。表面處理前硫酸鋁、硅酸鈉在化學品自動調(diào)配系統(tǒng)中稀釋成濃度為 10%工作液。表面處理時分批加入表面處理劑及液堿以靈活調(diào)節(jié) pH。表面處理劑水解后附著率一般為 50%。HPR01 所用表面處理劑為：硫酸鋁（Al 2O3≥18%，用量為 110kg/t 產(chǎn)品） 、硅酸鈉（Na 2O+SiO2≥40%，用量為 50kg/t 產(chǎn)品） ，45%液堿按實際操作經(jīng)驗預(yù)計為 。HPR02 所用表面處理劑硫酸鋁（Al 2O3≥18%，用量為 110kg/t 產(chǎn)品） ， ，45%液堿按實際操作經(jīng)驗預(yù)計為 。HPR03 所用表面處理劑為：硅酸鈉（Na 2O+SiO2≥40%，用量為 50kg/t 產(chǎn)品），不使用液堿。包膜時鈦白顆粒上的包膜主要反應(yīng)方程式為：2Al3++(x+3)H2O=Al2O3xH2O+6H+SiO32+(x+1)H2O=SiO2xH2O+2OH③洗滌壓濾：采用箱式壓濾機洗滌工藝。洗滌壓濾的主要目的是除去表面處理過程中帶進的少量雜質(zhì)和生成的大量硫酸鈉。洗滌壓濾操作為間歇式操作，一個操作周期為三小時左右，分為進料、壓榨、洗滌、壓榨、洗滌、再壓榨六個步驟，每個周期用水量平均為 25t。洗滌壓濾后濾餅含水量為 3545%。④干燥：采用噴霧干燥方案。本項目有二臺噴霧干燥塔。采用機械傳動高速離心霧化設(shè)備對原料進行霧化，加熱系統(tǒng)為煤氣直接熱風爐加熱（煤氣通過 XIM8 型燃燒器燃燒直接加熱空氣，熱空氣通過熱風分配器及熱風管道進入干燥塔） ，干燥后的物料含水量約2%，粒徑為 。噴霧干燥塔各配一套布袋除塵器，設(shè)計風量為 30000m3/h，除塵效率大于99%。除塵后廢氣由 25 米高排氣筒排放。⑤粉碎：采用過熱蒸汽為工質(zhì)的汽流粉碎機超微粉碎工藝。年產(chǎn) 3 萬噸金紅石型鈦白粉精加工項目環(huán)境影響報告書26本項目有四臺汽流粉碎機（扁平式，環(huán)圈設(shè)有蒸汽高速噴嘴，蒸汽流量平均 ）進行超微粉碎。超微粉碎同時由自動加料系統(tǒng)加入新戊二醇或三羥甲基丙烷以提高產(chǎn)品的光澤度等性能，新戊二醇、三羥甲基丙烷用量為4kg/t 產(chǎn)品，附著率為 95%。超微粉碎時蒸汽用量為 。粉碎后鈦白顆粒粒徑為 以下。 四臺汽粉機各配套一臺布袋除塵器（過濾面積為 54m2）回收物料，除塵機引風機設(shè)計風量為 4000Nm3/h，除塵效率大于 99%。除塵后廢氣由 25 米高排氣筒排放，經(jīng)汽粉后高溫物料經(jīng)夾套冷卻后（冷卻水循環(huán)流量 20t/h） 。⑥包裝：采用密閉式自動包裝機包裝工藝。經(jīng)冷卻的物料由輸送機送往密閉式自動包裝機進行包裝。⑦本項目工藝用水均為脫鹽水。原料金紅石鈦白粗品中 TiO2 含量≥98%，成品金紅石型鈦白粉中 TiO2 含量為 9495%。 物料能源消耗根據(jù)以上工藝流程，并經(jīng)類比分析，物料能源消耗見表 33。年產(chǎn) 3 萬噸金紅石型鈦白粉精加工項目環(huán)境影響報告書27表 33 主要原輔料及能源消耗類別 名稱重要組份規(guī)格、指標單耗（t/t 產(chǎn)品） 年耗量 （t） 備注 來源及 運輸原料金紅石鈦白粗品 TiO2≥98% 29670外購、汽車運輸硫酸鋁（粉料） Al2O3≥18% 2860HPR0HPR02 用硅酸鈉(溶液)Na2O+SiO2≥40% 1200HPR0HPR03 用 三羥甲基丙烷 ≥% 60 一半產(chǎn)品用新戊二醇 ≥% 60 一半產(chǎn)品用液堿 NaOH：45% 1680生產(chǎn)用 930 噸、廢氣及水處理用750 噸鹽酸 HCl：10% 40 水處理用高錳酸鉀 ≥98% 1 煤氣洗滌用輔料包裝袋 25kg/袋 —— 150 萬只外購、汽車運輸自來水 水壓 —— 4200 張涇工業(yè)集中區(qū)區(qū)供水管網(wǎng)水源 河水 —— 359300 錫北運河蒸汽 、350℃ 129600 耗煤量 25920SZL20Ⅲ鍋爐一臺煤氣 1250kCal/Nm3 700Nm3 2100 萬Nm3 耗煤量 7000 煤氣發(fā)生爐二臺電 380V 183kWh 549 萬kWh張涇工業(yè)集中區(qū)區(qū)10KV 供電線路動力壓縮空氣 720Nm3 2160 萬Nm3LGFD43/7X 型風冷螺桿式空壓機二臺煙煤 灰份≤20%全硫份≤% 25920 鍋爐用 外購，水運燃料 無煙煤 灰份≤10%全硫份≤% 7000 煤氣發(fā)生爐用外購，水運年產(chǎn) 3 萬噸金紅石型鈦白粉精加工項目環(huán)境影響報告書28 主要原輔料理化性質(zhì)、毒性毒理主要原輔料理化性質(zhì)、毒性毒理見表 3—4。年產(chǎn) 3 萬噸金紅石型鈦白粉精加工項目環(huán)境影響報告書29表 34 主要原輔料、中間產(chǎn)品、產(chǎn)品理化性質(zhì)、毒性名稱 理化特性 燃燒爆炸性 毒性毒理金紅石鈦白主要成份二氧化鈦，白色粉末，化學性質(zhì)穩(wěn)定，相對密度 ，折射率 ，耐光性非常強。 不燃 無毒硫酸鋁無色單斜晶體。密度 ，在 ℃分解。溶于水，不溶于乙醇。當加熱時猛烈膨脹，并變成海綿狀物質(zhì)。燒到赤熱時則分解為三氧化硫和氧化鋁。不燃 無毒硅酸鈉本項目使用的是模數(shù)為 3 以下為中性水玻璃。Na2SiO3為無色單斜晶體，比重 ，熔點1089℃，折射率 ，可溶于水，不溶于醇；Na2SiO39H2O 為正交雙錐體結(jié)晶，熔點 4080℃，100℃失去六分子結(jié)晶水，水中溶解度比無水物大。不燃 無毒 三羥甲基丙烷無色或白色吸濕性晶體。熔點 5759℃。在35℃時形成蠟狀固體。溶于水、乙醇、丙酮、甘油，不溶于苯。可用作甘油代用品。易燃 無毒新戊二醇無色液體，熔點 120130℃，沸點 210℃，密度 1066kg/m3，灰份≤%，游離酸≤%，氫氧化根≥30%。易燃 無毒氫氧化鈉別名苛性堿，燒堿，火堿；純品為無色透明晶體，相對密度 ，熔點 ℃，沸點1390℃，本項目所用的為 45%的水溶液，具有強烈的腐蝕性。不燃 ——鹽酸 氯化氫的水溶液，是一種強酸，能與許多金屬發(fā)生反應(yīng)，具有強烈的腐蝕性。 不燃 ——高錳酸鉀俗名灰氧錳。深紫色晶體，有金屬光澤。密度。在 240℃分解。溶于水，遇乙醇分解。主要用作消毒劑、氧化劑、漂白劑、水凈化劑等。不燃 LD50 1090mg/kg(大鼠經(jīng)口) 公用工程 給排水本項目生產(chǎn)用水取自錫北運河，經(jīng)凈化處理后用于生產(chǎn)；生活用水由市鎮(zhèn)給水管網(wǎng)供給。排水實行清污分流，分別處理原則。設(shè)計規(guī)范采用《建筑給水排水設(shè)計規(guī)范》 、 《室外給水設(shè)計規(guī)范》 、 《建筑設(shè)計防火規(guī)范》 、 《室外排水設(shè)計規(guī)范》 。本項目給排水情況見表 35年產(chǎn) 3 萬噸金紅石型鈦白粉精加工項目環(huán)境影響報告書30年產(chǎn) 3 萬噸金紅石型鈦白粉精加工項目環(huán)境影響報告書31表 35 給排水情況一覽表水質(zhì) 用水單元 用水量 t/a 排水量 t/a 排水去向生活用水 4200 3570t/a 用于廠區(qū)綠化自來水合計 4200 —— ——離子交換樹脂 339046 32700t/a 作鍋爐脫硫除塵補充水汽粉后物料冷卻水 4320 1440t/a 作鍋爐脫硫除塵補充水煤氣發(fā)生爐沖洗塔用水 770 —— ——鍋爐脫硫除塵用水 3860 —— ——地坪沖洗水 1500 1350t/a 作鍋爐脫硫除塵補充水綠化用水 430 —— ——河水合計 349926 —— ——砂磨機冷卻用水 324 —— ——鍋爐用水 136420 2728t/a 作鍋爐脫硫除塵補充水工藝用水 182680 154722 錫北運河脫鹽水合計 319424 154722 ——注：離子交換樹脂用水 339046t/a，產(chǎn)生 319424t/a 脫鹽水。 供電工業(yè)區(qū)供電部門提供一路 10kV 工作電源、一路 的備用電源。 供熱本項目設(shè) Ⅲ燃煤鍋爐一臺，提供蒸汽規(guī)格為 （g） 、350℃的過熱蒸汽。鍋爐排氣筒高 45 米，配套脫硫除塵裝置，脫硫除塵裝置除塵效率大于 95%，脫硫效率大于 80%，年耗 45%液堿 740 噸。鍋爐用煤確保灰份低于 20%，全硫量低于 %。年耗煤量為 25920 噸，煙氣產(chǎn)生量為 25920 萬標立方米，氮氧化物產(chǎn)生量為 、二氧化硫產(chǎn)生量為 、煙塵產(chǎn)生量為 。 化學水處理本項目化學水處理過程如下：年產(chǎn) 3 萬噸金紅石型鈦白粉精加工項目環(huán)境影響報告書32 化學水處理站年耗 45%液堿 10 噸、10%鹽酸 40 噸。45%液堿及 10%鹽酸由自動調(diào)配系統(tǒng)配成 1%的濃度后使用。 空壓站考慮用氣負荷，再生氣耗以及管路損失，設(shè)置二臺 LGFD43/7X 型風冷螺桿式空氣壓縮機，二臺集裝式微熱再生干燥裝置及儲氣罐兩臺?？諝鈮嚎s機自配消聲器。 煤氣站本項目設(shè) 煤氣發(fā)生爐二臺，年耗煤 7000 噸，采用無煙煤（確保含硫低于 %） ，煤氣站工藝流程如下：煤氣發(fā)生爐是一種將煤進行熱加工生成含有氧、一氧化碳、甲烷、氫氣等氣體的機械裝置。爐體自下而上依次分為灰層、氧化層、還原層、干餾層和干燥層。氧化層中碳燃燒釋放出熱量，熱氣體進入還原層，發(fā)生還原反應(yīng)，還原層中產(chǎn)生的熱氣體再往上升，加熱了上面的煤層，形成了干餾和干燥二層。干餾層的揮發(fā)有機物在上升熱氣體帶來的物理熱作用下，被干餾和蒸發(fā)出來；干燥層的水分，也是靠此熱量被干燥去除的。生成的煤氣聚集在料層上，經(jīng)煤氣出口管進入除塵器進行處置，即得干凈煤氣。由于煤氣發(fā)生爐是在密閉的條件下不完全燃燒，并加入了石灰石等脫硫劑，煤中硫份約 70%留在煤渣中，約 30%生成硫化氫。本項目煤氣發(fā)生爐產(chǎn)生煤氣 2100 萬立方米/年。根據(jù)煤氣發(fā)生爐工作原理，河水 混凝處理 機械過濾器 離子交換裝置 脫鹽水