【正文】 氯化法工藝，鈦礦都是重要的原料組成部分。在硫酸法工藝中，鈦精礦、酸溶性鈦渣和硫酸是鈦白粉生產(chǎn)的主要原材料，上述三種原材料成本合計(jì)占生產(chǎn)成本的平均比例約為60%。首先將鈦礦原料干燥并經(jīng)研磨，再用硫酸分解。酸解反應(yīng)前，用機(jī)械攪拌或壓縮空氣先將礦粉和硫酸的混合物攪拌均勻，加入引發(fā)液利用硫酸的稀釋熱引發(fā)酸解反應(yīng)，反應(yīng)產(chǎn)物是鈦、二價(jià)和三價(jià)鐵、其它金屬的硫酸鹽，是一種多孔性的固相物。加入水或稀硫酸浸取固相物，得到鈦的硫酸鹽溶液稱(chēng)為鈦液。在鈦液中加入鐵粉或鐵屑，使其中的高價(jià)鐵還原成亞鐵，便于后面工序中分離。然后讓鈦液靜置沉降，除去氧化硅和未反應(yīng)的鈦礦一類(lèi)的固體殘?jiān)?，鈦液在沉降之前，需加入絮凝劑使其中的膠體物質(zhì)絮凝沉降，為了提高沉降后鈦液的質(zhì)量，用過(guò)濾的方式降去一部分未沉降的雜質(zhì)。初步凈化后的鈦液根據(jù)工藝要求的鐵鈦比用冷凍或真空結(jié)晶，讓大部分硫酸亞鐵結(jié)晶析出而得以分離，分離亞鐵后通過(guò)控制過(guò)濾除去鈦液中的微量殘?jiān)Ｈ缓髮?duì)鈦液進(jìn)行濃縮，使鈦液濃度提高到水解所要求的濃度。鈦液的水解是硫酸法生產(chǎn)鈦白粉最關(guān)鍵的一步，為確保水解產(chǎn)物的質(zhì)量，水解條件必須嚴(yán)格控制。水解快結(jié)束時(shí)用水稀釋?zhuān)商岣哜佉旱乃饴?，但稀釋過(guò)度，則會(huì)影響水合二氧化鈦的質(zhì)量。水解所得的水二氧化鈦經(jīng)過(guò)濾除去所吸附的母液后用水洗滌，其酸性濾液應(yīng)回收處理。水洗以后的水合二氧化鈦在酸性和還原條件下進(jìn)行漂白和漂洗除去殘存的微量雜質(zhì)鐵，然后加入少量能控制晶體成長(zhǎng)的物質(zhì)(鹽處理劑)，再進(jìn)行煅燒。水合二氧化鈦的煅燒是很重要的工序，煅燒是在有一定傾角的轉(zhuǎn)窯內(nèi)進(jìn)行的。水合二氧化鈦在轉(zhuǎn)窯內(nèi)首先脫除水分，再脫除吸附的三氧化硫，最后是晶體的成長(zhǎng)以及向金紅石型轉(zhuǎn)化過(guò)程，其中晶體成長(zhǎng)和晶型轉(zhuǎn)化是在高溫條件下進(jìn)行的，必須仔細(xì)控制。煅燒后的二氧化鈦粗制品經(jīng)研磨、分級(jí)(如是銳鈦型經(jīng)研磨后就得到產(chǎn)品)后，用無(wú)機(jī)、有機(jī)物對(duì)二氧化鈦進(jìn)行表面處理，最后對(duì)表面處理后的二氧化鈦進(jìn)行洗滌、干燥和粉碎，得到金紅石型二氧化鈦產(chǎn)品。原礦粉碎預(yù) 混 合酸 解沉 降熱 過(guò) 濾真空結(jié)晶結(jié)晶分離控制過(guò)濾濃 縮水 解一 洗漂 白鈦鐵礦二 洗鹽 處 理煅 燒前 粉 碎濕磨、分級(jí)表面處理三 洗旋轉(zhuǎn)閃蒸干燥汽流粉碎金紅石成品硫酸綠礬廢酸 二氧化鈦的工業(yè)生產(chǎn)方法主要有硫酸法和氯化法。硫酸法是用硫酸分解鈦礦成TiOSO4 ，經(jīng)凈化、濃縮后，鈦液水解成TiO2 .H2O，再經(jīng)洗滌、過(guò)濾、煅燒后得產(chǎn)品，再進(jìn)行表面處理，則得金紅石產(chǎn)品，工藝的特點(diǎn)是原料來(lái)源廣、品位要求低、生產(chǎn)技術(shù)容易掌握，但是生產(chǎn)流程長(zhǎng)、操作要求精細(xì)、“三廢”排放量大。氯化法以天然金紅石、人造金紅石或高鈦渣為原料，經(jīng)氯化、精制、氧化、表面處理后制得成品。該工藝的特點(diǎn)是生產(chǎn)流程短、連續(xù)化操作、單系列裝置規(guī)模大、“三廢”排放少，但生產(chǎn)技術(shù)難度大。氯化法鈦白粉生產(chǎn)流程主要分3部分：氯化、氧化和后處理工段。無(wú)論是氯化法鈦白生產(chǎn)還是海綿鈦生產(chǎn)過(guò)程中，粗TiC1 的制取工藝基本相同。主要有固定床氯化、熔鹽氯化和流化床氯化技術(shù)，其中，固定床氯化工藝已被淘汰，熔鹽氯化工藝在攀鋼集團(tuán)錦州鈦業(yè)公司正在應(yīng)用．流化床氯化工藝在國(guó)外被普遍采用，國(guó)內(nèi)在快速流化床氯化技術(shù)方面還處于開(kāi)發(fā)階段。流化床氯化主要設(shè)備是沸騰氯化爐，通常用材質(zhì)為鋼，襯有耐火材料并罩有外部水冷套。金紅石礦或高鈦渣等富鈦料經(jīng)粉磨后，與一定比例的石油焦從沸騰層上方加入沸騰爐，從氧化工序返回的循環(huán)氯氣從爐底加入．氯化反應(yīng)在925～1 010℃下連續(xù)進(jìn)行，TiO2 及鐵、硅、礬、鈣、鎂及其他金屬的氧化物被轉(zhuǎn)化成相應(yīng)的氯化物，隨氣體離開(kāi)氯化爐。反應(yīng)氣體先經(jīng)旋風(fēng)分離器將未反應(yīng)的固體粉塵和不揮發(fā)的氯化物從反應(yīng)氣體中分離出來(lái)，隨后，進(jìn)行逐級(jí)冷卻、冷凝，先分離出亞鐵的氯化物，再分離中沸點(diǎn)的氯化物三氯化鐵，然后，用冷四氯化鈦噴淋等辦法冷凝收集低沸點(diǎn)的四氯化鈦(內(nèi)含四氯化硅和三氯氧礬等)，經(jīng)過(guò)濾除泥漿，得到粗四氯化鈦。粗四氯化鈦經(jīng)除硅、除礬得到相對(duì)高純度的精制四氯化鈦。 氧化工段經(jīng)蒸發(fā)預(yù)熱的精制四氯化鈦、經(jīng)預(yù)熱的氧氣以及反應(yīng)所必需的成核劑、晶型轉(zhuǎn)化促進(jìn)劑等反應(yīng)物加入氧化反應(yīng)器。氧化反應(yīng)引發(fā)溫度為800℃以上，主反應(yīng)一般在1 300～1 800℃ 進(jìn)行。從反應(yīng)器出來(lái)的氣流(夾帶反應(yīng)生成的二氧化鈦顆粒)用低溫的循環(huán)氯氣驟冷至700℃以下．再經(jīng)沿程管路冷卻至200℃ ，逐級(jí)用旋風(fēng)分離器和布袋收集器將二氧化鈦從氯氣中分離出來(lái)，二氧化鈦經(jīng)脫氯處理后送后處理工序。 后處理工段后處理工段由打漿、研磨、化學(xué)品制備、表面處理、過(guò)濾洗滌、噴霧干燥、微粉碎及成品包裝等主要工序組成。 粉料進(jìn)入打漿槽，分散劑、脫鹽水計(jì)量后分別加入打漿槽，打漿合格的漿液送研磨工序。，經(jīng)砂磨機(jī)進(jìn)料泵打入砂磨機(jī)，研磨成粒徑小于1 m的漿料，磨后漿料送人磨后貯槽經(jīng)料漿分級(jí)泵送至分級(jí)器分級(jí)，粗料返回砂磨機(jī)，細(xì)料自流至表面處理罐。．再計(jì)量加入化學(xué)品制備工序來(lái)的各種表面處理劑，反應(yīng)完成后送往過(guò)濾工序。，葉濾機(jī)在吸片槽內(nèi)真空吸濾，完成上片后．橋吊吊起葉濾機(jī)。放入充滿(mǎn)脫鹽水的水洗槽中進(jìn)行漿料洗滌。洗滌合格后，橋吊吊起葉濾機(jī)在卸料槽中卸下漿料。，經(jīng)隔膜泵送入噴霧干燥器．在干燥器內(nèi)離心霧化后，用熱風(fēng)爐送人的熱風(fēng)干燥漿料。出干燥器的尾氣在袋濾器內(nèi)分離下粉料，熱風(fēng)經(jīng)排風(fēng)機(jī)排人大氣，干燥后的TiO2粉料由輸送裝置送往微粉碎工序。，料倉(cāng)下設(shè)置螺旋輸送機(jī)輸送粉料進(jìn)入氣流粉碎機(jī)，在氣流粉碎機(jī)人口處，用移動(dòng)泵向粉料中加入粉碎助劑．在氣流粉碎機(jī)內(nèi)用中壓過(guò)熱蒸汽作為工質(zhì)，粉碎粉料至平均粒徑約0．3 m，出氣流粉碎機(jī)物流進(jìn)蒸汽旋風(fēng)分離粉料，出蒸汽旋風(fēng)尾氣流進(jìn)高溫袋濾器再分離出夾帶的TiO2 粉料，出高溫袋濾器氣流經(jīng)噴水激冷后，進(jìn)入洗滌器，洗滌后的冷凝水去洗滌水槽用于水洗，出洗滌器的不凝性氣體經(jīng)汽液分離器。由排風(fēng)機(jī)排人大氣。由蒸汽旋風(fēng)收集的粉料由空氣風(fēng)機(jī)鼓入空氣流態(tài)化，粉料被空氣冷卻，物流進(jìn)入冷卻旋風(fēng)分離出粉料，出冷卻旋風(fēng)氣流進(jìn)袋濾器再分離夾帶粉料，出袋濾器氣流由排風(fēng)機(jī)排人大氣。由冷卻旋風(fēng)、袋濾器收集的粉料進(jìn)入成品包裝工序。 成品進(jìn)入螺旋輸送機(jī)，送入成品料倉(cāng)，可根據(jù)需要供25 kg／袋包裝機(jī)或供1 000 kg／袋包裝機(jī)使用。　　杜邦公司在美國(guó)之外最大的投資項(xiàng)目當(dāng)屬在我國(guó)東營(yíng)興建一個(gè)20萬(wàn)噸氯化法鈦白粉項(xiàng)目，總投資10億美元。該項(xiàng)目雖然通過(guò)了環(huán)評(píng)，但未通過(guò)國(guó)家發(fā)改委、國(guó)土資源部和地方政府的核準(zhǔn)。隨后人們發(fā)現(xiàn)，杜邦東營(yíng)項(xiàng)目雖然采用先進(jìn)的氯化法生產(chǎn)，但采用含量為60%左右的鈦鐵礦為原料，而并不是杜邦的其他工廠運(yùn)用的含量為80%的鈦鐵礦。部分專(zhuān)家對(duì)其使用低品位原料提出疑問(wèn)，認(rèn)為存在環(huán)保隱患。同時(shí)，國(guó)家發(fā)改委在2011年6月1日起實(shí)施的《產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整指導(dǎo)目錄(2011年本)》也作了新的規(guī)定，只鼓勵(lì)“二氧化鈦含量不小于90%的富鈦料(人造金紅石、天然金紅石、高鈦渣)為原料的氯化法鈦白粉生產(chǎn)”。杜邦的這一項(xiàng)目終因國(guó)內(nèi)反對(duì)聲而停滯不前。　　盡管這一項(xiàng)目被擱置，但給人們帶來(lái)思考——為何氯化法鈦白粉技術(shù)吸引跨國(guó)巨頭的眼球？其主要原因氯化法鈦白粉技術(shù)比硫酸法更先進(jìn)、更環(huán)保，這已經(jīng)成為國(guó)際鈦白粉生產(chǎn)企業(yè)的共識(shí)。近年來(lái)，國(guó)際知名鈦白粉生產(chǎn)企業(yè)使用氯化法生產(chǎn)的鈦白粉比例持續(xù)升高。除此之外，國(guó)內(nèi)鈦白粉巨頭企業(yè)對(duì)氯化法鈦白粉技術(shù)十分感興趣，并紛紛上馬項(xiàng)目，據(jù)了解，國(guó)內(nèi)鈦白粉巨頭東佳、龍蟒等企業(yè)對(duì)氯化法技術(shù)熟練掌握并運(yùn)用到實(shí)際工作中，東佳集團(tuán)引進(jìn)吸收國(guó)外氯化法鈦白粉技術(shù)生產(chǎn)出SR9000高性能鈦白粉，龍蟒鈦業(yè)新建設(shè)產(chǎn)能為10萬(wàn)噸/年的氯化法金紅石型鈦白粉生產(chǎn)線，佰利聯(lián)IPO募投項(xiàng)目就上馬了“6萬(wàn)噸/年氯化法鈦白粉生產(chǎn)線項(xiàng)目”，預(yù)計(jì)2013年12月投產(chǎn)。隨著該項(xiàng)目的建成投產(chǎn)，公司鈦白粉產(chǎn)能將達(dá)20萬(wàn)噸/年，成為我國(guó)鈦白行業(yè)唯一同時(shí)完整掌握硫酸法和氯化法兩種生產(chǎn)工藝的企業(yè)?！　〗Y(jié)合三大鈦白巨頭項(xiàng)目上馬情況，不難看出，我國(guó)鈦白粉產(chǎn)能將會(huì)日趨上升。截至2012年6月30日，中國(guó)鈦白粉年產(chǎn)能已近280萬(wàn)噸。目前全國(guó)在建、擬建、擴(kuò)產(chǎn)項(xiàng)目為25項(xiàng)，其中廣西金龍鈦業(yè)股份有限公司新增年產(chǎn)5萬(wàn)噸項(xiàng)目已經(jīng)建成，攀枝花市海峰鑫化工有限公司年產(chǎn)6萬(wàn)噸金紅石已建成并試產(chǎn)，云南新立有色金屬有限公司年產(chǎn)6萬(wàn)噸氯化法建成即將投產(chǎn)，寧波新福鈦白粉有限公司在建年產(chǎn)4萬(wàn)噸金紅石也將在年底之前投產(chǎn)，預(yù)計(jì)到2015年這些項(xiàng)目全部完成，鈦白粉產(chǎn)能將超過(guò)500萬(wàn)噸。諸多鈦白粉項(xiàng)目擴(kuò)產(chǎn)、在建，勢(shì)必使得鈦白粉行業(yè)出現(xiàn)產(chǎn)能過(guò)剩的現(xiàn)象，因此，采用或引進(jìn)氯化法這一先進(jìn)環(huán)保技術(shù)手段控制行業(yè)產(chǎn)能過(guò)?，F(xiàn)象是必然趨勢(shì)，國(guó)內(nèi)鈦白粉企業(yè)應(yīng)通過(guò)培養(yǎng)人才，學(xué)習(xí)掌握該技術(shù)領(lǐng)域。據(jù)了解，到“十二五”末，漯河要打造出四個(gè)超百億元的產(chǎn)業(yè)鏈，其中就包含氯化鈦白粉工業(yè)園?？梢?jiàn)，　　產(chǎn)能的增加，固然離不開(kāi)鈦白粉市場(chǎng)需求。從長(zhǎng)期來(lái)看，“十二五”中國(guó)GDP經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)目標(biāo)定在7%，而鈦白粉的主要應(yīng)用領(lǐng)域又是以基礎(chǔ)產(chǎn)業(yè)——建筑、房地產(chǎn)、汽車(chē)、日用品等為主，必將隨著國(guó)民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展同步增長(zhǎng)。預(yù)測(cè)到2015年，中國(guó)鈦白粉總產(chǎn)能將達(dá)到340萬(wàn)噸~350萬(wàn)噸，其中金紅石型鈦白粉將達(dá)到270萬(wàn)~280萬(wàn)t。中高端部分應(yīng)用領(lǐng)域的鈦白粉，如：專(zhuān)用造紙鈦白粉、食品級(jí)鈦白粉、日化用鈦白粉、高端涂料專(zhuān)用鈦白粉和鈦白粉的深加工產(chǎn)品等，這些產(chǎn)品必將得到開(kāi)發(fā)，這些都會(huì)對(duì)鈦白粉提出新的需求，成為下一時(shí)期新的增長(zhǎng)點(diǎn)。41 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