硫酸法制钛白的工艺设计

1、硫酸法制钛白的工艺设计作者:日期:/硫酸法制钛白的工艺设计第一章概论1.1设计的目的1 巩固和运用所学的课程知识、理论联系实际，培养工艺观点；训练、 观察、分析和解决工程实际问题及独立工作能力。2. 掌握钛白粉生产酸解工段的知识和技能，学习和操作控制与生产管理的有关知识。3. 毕业设计是高等工科学校教学计划的重要组成部分，是培养学生开展科研，综合运用的所学知识和技能，提高分析和解决本专业范围内的一般工程技术 问题的能力的重要教学环节。1 .2设计的实际意义通过毕业设计应使学生获得工程师所必须的初步的综合训练，在不同的程度 上提高调研，查阅文献和收集资料的能力，分析和制定设计或实验方案的能力 设

2、计,计算,绘图和使用工具书的能力，技术经济的分析和组织工作的能力，撰写 论文或说明书的能力等。1. 3设计的课程本设计的课题为“年产1万吨钛白粉厂酸解水解工序的工艺设计”1.4设计依据1. 中盐珠化钛白粉厂生产经验数据；2 .硫酸法钛白粉生产工艺3.无机盐工艺学钛白粉章节； 1.4设计的课程本设计的课题为“年产2万吨钛白粉硫酸法制备工序的工艺设计”1 .5设计方案及生产规模(1) 年生产力：折算成10 0%锐钛型钛白粉吨(2) 年工作时间：30 0天(3) 日产量：按1 00%的钛白粉计划吨(4 )生产方法 以钛铁矿或富钛料(包括钛渣，酸溶性钛渣、天然和人造 金红石)为原料，用硫酸法生产钛白粉

3、的稀有金属冶炼厂设计。(5)原料组成酸 92 % 94%。经研磨、干燥的钛精矿(含 42%-6 0 %的TiO2)、浓硫1. 6设计任务1.对生产钛白粉的酸解工段提出流程设计3.对生产钛白粉的水解工段提出流程设计4. 对该工艺流程进行物料衡算5. 对该工艺流程的主要设备提出设计和选型6绘制带控制点的工艺流程图第二章绪论2.1钛白粉的发展简史氧化钛俗称钛白，它不但物理性质十分稳定，而且还具有良好的光学、电学性能和卓越的颜料特性，是当前一种最佳的白色颜料。它的一些其它特性也使它 在现代工业、现代农业、现代国和现代科学技术方面得到越来越广泛的应用。有关钛白粉的制备和性能的研究，始于1 8 24年，由

4、于提取的困难和寻求适当的用途，直到1910年在钛元素发现100年后,才分别由挪威的杰布森与法鲁普 法国的罗西和美国的巴顿共同完成了用硫酸法及熔融法从钛铁矿中制备二氧化钛的生产工艺研究。19 16年在挪威的菲特烈斯得建成了世界上第一个年产10 00吨含2 5 %勺二氧化钛的复合颜料厂。191 8年美国的钛颜料公司在尼亚加拉 瀑布成功建厂，并于19 1 9年开始生产二氧化钛复合颜料。再此期间，由于一战和当时硫酸法工艺存在缺陷，使得二氧化钛工业的发展速度非常缓慢。192 1 192 3年，法国的布卢姆菲尔德首创采用稀释法晶种对钛的硫酸盐溶液水解制备水合二氧化钛的工艺进行了重大改革，由法国的塞恩一兹公

5、司于192 3年采用并生产出含有96% 99 % Tio2的颜料钛白。至于纯的Tio2的生产，是由美国的国家铅业公司在1925年完成的。1 93 0麦克伦堡采用外加碱中和晶种,对硫酸盐 水解法制备钛白的工艺作了又一次改革，接着硫酸法的工艺从各方面得到不少改 进，更趋完善，促使钛白粉的成本不断降低而产品质量大幅度提高，远远超越了 其它白色颜料，至1 9 5 1年加拿大魅北克铁钛公司开始认高品位高钛渣为硫酸19法钛白的颜料，为钛白生产减少了废副产品，并提供了新的原料路线。钛白粉的初始生产几乎都是锐钛型的，金红石型被认为难以人工制造。3 0- 193 7年,在捷克用晶种法水解钛的硫酸盐溶液及四氯化钛

6、加热的加热方法 首先制出了金红石型钛白粉，从19 41年起美国组织了金红石型二氧化钛工业规模的生产，并向市场提供了产品。七十多年来，硫酸生产钛白粉虽有成千上万的专利和改进，但其基本工艺仍 未脱离191 0年的雏形，钛白生产的工艺流程长，操作要求精细，生产技术繁杂, 几乎要使用所有的化学单元设备，侧线手段要求多，建厂投资也很高，这是由于钛 白粉的生产不仅要求化学纯度高，而且尚须具有确定的晶型，化学性质和其它应 用性能。上述特点使钛白粉工业目前仍集中在少数工业技术先进的国家内生产, 其规模多在2-10万吨/年之间。目前世界约有二十多个国家，五十多家公司, 一百多家工厂生产钛白粉。我国钛白粉生产始于

7、50年代，70年代初南京油脂化工厂利用化工部涂料工 业的研究所的技术，开始生产金红石型的钛白粉，为了综合利用我国攀枝花的矶 钛磁铁矿资源,1 9 81年化工部涂料工业研究所与化工部第三设计院和现江苏太白集团合作，在该厂进行的认攀矿为原料生产50 0吨涂料用金红石型硫酸法钛白粉中间试验，获得了用攀矿生产涂料用金红石型钛白粉的技术基础。自7 0年 代开放以来，钛白粉行业与国外同行接触频繁，发现我国钛白粉生产与国外差距很大。因此引进先进技术以加快提高我国钛白粉生产工业水平，到80年代初，全国约有30多家钛白粉生产单位。2.2世界钛白粉产品设计意义二氧化钛(或称钛白粉)广泛用于各类结构表面涂料、纸张涂

8、层和填料、塑料 及弹性体,其他用途还包括陶瓷、玻璃、催化剂、涂布织物、印刷油墨、屋顶铺 粒和焊剂。钛白粉既可用于钛铁矿、金红石制取，也可用钛渣制取。钛白粉生产 工艺有两种：即硫酸盐工艺和氯化物工艺，硫酸盐法的技术比氯化法更完善。2. 3厂址选择的原则由于硫酸法生产钛白粉所产生的废水、 废气、废渣对化境污染严重，且需水、 矿量大，在厂址选择是应遵循以下原则:(1)厂址应选在原料，燃料供应和产品销售便利的地区，并在存储，机修,公用工程和生活设施等方面具有良好协作条件的地区。(2)厂址应靠近水量充足和水质良好矿水源区。(3)应有便利交通条件，最好靠近铁路和河流。(4)选厂址应注意当地自然环境条件，并

9、对提产后对环境可能造成的影响做出评估，生产区和生活区应同时确定。(5)厂址不占或少占耕地，自然地形应有利于厂房和管路的布置、系和场地排水。2.4钛白粉厂设计以钛铁矿或富钛料(包括钛渣，酸溶性钛渣、天然和人造金红石)为原料,用硫酸法生产钛白粉的稀有金属冶炼厂设计。2.5车间组成与配置硫酸法钛白粉厂的主要车间有酸解车间、水解车间、焙烧车间、后处理车间和综合回收车间。硫酸贮库要单独布置，与生产厂房保持一定的距离,满足安全技术规程的要求。后处理车间布置在厂区的上风向，防止废气污染产品。副产品回收和“三废”处理可以集中布置。第三章工艺叙述3.1钛白粉的生产工艺流程(1)原矿准备钛精矿一般粒度比较粗，比表

10、面积较小，酸解时与硫酸接触面积小，不易被硫酸有效地分解。因此,在使用前必须将其磨细，以增加反应接触面，使酸解反应能够正常进行。参加酸解反应的矿粉不仅必须达到一定的细度，而且粒度分布要求窄而均匀,这样才能得到较高的酸解率，得到符合工艺要求的硫酸钛液。按照酸解的工艺要求，用雷蒙磨磨矿，将钛精矿粉碎至一定的粒度。一般矿粉细度要求为：325目筛余W 1. 5%。酸分解作业是在耐酸瓷砖的酸解罐中进行的。将浓度为9 2-94%的浓硫酸装入酸解罐中并通入压缩空气，在搅拌的情况下加入磨细的钛精矿。精矿与硫酸的混合物用蒸气加热以诱酸解主反应的进行，主反应结束后，让生成的固相物在酸解罐中熟化，使钛精矿进一步分解，

11、分解后所得固相物基本上是由钛铁硫酸盐和定数量的硫酸组成。固相物冷却到一定温度后，用水浸出，并用压缩空气搅拌，浸出完全以后，浸 出溶液用铁屑还原，将溶液的硫酸高铁还原成硫酸亚铁。(3)钛液的净化钛液净化包括沉降、结晶、分离、过滤等工序。沉降是借助于重力作用，向钛液中加入沉降剂(主要絮凝剂是改性聚丙烯 酰胺)，除去钛液中的不溶性杂质和胶体颗粒，使钛液初步净化。冷冻结晶在冷冻锅中进行，主要利用硫酸亚铁的溶解度随着钛液温度降低 而降低的性质。用冷冻盐水带走钛液热量，使其降至适当的温度，从而使大量的硫 酸亚铁结晶析出。分离、过滤是由锥蓝离心机分离，抽滤及板框压滤三个工序构成。冷冻后的 钛液经锥蓝离心机分

12、离及抽滤池抽滤，得到初步净化的稀钛液，最后将稀钛液通 过板框压滤，得到符合生产需要的清钛液。(4 )钛液浓缩钛液浓缩采用连续式薄膜蒸发器，在减压真空的条件下蒸发掉钛液中的水 份，以符合水解工序的需要。(5 )水解水合二氧化钛是由钛的硫酸盐溶液热水解而生成的。为了促进热水解反应 并使得到的水合二氧化钛符合要求，一般采用引入晶种或自生晶种的方法。(6)水洗及漂洗由于水解反应是在较高的酸度下进行的，因此大部分杂质磷酸盐仍以溶解 状态留在母液中。水洗的任务是将水合二氧化钛与母液分离 ，再用水洗涤以除尽偏钛酸中所含可溶性杂质。经过水洗而仍残留在水合二氧化钛中的最后一部分杂 质(高铁为主)，则以漂洗来除去

13、，即在酸性条件下以还原剂将不溶的高铁还原为 可溶性的亚铁，再进行二次水洗。(7 )盐处理盐处理是在盐处理锅中进行。在充分搅拌的情况下，向偏钛酸浆液中加入碳酸钾和磷酸等盐处理剂，可防 止煅烧物料烧结，隐蔽杂质元素的显色，使煅烧产品颗粒松软，色泽洁白等。(8)煅烧回转窑是目前最广泛采用的煅烧设备。盐处理后的偏钛酸在回转窑中经高温脱水、脱硫及晶型转化等过程，得到具有颜料性能的钛白粉。在煅烧阶段,随着S03和酸雾的排除，不可避免要夹带些细微的T iO2粒子,缕缕烟气明显可见。因此，工厂必须设有回收Ti0 2粒子、 除尘和除酸雾的装置，以使煅烧尾气处理后排放。(9)后处理二氧化钛后处理是按照不同用途对煅

14、烧所得二氧化钛进行各种处理以弥补 它的光活性缺陷，并改变它的表面性质。后处理包括分级，无机和有机表面包膜 处理，过滤，干燥、超微粉碎和计量包装等，从而获得表面性质好，分散性高的二 氧化钛成品。3 . 2硫酸法生产锐钛型钛白粉的工艺流程简图图(一)硫酸法生产锐钛型钛白粉的工艺流程框图钛3. 酸解的基本原理钛铁矿与硫酸的反应非常缓慢，在常温下几乎不发生变化。为了促进这个反 应,往往需要加热，引导反应的开始。如以偏钛酸亚铁F eTiO 3代表钛铁矿的主要成份,则酸解反应中的主反应:Fe Ti O3 + 3H2 SO 4Ti(SO4)2+F eSO 4+3HOFeT iO3+2H SO 4TiOSO

15、4+FeSQ+2HOF e2(SC4)3+3H2O从这些反应式看，反应结果得到的是（正）硫酸钛T1 （ SQ）2硫酸氧钛TiOSQ,硫酸亚铁FeSQ和硫酸高铁Fe2（ SO 4）3这四种物质。硫酸氧钛的生成,也可以视为是硫酸钛初步水解的产物。Ti(SO4)2+H 2 OTiO S O+HSO酸解后生成的硫酸钛T i（SO4）2和硫酸氧钛TiOSO之间的比例由酸解条件而定。从方程式中可以看出，生成硫酸钛每一份需要二份硫酸，而生成硫酸氧钛每 一份只需要一份硫酸。3.4原料及产品的技术条件原料钛铁矿成分（攀矿）组分TiQ2FeOFezOsMgOSiQ2a1 203组成50%34%13 %1%1%1

16、%表2 原料钛铁矿成分（攀矿）2.钛白粉成品的质量指标表3钛白粉成品的质量指标项目一级合格白度（与称样比）不低于近似总钛（不少于称样）98%9 8 %消色力（不小于称样）1 OO %9O %吸油量g /10 0 g （不小于称样）2 6284 5 mm筛条（不大于称样）0.10.3水溶性盐（不大于称样）0. 5O .6水悬浮液ph值6.5- 8.56.0-8 . 51 O 5C挥发水分（不大于称样)0. 50.53. 5水解工段的基本原理钛液的水解属盐类水解，但又与一般盐类的水解有所不同，它没有一个固定的pH值，只要在稀释或者加热的条件下它即能水解而析出氢氧化钛的水合物沉淀。在常温下用水稀释钛

17、液时，析出胶体氢氧化钛沉淀。其反应方程式为:Ti0S04+3H2O> Ti (O H) 4 ； +H2SO4 ;如果将钛液加热使其维持沸腾也会发生水解反应，生成白色偏钛酸沉淀。这是硫酸法钛白生产在工业上制取偏钛酸的惟一方法。其反应方程式为：T iOSO4+2 H2O 沸腾H2Ti Q 3 J + H2SO4水解生成的偏钛酸具有无定型结构或者不明显的微晶体结构，其直径为3 nm10 n m,它们按一定的方向（2030个）配位成为胶粒。胶粒在硫酸盐离子的作用下加速凝聚，构成凝聚体（偏钛酸）而沉析出来。凝聚体大小约为0-6卩m 07卩m,是由约1000个60nm 75nm的小微粒胶粒凝聚而成，

18、每个微粒约含有20个2nm的微晶体，这是加到液中去的晶种。水解的过程可分为 3个步骤:（1）晶核的形成；（2）晶体的成长与沉淀的形成；（3）沉淀物的组成以及溶液的组成随着水解作用的进展而改变。水解在二氧化钛生产中极为重要，水解的条件决定着微晶体、胶粒和粒子的大小，归根到底也是决定着最终产品的质量。第四章物料衡算质量守恒定律即：进入一个系统的全部物料量必等于离开这个系统的全部物料量，再加上过程中损失量和在系统中积累量。依据质量守恒定律，对研究系统作物料衡算，可用下式表示:刀G进=XG出+ 刀G损+ XG积式中刀G进一输入物料量总和；刀G出一离开物料量总和；刀G损一总的损失量;刀G积一系统中积累量

19、。4. 1计算依据1钛铁矿的组成（%）2. 投料矿酸比约为1 :1 . 6 0 (1 0 0% H2SO4)3铁屑（Fe > 85%加量为矿粉的5 . 5 %4 硫酸浓度：稀释前92.5%稀释后8 8%5.废酸浓度：1 0 0g/ t9 .5%6.固相物用废酸用量为浸取水量的1/67 酸解率8.水解率9 8. 5%9.铁液的质量指标TiO2 浓度 130g/t Ti3 含量为 3g It稳定性400沉降净化收率98.5%10.计算标准：以每吨1 00% TiO2计11.年操作日：根据设计任务，钛白粉的年生产能力为4 000 0吨每年，开工因子=生产装置时间/年自然时间，为了充分利用设备，

20、开工因子应取的较大，接近1，但又不能等于1,因为还要考虑到设备的检修以及开停车等情况，开工因子一般取为0.80.9,全年365天，则年生产3 0 0330天；因此除去季保养、月保养、修理、放假等总计65天,则年工作日为（36565）天=3 00天，定昼夜生产为三班。12.化合物分子量和兀素原子量如下:TiO2TiTiOSO4Ti(OH)4H2TiO3Ti2(SO4)3H2SC4NaOHNa? SO4FeSO79.947.915 9 .91 15. 997.93 83. 997.939. 9141.915 1 .9表4 分子量和元素原子量4.2各工序收率分配图图（二）各工序收率分配图27 7 7

21、. 9rk98%94%9 8. 52 520.634、亠，24 4 5-01浓缩严结晶过滤24440%2324 .0 4ti盐处理*煅烧208：4 7 3 水洗2 12 6 . 59 8 .5%9 6 .5%91. 5%98%*粉碎*注：1.表示每吨成品需要处理的物料量（公斤）（以TiO2为准）2.表示每小时需要处理的物料量（公斤）（以TiO2为准）3 .工序收率 4.工序累计收率4. 3酸解水解物料衡算计算基准：（单位除标注处，均以k g / t TiO2计）日产：20000/300 = 6 6.6 7 吨每小时产:66 . 67 X 10 0 0/ 2 4= 2 777 . 9 2 kg1

22、.原料辅助材料消耗量a .钛铁矿粉的用量2 777.92 X 0. 9 8十 5 0%= 54 4 4. 72kg/tX2H2SO45444.72 34% 94% 97.9 722366.10kg/t TiO 2TiO2b.铁屑用量54 4 4.7 2 X 5 .5 %= 299. 4 6 kg/ tTiO2c.硫酸用量5 44 4.7 2 X 1.6=8711 . 55 kg/ tTiO22 .矿粉酸解理论计算TiO2 H2SO4 TiOSO4 H2OX H 2SO45444.72 50% 94% 97.9 79.93135.52kg/t TiOx1TiOSO45444.72 50% 94%

23、 159.9 79.95121.24kg/t TiOx1H 2O5444.72 50% 94% 18 79.9576.50 kg/t TiO 2b.矿粉中FeO与H2SC4反应矿粉中TiO2与H2SC4反应a .22FeO H 2SC4FeSO4 H 2Ox2FeSO45444.72 34% 94% 15919 723671.20kg/t TiO 2x4Fe 232.87 19.86252.73 kg/t TiO 2X2H2O 5444.72 34% 94% 18 72435.03kg/t TiO 2c. FezOs 与 H2SC4 反应Fe FezOs 3 H 2SO4 3FeSO4 3H2

24、Ox3H 2SO45444.72 13% 94% 293.7 1601221.32kg/t TiO 2XsFe5444.72 13% 94% 56 160232.87 kg/t TiO 2X3H 2O5444.72 13% 94% 54 160224.55kg/t TiO 2x3FeSO45444.72 13% 94% 455.7 1601894.99 kg/t TiO 2d.为了保证钛液中Ti3含量为3g/ t,需要加入的铁屑与硫酸反应时因为酸解浸取后的钛液体积为5 444. 72X 5 0%X 94 %/1 3 0=19.6 8m3/tTiO2所以钛液中Ti3的重量为（以TiO2计）3X

25、19.68 = 56 .67 kg由2 TiO2与Ti2（SO4）3的关系Ti2（SO4）3=5 6.67 X 3 83.9 -（ 2X 7 9 .9）=136. 1 4 kg2TiOSO4Fe 2H2SO4 FeSO4 Ti2（SO4）3 2H2Ox4TiOSO4319.8 136.14 383.9113.41 kg/t TiO 2x4FeSO4151.9 136.14 383.953.87kg/t TiO 2x4Fe56 136.14 383.919.86kg/t TiO 2x4 H 2SO497.9 2 136.14 383.969.44kg / tTiO2x4H 2O36 136.14

26、 383.912.77 kg/t TiO 2因此铁屑总用量为x3Fee.矿粉中MgO与H2SC4反应MgOH2SO4MgSO4H2OX5H 2SQ5444.721%94%97.940125.26 kg/t TiO 2x5MgSO45444.721%94%12040153.54 kg/t TiO 2X5H 2O5444.721%94%184023.03kg/t TiO 2f. 矿粉中AI2O3与H2SO4反应Al2O3 3H2SO4 AI2(SO4)3H2OX6H2SC45444.72 1% 94% 293.7102147.37 kg/t TiO 2x6AI2(SO4)35444.72 1% 9

27、4% 342102171.60 kg/t TiO 2x6H2O 5444.72 1% 94% 54 10227.10 kg/t TiO 2g.矿粉中的SiC2与硫酸反应当矿粉中的SiC2以元素硅存在时，可以认为是不参加反应，但当硅酸盐存在时硅组成能参与酸解反应，并生成带正电的硅酸，本计算假定它不与硫酸反应。综合计算结果，酸解中硫酸理论需要量与反应后的生成物组成如下:xH2SC43135.52 2366.101221.32 69.44 125.26 147.377065.01 kg/t TiO 2xTiOSOq5121.24 113.415007.83 kg/t TiO 2xTi2 SC4313

28、6.14kg/t TiO2xFeSC43671.2 1894.9953.875620.06kg/t TiO 2xASOdb 171.60 kg/t TiO 2xMgSOd 161.22 kg/t TiO 2xH2O 576.50 435.03 224.55 12.77 23.03 27.101298.98 kg/t TiO 23. 稀释浓硫酸（92.5%的硫酸）用废酸水（9 .5%的硫酸）的量生产一吨钛白粉需要100%勺硫酸8711.55kg,按酸解时配制的8 8%勺硫酸计为：G 8711.55 / 88%9989.49 kg其中 Gh2o 1277.94kg ，GH2SOtH2O8711.5

29、5kg假设92. 5%硫酸用量为GA kg9.5%废酸用量为GB k g80%1905.65kg/tTiO292.5%GA 9.5%GB 8711.55GA GB 9989.49上两式联列方程组解得GA 9352.47kg , GB637.02kg其中Ga H 2SO4 =8 6 51. 0 3kgGA 水=701. 4 4 kgGB H2S04=60. 5 2kgGB 水=5 76.5kg4. 酸解排出废气量参考国内某厂生产测定数据，酸解主反应时，每吨每分钟排出56 m3废气,其中含 H2O 5 00g/m3 , SQ7.6 g/m3, SQ1. 1 8g/m3酸解反应与上述类似，当投矿量为

30、5 4 44. 72 k g/锅，主反应时间为 10分钟,则排出废气量为Q'废 5444.72 10356 103049.04m3/tTiO2其中:G 'h2O3049.04500 1031524.52kg/tTiO2G'sq3049.047.6 10 323.17kg/tTiO2考虑到酸解其他阶段的排气，假定主反应排出的废气为总排出废气量的所以每吨1 00%TiO2排出的废气量为:Qa3049.0480%3811.3Ckg/tTiO2其中G''h2O1524.5280%23 17而% 28.96kg/tTiO2G“sqG''sO2360

31、4.5kg/tTiO280% 2H2OGH2O 2769.25 263.082506.17kg /tTiO2将SO3和SQ换算成H 2SQ或H 2SQ的量,则排出的废酸组成为：Gh2o 1905.65 (28.96 18 80) (4.5 18 80)1898.12kg / tTiO2GH2SO4 28.96 97.9 80 35.44kg / tTiO2GH2SQ4.5 82 645.77kg/tTiO25. 酸解固相物的浸取由酸解反应可知,进酸解锅的物料量（以生产一吨100%勺TiO2计）G进 5444.72 9989.4915434.21 kg/t TiO 2所以排出废气量为:Q 废GH

32、2O GH2SQ GH2SO31898.1235.44 5.771939.33kg / tTiO2所以固相物量为:G固G 进 G 废 15434.211939.3313494.88kg/tTiO2其中V- 浸取后钛液的体积d 浸取后钛液的比重Vd1 9. 68 m3/tTiO231530 k g/m所以其中废酸水的用量参考国内某厂经验约为浸取水量的1/ 6,则加入的废酸水的G 水 19.68 1530 13494.8816615.52 kg/tTiO2量为:其中:G废酸水 16615.52/62769.25kg/tTiO2Gh2so42769.25 9.5%263.08kg/tTiO?因此自来

33、水的量为:G自来水16615.52 (2769.25 263.08) 14109.35kg /tTiO26. 固相物浸取后钛液中杂质的含量a.已知酸解率为94%!卩另有6%的矿粉不酸解，并残留在钛液中W 5444.72 6%326.68kg / tTiO2b .矿粉中SO2假定1%不反应,认为全部残留在钛液中98. 5%X 1 71. 60=1 6 9 . 0 3kg/tTiO25444.721%54.45kg /tTiO2c.铁屑杂质的量W3299.46 (185%)44.92kg /tTiO2所以钛液浸取后杂质含量（以干基计W干 W1 W2W3426.05kg /tTiO27. 浸取后钛液

34、的酸度系数F=钛液中有效酸的含量/钛液中TiO2含量_ (8711.557065.01) 3135.52 69.44 263.0835.44 5.772722.36(326.68 2)=1 .98 8钛液的组成 a. TiOSO4（98.5%沉降收率）9 8 .5%X 5007.83=4932.71 kg/tTQ?b. Ti2(SO4)39 8. 5 %X 1 3 6 .14=134. 1 0kg/tTiO2 c. FeSO49 8.5%X 5620.06=55 3 5.76 kg /tTiO?d. Al2(SO4)3e. MgSO49 8 .5%X 161.22=158.8 0 kg/tTi

35、O2f. H2SO498.5 %X（8 7 11. 5 5 706 5. 0 1+263.08- 3 5 .44-5.77） =1840.3 8kg/tTiO2g. H2O98.5% 1300.96 1277.94 1898.12 16615.5217036.86kg/tTiO28. 钛液沉降后泥渣的组成a. TiOSO450 0 7. 8 3-493 2 . 7 1=75.12 kg/tTiO?b . Ti2（SQ）3136.1 4 -1 3 4. 10= 2.0 4kg/tTiO2c. FeSO456 2 0. 0 6-5535.76= 8 4 .3 kg /tTiO2d . Al2（SC

36、4）31 71 . 6 0-169. 0 3 =2. 57 kg/tTiO?e. MgSO416 1 .22- 1 58 .8 0 =2.4 2 kg/tTiO2f . H2SO41 8 68.4 1 - 1 8 40.38=2 8 . 0 3 kg/tTiO2g. H2Oh. 杂质1 7 2 96.3-1 7 0 36.8 6 =25 9. 44kg/tTiO24 26. 0 5 k g9 .水解理论计算Ti(SO4)2 +H 2OTi O SO4+H2SO 4T iO SO 4+H 2OH2 TiO 3 +H2 S O4经上面计算可知xTiOSOq为493 2 .7 1 kg/ tTiO

37、2x H 2 TiO 3=4932. 71 98.5 % 97. 9159.9=29 74.7 9kg/t TiO 2XH2O = 4932 .71 9 8.5% 18 159 .9= 5 46.94kg/t TiO2XH2SO 4 =493 2.71 9 8 .5% 97. 9 159.9=2974.79 kg /t TiO2为了使水解更完全通常加入物料 5%的水It成品钛白粉要产生由于水解后的偏钛酸液有杂质，需要用稀硫酸洗涤，通常每生产8-IOt浓废酸”。4. 4物料平衡表（1 ）酸解物料平衡表（以 kg/ t TiO2计）表5酸解物料平衡表（以kg/1 TiO2计）序号进料序号出料1酸解

38、反应酸解废气钛铁矿粉5444.72H2SC435.44H2SO487 1 1.55H2SC35 .77H2O127 7. 94H2O1 89 8. 1 2固相物1349 4 .88合 计15 4 34.21合 计15434.21序号进料序号出料固相物1 3 494.8 8 TiOSO45 0 07. 83铁屑2 99. 4 6Ti2(SO4)3136. 1 4废酸水56 2 0. 06H2SO42 63.08 FeSOqH2O2506.17 Al2（SO4）3171.6 0 自来水14 1 09. 35 MgSCU1 6 1. 2 2 H2SC41868.41H2O1 72 9 6.3杂质41

39、1.3 8合计30 6 7 2. 9 4合计30 67 2 .94（2）沉降物料平衡表（以k g/t TiO2计）表六沉降物料平衡表（以kg/ t TiO2 计）序号进料序号出料1钛液1清钛液 TiOSO45007.8 3TiOSO44932.71Ti2（SO4）3136.14Ti2（SO4）3134.10 FeSC45 6 20. 06FeSO45535.76 Al2（SC4）317 1. 6 0Al2（SO4）31 6 9.03MgSO4161.22MgSO41 58.80 H2SO41 8 68.4 1H2SO41 8 4 0.38H2O172 9 6.3H2O17036. 86杂质42

40、6.05计2980 7. 64合计30 6 8 7.6 12沉降泥渣TiOSO475.12Ti2（SO4）32.04FeSO484.3Al2(SO4)32 .57MgSO42.24H2SO42 8.03H2O259. 4 4杂质4 26.05计879.79合计3068 7.6 1雷蒙磨；酸解罐；沉降设备；程序控制的SX型离心机;板框过滤机；浓缩罐;(3)水解反应物料平衡表序号进料序号出料1TiOSO44 9 3 2 . 7 11 H 2TiO32 97 4 .7 92 H2O15 6 3 . 8 12 H2O546.9 43 H2SC42974. 7 95工序需要的主要设备4.水解锅；叶滤机；

41、回转窑；气流粉碎机等等。4.5酸解锅的设备选型计算1. 依据(1)处理钛铁矿粉量(2)浸取后钛液比重2736 10000十=91200kg/天 3005 30k g/ m3(3)设备容积利用率(4)基准：以每锅处理的物料量计算2. 计算3. 由物料衡算可知，每生产1t100%的TiO2需浸取的钛液量为15415.0 2 kg,则生产1000 0 t100%的 TiO2,每天获得钛液量为:1 0 000:为年产 1000 0 吨 1 0 0%的 TiO23 0 0:为年操作日300天所以V =51 3 834 /15 3 0 = 335.84 m' / 天每天酸解按9釜操作,酸解锅的容积利用率为8 0%,则需要的酸解锅的体积为:Vg=335. 8 4/ 9 x 0. 8=2 9.85m3 取V g= 15m,查手册得Vg=25 m参考中盐株化集团酸解锅操作时间为 8小时所以酸解锅台数为:n=9