5万吨钛白粉项目建议书(编辑修改稿)内容摘要:

涂料市场的发展,需求量快速增加,增长率高于全球,保持在两位数,预计增长幅度 10%~ 15%。 钛白粉行业短期的利益趋动,使 得新进入者众,大多以做矿起家的开始涉足下游钛白粉生产。 目前,在中国浙 江、山东、辽宁等地都有正在建设的大型氯化法钛白粉项目,都将将很快 建成投产。 未来随着中国钛白粉产能、产量的不断增长,产品品质的进一步提高,钛白粉出口量也会继续保持强劲增势,中国成为世界钛白粉净输出国指日可待。 七、 工艺技术 公司年产 5 万吨氯化法钛白粉工程的流程示意图见图 七 1,流程大致分三部分:氯化工段、氧化工段和后处理工段。 工艺流程 7. 氯化工段 主要设备是沸腾氯化炉,通常用钢制成,衬有耐火材料并罩有外部水冷套。 金 红石矿或高钛渣等富钛料经粉磨后,与一定比例的石油焦从沸腾层上方加入沸腾炉,从氧化工序返回的循环氯气从炉底加入,氯化反应在 9251010℃温度 9 下连续进行, TiO2 及铁、硅、矾、钙、镁及其他金属的氧化物被转化成相应的氯化物,随气体离开氯化炉。 反应气体先经旋风分离器将没反应的固体粉尘和不挥发的氯化物从反应气体中分离出来,随后进行逐级冷却冷凝,先分离出亚铁的氯化物,再分离中沸点的氯化物三氯化铁,然后用冷四氯化钛喷淋等办法冷凝收集低沸点的氯化物四氯化钛(内含四氯化硅和三氯氧矾等),经过滤除泥浆,得到粗制四氯化钛。 粗 四氯化钛经除矾(一般用矿物油),再经蒸馏除去四氯化硅等低沸点杂质,得到相对高纯度的精制四氯化钛。 高温下的氯气和四氯化钛极具腐蚀性,所以氯化炉即便是采用优质耐火材料,其使用寿命也是相对有限的。 氯化最初反应的热量来自于电加热,采用碳电阻块,但一旦开始后,氯化反应将放出足够的热量,无需进一步外部加热。 事实上,为了控制氯化温度,加入氯化炉的石油焦和钛原料的量必须精确。 如果氯化炉的温度太低,原料中的 TiO2 转化成 TiCl4 将不充分,而且未反应的氯气将通过氯化炉排出。 如果温度太高,氯化炉的材料将融化,氯化炉将被“堵塞 ”。 石油焦中碳的主要目的是将钛原料脱氧,使所含金属氯化。 只有在存在还原剂的条件下,才能氯化 TiO2。 氧化工段 核心设备是氧化反应器。 经蒸发预热的精制四氯化钛、经预热的氧气以及反应所必需的成核剂、晶型转化促进剂等反应物以各种方式加入氧化反应器。 氧化反应引发温度在 800℃以上,主反应一般在 13001800℃进行。 从反应器出来的气流(夹带着反应生成的二氧化钛颗粒)用低温的循环氯气骤冷到 700℃以下,再经沿程管路冷却到 200℃,逐级用旋风分离器和布袋收集器将二氧化钛从氯气中分离出来,二氧化钛经脱氯处 理后送后处理工序。 10 在将 TiCl4 氧化成适于钛白应用的 TiO2 产品时,对其粒度控制非常严密,这是新建厂需解决技术诀窍。 在反应温度下,氯气和四氯化钛都有极强的腐蚀性。 所以氯化器常用不锈钢制成并衬有耐火材料。 氧化反应必须在气相中进行,而且最好是温度刚刚超过 600℃。 因此,防止TiCl4 冷凝到反应器壁上至关重要。 通常用较大的反应空间并在 TiCl4 入口周围连续不断地导入惰性氮气流,可以达到此目的。 为增加 TiO2 的收率,需在能形成 TiO2 粒子的地方周围加固体晶核。 为此,有时将氯化铝( AlCl3)加到 TiCl4 的 进料装置中。 氯化铝氧化成氧化铝( Al2O3) ,以细粒形式固化,提供了所需的晶核剂。 输入的空气 /氧气气流中所带的少量蒸汽在快速冷却阶段形成水滴,这也可起到晶核的作用促进 TiO2 粒子的形成。 除尘器上捕集的 TiO2 含有大量的吸附氯,通过加热或更通常的蒸汽处理除去,洗掉的氯被转化成了盐酸。 最后,用含硼酸 %的蒸汽进一步处理,消除微量的氯和吸附在 TiO2 粒子上的盐酸。 后处理工段 后处理工段由打浆、研磨、化学品制备、表面处理、过滤洗涤、喷雾干燥、微粉碎及成品包装等主要工序组成: 氧化工序来的 TiO2 粉料进入打浆槽,分散剂、脱盐水计量后分别加入打浆槽;打浆合格的浆液送研磨工序。 打浆工序来的浆料进砂磨机进料槽再分散后,经砂磨机进料泵打入砂磨机,研磨成粒径小于 1μ m 的浆料,磨后浆料送入磨后贮槽,经料浆分级泵送至分级器分级,粗料返回砂磨机,细料自流至表面处理罐。 研磨工序来的浆料经计量后进入表面处理罐,再计量加入化学品制备工序来的各种表面处理剂,反应完成后送往过滤工序。 11 表面处理工序来的浆料用泵送入吸片槽,叶滤机在吸片槽内真空吸滤,完成上片后,桥吊吊起叶滤机 ,放入充满脱盐水的水洗槽中进行 浆料洗涤。 洗涤合格后桥吊吊起叶滤机在卸料槽中卸下浆料。 卸料槽卸下的浆料进入均质器打浆均匀后,经隔膜泵送入喷雾干燥器,在干燥器内离心雾化后,由热风炉送入的热风干燥浆料,出干燥器的尾气在袋滤器内分离下粉料,热风经排风机排入大气,干燥后的 TiO2 粉料由输送装置送往微粉碎工序。 喷雾干燥工序来的粉料经气流输送系统送入汽粉前料仓,料仓下设置螺旋输送机输送粉料进入汽流粉碎机,在汽流粉碎机入口处用移动泵向粉料中加入粉碎助剂,在汽流粉碎机内用中压过热蒸汽作为工质,粉碎粉料至平均粒径约 m,出汽流粉碎机物流进蒸汽旋风 分离粉料,出蒸汽旋风尾气流进高温袋滤器再分离出夹带的 TiO2 粉料,出高温袋滤器气流经喷水激冷后进入洗涤器,洗涤后的冷凝水去洗涤水槽用于水洗;出洗涤器的不凝性气体经汽液分离器,由排风机排入大气。 由蒸汽旋风收集的粉料由空气风机鼓入空气流态化,粉料被空气冷却,物流进入冷却旋风分离出粉料,出冷却旋风气流进袋滤器再分离夹带粉料,出袋滤器气流由排。
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