硫酸法鈦白粉生產(chǎn)技術(shù)創(chuàng)新

前言

鈦白粉是商品二氧化鈦的俗稱，英文名稱為Titanium Dioxide。其分子式為TiO2，相對(duì)分子質(zhì)量79-7，CAS編號(hào)（美國(guó)化學(xué)文摘社登記號(hào)）為13463-67-7；RTECS編號(hào)（化學(xué)物質(zhì)毒性作用登記，Registry of Toxic Effects of Chemical Substances的英文縮寫；RTECS號(hào)是美國(guó)職業(yè)安全與衛(wèi)生研究所規(guī)定的化學(xué)物質(zhì)毒性作用登記號(hào)）為XR 2275000，ICSC編號(hào)（國(guó)際化學(xué)品安全卡編號(hào)，International Chemical Safety Card的英文縮寫）為0338。在20世紀(jì)20年代以前，涂料、繪畫等需要體質(zhì)顏料著色的應(yīng)用領(lǐng)域，其所選擇的白色顏料是鉛白、鋅白、立德粉等。自1916年鈦白粉投入使用以來，鈦白粉作為白色顏料之王的地位迅速確立，特別是其白度、遮蓋力和著色力等顏料指標(biāo)遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于其它的白色顏料因而成為不可替代品。鈦白粉作為白色顏料初期，其主要用途在各個(gè)國(guó)家?guī)缀醵际且粯拥摹旒垺⒒w和其它少量應(yīng)用外，主要用于涂料、塑料和油墨等的調(diào)色。近年來，隨著世界經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和人類科技的進(jìn)步，人們對(duì)其應(yīng)用領(lǐng)域的不斷擴(kuò)展，鈦白粉的其它一些應(yīng)用性能也逐漸被發(fā)現(xiàn)，其應(yīng)用領(lǐng)域也逐步地深入到了國(guó)民經(jīng)濟(jì)的各個(gè)角落。其消費(fèi)水平也慢慢成為了衡量一個(gè)國(guó)家經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平和人民生活水平高低的一個(gè)重要標(biāo)志?；诖耍伆追鄣纳a(chǎn)和應(yīng)用技術(shù)近百年來也有長(zhǎng)足進(jìn)步。特別是中國(guó)的鈦白工業(yè)更是如此。20世紀(jì)50年代中國(guó)開始硫酸法鈦白粉的生產(chǎn)；20世紀(jì)60年代一大批小的鈦白粉生產(chǎn)企業(yè)紛紛上馬，形成了中國(guó)第一輪鈦白粉擴(kuò)張的高潮，后來由于技術(shù)不成熟等原因紛紛關(guān)停；20世紀(jì)80年代原化工部第三設(shè)計(jì)院和原化工部涂料研究所開始和國(guó)內(nèi)的一些較早生產(chǎn)鈦白粉的廠家進(jìn)行合作，開始了國(guó)內(nèi)鈦白粉工廠新建、擴(kuò)產(chǎn)的第二輪高峰期；20世紀(jì)末至21世紀(jì)初重慶渝港鈦白粉股份有限公司、核工業(yè)部甘肅第四零四廠、濟(jì)南裕興化工總廠相繼從國(guó)外成套引進(jìn)了年產(chǎn)15萬噸硫酸法金紅石鈦白粉生產(chǎn)線，應(yīng)該說這三家企業(yè)為中國(guó)第三輪鈦白粉生產(chǎn)的擴(kuò)張?zhí)峁┝肆己玫募夹g(shù)支撐。至此中國(guó)的鈦白粉生產(chǎn)進(jìn)入了一個(gè)嶄新的時(shí)期。

內(nèi)容概要

本書的編寫突出了新穎和實(shí)用兩個(gè)方面。作者結(jié)合自己在國(guó)內(nèi)外鈦白粉廠的生產(chǎn)、技術(shù)管理經(jīng)驗(yàn)，對(duì)硫酸法鈦?zhàn)苑凵a(chǎn)工藝、廢副處理、各種助劑、重要分析儀器均做出了詳細(xì)介紹與指導(dǎo)，特別針對(duì)鈦白粉行業(yè)近年來一些創(chuàng)新的工藝技術(shù)和設(shè)備應(yīng)用，做到了原理探討和實(shí)踐指導(dǎo)相結(jié)合，對(duì)鈦?zhàn)苑鄣母鱾€(gè)重要指標(biāo)也進(jìn)行了較為專業(yè)、詳細(xì)的介紹。     本書主供鈦白粉生產(chǎn)管理技術(shù)人員閱讀參考，也可作為鈦?zhàn)苑凵a(chǎn)人員及相關(guān)職業(yè)學(xué)校的培訓(xùn)教材。

書籍目錄

第一章　鈦白粉基本知識(shí) 　第一節(jié)　鈦白粉的發(fā)展簡(jiǎn)史 　第二節(jié)　二氧化鈦的性質(zhì) 　　一、物理性質(zhì) 　　二、化學(xué)性質(zhì) 　第三節(jié)　鈦白粉的用途及質(zhì)量要求 　　一、涂料工業(yè) 　　二、塑料工業(yè) 　　三、造紙工業(yè) 　　四、油墨行業(yè) 　　　五、化纖工業(yè) 　　六、食品、醫(yī)藥和日化 　　七、其它 　第四節(jié)　鈦白粉的制造方法 　　一、硫酸法 　　二、氯化法 　　三、鹽酸法 　　四、堿法 　第五節(jié)　非顏料級(jí)鈦白粉 　　一、偏鈦酸 　　二、納米二氧化鈦 　　三、二氧化鈦纖維 　　四、低價(jià)鈦的氧化物 第二章　硫酸法鈦白粉生產(chǎn)用的原輔材料 　第一節(jié)　主要生產(chǎn)原料 　　一、鈦礦 　　二、鈦渣 　　三、硫酸 　第二節(jié)　輔助生產(chǎn)原料 　　一、還原劑 　　二、氧化劑 　　三、消泡劑 　　四、絮凝劑 　　五、助濾劑 　　六、鹽處理劑 　　七、粉碎助劑 　　八、金紅石晶種 　第三節(jié)　鈦白粉后處理原料 　　一、潤(rùn)濕分散劑 　　二、包膜劑 第三章　黑鈦液的制備 　第一節(jié)　鈦鐵礦的粉碎與酸分解 　　一、鈦鐵礦的粉碎 　　二、鈦鐵礦的酸解 　　三、酸解的尾氣處理 　第二節(jié)　鈦液的沉降凈化與回收 　　一、沉降的原理 　　二、沉降的方法 　　三、常用的沉降劑 　　四、影響沉降的因素 　　五、沉降效果的判斷及異常情況的處理 　　六、泥漿的過濾與回收 　　七、鈦液的熱過濾 　第三節(jié)　硫酸亞鐵的結(jié)晶和分離 　　一、結(jié)晶的原理 　　二、結(jié)晶的方式 　　三、硫酸亞鐵的分離 　第四節(jié)　鈦液的控制過濾與濃縮 　　一、鈦液的過濾 　　二、鈦液過濾的幾種方式 　　三、鈦液的濃縮 　　四、鈦液濃縮的幾種方式 第四章　偏鈦酸的制備、凈化與煅燒 第五章　鈦白粉的后處理 第六章　硫酸法鈦白生產(chǎn)廢、副的綜合利用 第七章　鈦白粉各指標(biāo)的含義、影響因素與應(yīng)用 參考文獻(xiàn) 后記

章節(jié)摘錄

插圖：特別是受到后期強(qiáng)大的需求推動(dòng)，1985年以后工廠的生產(chǎn)能力增加勢(shì)頭和硫酸法生產(chǎn)向氯化法生產(chǎn)的轉(zhuǎn)化得到發(fā)展。1989年石原產(chǎn)業(yè)的新加坡氯化法工廠開業(yè)運(yùn)行。DuPont公司在韓國(guó)、Tioxide集團(tuán)在馬來西亞、Kerr McGee公司在韓國(guó)和沙特阿拉伯，都紛紛計(jì)劃要成立各種各樣的合資公司來進(jìn)行鈦白粉的生產(chǎn)。這個(gè)時(shí)期，SCM公司從買進(jìn)Sherwin williums公司和Gulf+Western公司在美國(guó)本土的氯化法工廠人手，又接連買進(jìn)Laporte在英國(guó)和澳大利亞的工廠、Kemira和American Cyanamid在美國(guó)此時(shí)的鈦白生產(chǎn)經(jīng)歷了幾十年的發(fā)展，在各個(gè)行業(yè)的應(yīng)用已經(jīng)非常廣泛，各種不同的規(guī)格和專用型鈦白粉也紛紛推出。20世紀(jì)90年代這段時(shí)間是世界鈦白粉工業(yè)自產(chǎn)生以來變化最大的一段時(shí)期。產(chǎn)能過剩、原材料價(jià)格上漲而售價(jià)基本持平、環(huán)保要求愈來愈嚴(yán)格、市場(chǎng)疲軟等給鈦?zhàn)怨I(yè)的繼續(xù)發(fā)展帶來了巨大的壓力。產(chǎn)能擴(kuò)大和兼并重組是這一時(shí)期的特色，而且?guī)状蠊镜脑O(shè)廠地點(diǎn)也從歐美地區(qū)轉(zhuǎn)移到了亞太地區(qū)。這一時(shí)期中國(guó)的鈦白工業(yè)受到了幾套引進(jìn)生產(chǎn)線的影響，特別是遼寧錦州鐵合金廠的氯化法鈦白生產(chǎn)線的投產(chǎn)，徹底改變了國(guó)內(nèi)僅有硫酸法和沒有萬噸級(jí)以上生產(chǎn)線的面貌。21世紀(jì)上世紀(jì)末至今，世界幾大生產(chǎn)商的新設(shè)工廠依然將目標(biāo)鎖在了亞太地區(qū)，特別是美國(guó)杜邦公司和澳大利亞阿斯創(chuàng)公司，都有在中國(guó)建立規(guī)模約為20萬噸／年的氯化法工廠的計(jì)劃。雖然目前還沒有明確的結(jié)論，但也說明了世界鈦?zhàn)苑凵a(chǎn)的一個(gè)趨勢(shì)。中國(guó)的鈦白粉生產(chǎn)在這個(gè)時(shí)期則呈現(xiàn)出了蓬勃發(fā)展的勢(shì)頭，國(guó)內(nèi)的總產(chǎn)能從上世紀(jì)末的不到100萬噸猛增到了目前的140余萬噸，并且仍有幾家較大的硫酸法生產(chǎn)線和氯化法生產(chǎn)線在建設(shè)中。如果將正在進(jìn)行和即將進(jìn)行建設(shè)的項(xiàng)目全部計(jì)算在內(nèi)的話，即便是排除將來要關(guān)閉的工廠，到21世紀(jì)20年代初，國(guó)內(nèi)的鈦白粉產(chǎn)能也將會(huì)超過200萬噸。

后記

很慶幸選擇了硫酸法鈦白粉這個(gè)行業(yè)，但從業(yè)十幾年來，這還是第一次系統(tǒng)整理自己的思路。看著打印出的厚厚的一摞書稿，心里面感覺有些欣慰，多年來的經(jīng)驗(yàn)與教訓(xùn)都在里面；但更多的是感覺到了沉甸甸的責(zé)任。硫酸法鈦白粉發(fā)展至今，國(guó)內(nèi)的裝置和技術(shù)已經(jīng)超過了目前的歐洲平均水平，但在控制上依然停滯于歐洲上世紀(jì)后期的水平，甚至很多的工廠在建設(shè)時(shí)期花大價(jià)錢將自控系統(tǒng)配置齊全，卻僅僅將其用來作為歷史數(shù)據(jù)記錄和產(chǎn)品波動(dòng)時(shí)的指標(biāo)復(fù)查。而行業(yè)的迅猛發(fā)展使得很多的工廠和技術(shù)人員產(chǎn)生了一些認(rèn)識(shí)上的偏差，在產(chǎn)品質(zhì)量控制上過多的依賴了所謂新技術(shù)的使用，過多的希望能有“點(diǎn)金之術(shù)”使產(chǎn)品得到質(zhì)的提高。筆者1997年在國(guó)外學(xué)習(xí)期間，國(guó)外工廠的偏鈦酸水洗使用的是真空葉濾機(jī)；至今十余年過去了，該工廠偏鈦酸水洗使用的依然是真空葉濾機(jī)。隔膜板框壓濾機(jī)水洗技術(shù)的成功應(yīng)用和迅速普及使得很多工廠對(duì)真空葉濾機(jī)不屑一顧，但隔膜水洗壓濾機(jī)推廣時(shí)的最大賣點(diǎn)——水耗低、水洗效果好卻一直難以在國(guó)內(nèi)真正體現(xiàn)！筆者學(xué)習(xí)的國(guó)外工廠目前金紅石型鈦白粉的噸產(chǎn)品水耗為45m3最高52m3，成品中干基鐵含量在20×10-6以下，國(guó)內(nèi)恐怕還沒有工廠能夠達(dá)到這一水平?！案Q一斑可見全豹”，因此筆者認(rèn)為，在現(xiàn)有的硫酸法鈦白粉生產(chǎn)水平和現(xiàn)狀之下，工廠最應(yīng)該做的應(yīng)該是狠抓管理，苦練內(nèi)功。產(chǎn)品質(zhì)量在某一時(shí)間段超過國(guó)外的平均水平或先進(jìn)水平甚至是世界頂尖水平，在國(guó)內(nèi)早就不是新鮮的事情，但能夠始終保持同一水平，哪怕相當(dāng)于國(guó)外的平均水平，目前尚無人能做到。產(chǎn)品質(zhì)量的提高，更多的是軟的東西——管理水平和控制水平的比拼。但愿本書能夠帶給廣大鈦白粉從業(yè)者一絲的幫助，也敬請(qǐng)各位同行能夠提出最寶貴的意見。

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