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，相對分子質(zhì)量79-7，CAS編號（美國化學文摘社登記號）為13463-67-7；RTECS編號（化學物質(zhì)毒性作用登記，Registry of Toxic Effects of Chemical Substances的英文縮寫；RTECS號是美國職業(yè)安全與衛(wèi)生研究所規(guī)定的化學物質(zhì)毒性作用登記號）為XR 2275000，ICSC編號（國際化學品安全卡編號，International Chemical Safety Card的英文縮寫）為0338。在20世紀20年代以前，涂料、繪畫等需要體質(zhì)顏料著色的應用領域，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遠遠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，其主要用途在各個國家?guī)缀醵际且粯拥摹旒垺⒒w和其它少量應用外，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)濟的發(fā)展和人類科技的進步，人們對其應用領域的不斷擴展，鈦白粉的其它一些應用性能也逐漸被發(fā)現(xiàn)，其應用領域也逐步地深入到了國民經(jīng)濟的各個角落。其消費水平也慢慢成為了衡量一個國家經(jīng)濟發(fā)展水平和人民生活水平高低的一個重要標志?；诖?，鈦白粉的生產(chǎn)和應用技術(shù)近百年來也有長足進步。特別是中國的鈦白工業(yè)更是如此。20世紀50年代中國開始硫酸法鈦白粉的生產(chǎn)；20世紀60年代一大批小的鈦白粉生產(chǎn)企業(yè)紛紛上馬，形成了中國第一輪鈦白粉擴張的高潮，后來由于技術(shù)不成熟等原因紛紛關(guān)停；20世紀80年代原化工部第三設計院和原化工部涂料研究所開始和國內(nèi)的一些較早生產(chǎn)鈦白粉的廠家進行合作，開始了國內(nèi)鈦白粉工廠新建、擴產(chǎn)的第二輪高峰期；20世紀末至21世紀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、濟南裕興化工總廠相繼從國外成套引進了年產(chǎn)15萬噸硫酸法金紅石鈦白粉生產(chǎn)線，應該說這三家企業(yè)為中國第三輪鈦白粉生產(chǎn)的擴張?zhí)峁┝肆己玫募夹g(shù)支撐。至此中國的鈦白粉生產(chǎn)進入了一個嶄新的時期。

內(nèi)容概要

本書的編寫突出了新穎和實用兩個方面。作者結(jié)合自己在國內(nèi)外鈦白粉廠的生產(chǎn)、技術(shù)管理經(jīng)驗，對硫酸法鈦自粉生產(chǎn)工藝、廢副處理、各種助劑、重要分析儀器均做出了詳細介紹與指導，特別針對鈦白粉行業(yè)近年來一些創(chuàng)新的工藝技術(shù)和設備應用，做到了原理探討和實踐指導相結(jié)合，對鈦自粉的各個重要指標也進行了較為專業(yè)、詳細的介紹。     本書主供鈦白粉生產(chǎn)管理技術(shù)人員閱讀參考，也可作為鈦自粉生產(chǎn)人員及相關(guān)職業(yè)學校的培訓教材。

書籍目錄

第一章　鈦白粉基本知識 　第一節(jié)　鈦白粉的發(fā)展簡史 　第二節(jié)　二氧化鈦的性質(zhì) 　　一、物理性質(zhì) 　　二、化學性質(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)　非顏料級鈦白粉 　　一、偏鈦酸 　　二、納米二氧化鈦 　　三、二氧化鈦纖維 　　四、低價鈦的氧化物 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　鈦白粉各指標的含義、影響因素與應用 參考文獻 后記

章節(jié)摘錄

插圖：特別是受到后期強大的需求推動，1985年以后工廠的生產(chǎn)能力增加勢頭和硫酸法生產(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)運行。DuPont公司在韓國、Tioxide集團在馬來西亞、Kerr McGee公司在韓國和沙特阿拉伯，都紛紛計劃要成立各種各樣的合資公司來進行鈦白粉的生產(chǎn)。這個時期，SCM公司從買進Sherwin williums公司和Gulf+Western公司在美國本土的氯化法工廠人手，又接連買進Laporte在英國和澳大利亞的工廠、Kemira和American Cyanamid在美國此時的鈦白生產(chǎn)經(jīng)歷了幾十年的發(fā)展，在各個行業(yè)的應用已經(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90年代這段時間是世界鈦白粉工業(yè)自產(chǎn)生以來變化最大的一段時期。產(chǎn)能過剩、原材料價格上漲而售價基本持平、環(huán)保要求愈來愈嚴格、市場疲軟等給鈦自工業(yè)的繼續(xù)發(fā)展帶來了巨大的壓力。產(chǎn)能擴大和兼并重組是這一時期的特色，而且?guī)状蠊镜脑O廠地點也從歐美地區(qū)轉(zhuǎn)移到了亞太地區(qū)。這一時期中國的鈦白工業(yè)受到了幾套引進生產(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)，徹底改變了國內(nèi)僅有硫酸法和沒有萬噸級以上生產(chǎn)線的面貌。21世紀上世紀末至今，世界幾大生產(chǎn)商的新設工廠依然將目標鎖在了亞太地區(qū)，特別是美國杜邦公司和澳大利亞阿斯創(chuàng)公司，都有在中國建立規(guī)模約為20萬噸／年的氯化法工廠的計劃。雖然目前還沒有明確的結(jié)論，但也說明了世界鈦自粉生產(chǎn)的一個趨勢。中國的鈦白粉生產(chǎn)在這個時期則呈現(xiàn)出了蓬勃發(fā)展的勢頭，國內(nèi)的總產(chǎn)能從上世紀末的不到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)線在建設中。如果將正在進行和即將進行建設的項目全部計算在內(nèi)的話，即便是排除將來要關(guān)閉的工廠，到21世紀20年代初，國內(nèi)的鈦白粉產(chǎn)能也將會超過200萬噸。

后記

很慶幸選擇了硫酸法鈦白粉這個行業(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?？粗蛴〕龅暮窈竦囊晦麜?，心里面感覺有些欣慰，多年來的經(jīng)驗與教訓都在里面；但更多的是感覺到了沉甸甸的責任。硫酸法鈦白粉發(fā)展至今，國內(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后期的水平，甚至很多的工廠在建設時期花大價錢將自控系統(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)品波動時的指標復查。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)生了一些認識上的偏差，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“點金之術(shù)”使產(chǎn)品得到質(zhì)的提高。筆者1997年在國外學習期間，國外工廠的偏鈦酸水洗使用的是真空葉濾機；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。隔膜板框壓濾機水洗技術(shù)的成功應用和迅速普及使得很多工廠對真空葉濾機不屑一顧，但隔膜水洗壓濾機推廣時的最大賣點——水耗低、水洗效果好卻一直難以在國內(nèi)真正體現(xiàn)！筆者學習的國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，國內(nèi)恐怕還沒有工廠能夠達到這一水平?！案Q一斑可見全豹”，因此筆者認為，在現(xiàn)有的硫酸法鈦白粉生產(chǎn)水平和現(xiàn)狀之下，工廠最應該做的應該是狠抓管理，苦練內(nèi)功。產(chǎn)品質(zhì)量在某一時間段超過國外的平均水平或先進水平甚至是世界頂尖水平，在國內(nèi)早就不是新鮮的事情，但能夠始終保持同一水平，哪怕相當于國外的平均水平，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，也敬請各位同行能夠提出最寶貴的意見。

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