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山東企業(yè)完成鈦白粉生產(chǎn)工藝流程試驗

發(fā)布時間:2015-03-25 來源: 環(huán)球塑化網(wǎng) 專題: 塑料助劑 打印

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  國內(nèi)中科院過程所齊濤教授領(lǐng)銜的清潔生產(chǎn)熔鹽工藝,即可用于鈦精礦生產(chǎn)鈦白粉,也可回收硫酸法鈦白粉酸解渣(黑泥),已在山東東佳集團完成了鈦白粉生產(chǎn)工藝流程工業(yè)性試驗。

  現(xiàn)第二大鈦白粉生產(chǎn)公司克瑞斯托(Cristal)在原美利聯(lián)公司時期曾經(jīng)出資150萬美元,由英國利茲大學(xué)的Prof Jha教授研究并申請專利的綠色萃取工藝,該法用堿和鈦鐵礦在850~875℃進(jìn)行焙燒,然后采用有機酸進(jìn)行浸取,以移走其中的雜質(zhì),得到的的鈦化合物產(chǎn)量達(dá)到95%~97%的人造金紅石,產(chǎn)品粒徑在150~300μm之間;鈣含量0.3%、鐵含量1%~1.5%和鋁含量0.5%以下。用于氯化法生產(chǎn)鈦白粉比傳統(tǒng)低于20倍的氯的消耗。

  由于溶劑萃取的液液分離等諸多因素致使該項目未能如愿,也沒有商業(yè)化生產(chǎn)。也有熔鹽法生產(chǎn)工藝,該工藝用堿熔融分解鈦原料、酸溶水解沉淀煅燒生產(chǎn)鈦白粉。

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山東企業(yè)完成鈦白粉生產(chǎn)工藝流程試驗

  這些新開發(fā)的工藝因裝置設(shè)備或材質(zhì),碳足跡的全生命周期不勝完美,甚至經(jīng)濟問題,均沒有實現(xiàn)商業(yè)化的生產(chǎn)裝置。所以,全球現(xiàn)有鈦白粉生產(chǎn)工藝技術(shù),也還是保留在經(jīng)典的硫酸法和氯化法兩種生產(chǎn)工藝;但是隨著社會的進(jìn)步,經(jīng)典的硫酸法與氯化法因科學(xué)技術(shù)的發(fā)展也在不斷的改進(jìn)與完善,除過去環(huán)保、健康、安全(EHS)外,更需要隨著社會地發(fā)展以滿足“低碳”和“可持續(xù)發(fā)展”的新的生態(tài)文明要求。

  鈦白粉生產(chǎn)技術(shù)自上個世紀(jì)的1916年硫酸法鈦白粉生產(chǎn)工藝聞世以來,直到1958年氯化法工藝的生產(chǎn)裝置投產(chǎn),鈦白粉生產(chǎn)工藝的發(fā)展硫酸法經(jīng)歷了近百年,氯化法也快經(jīng)歷了60年。

  因元素氟較之元素氯更易于鈦元素反應(yīng)生成氟化鈦,曾經(jīng)有美國的一些公司進(jìn)行了大量的氟化法工藝研究,并進(jìn)行了生產(chǎn)實驗裝置的工藝開發(fā),因氟化物尤其是氟化氫對人及環(huán)境的危害與安全較之氯化法更大而不得不放棄此工藝的開發(fā)。

  本世紀(jì)剛開始的2002年4月23日,美國俄特爾納米材料公司(Altair Nanomaterials Inc.)申請了發(fā)明專利(10-11)。該工藝即不同于硫酸法生產(chǎn)工藝,也不同于氯化法工藝。硫酸法是以硫酸分解鈦原料,然后沉淀出偏鈦酸并進(jìn)行液固分離以及煅燒生產(chǎn)鈦白粉(以固液分離為主);氯化法是以氯氣分解鈦原料生成氣體氯化物,然后進(jìn)行氣固和氣液分離及氣相氧化生產(chǎn)鈦白粉(氣固分離為主)。

  俄特爾公司是以鹽酸分解鈦原料,然后進(jìn)行容積萃取(液液分離)和沉淀以及熱解后煅燒生產(chǎn)鈦白粉的工藝,所以謂之鹽酸法生產(chǎn)工藝。鈦白粉生產(chǎn)工藝流程為:鹽酸浸取分解鈦鐵礦,分離不溶的殘渣;浸取液進(jìn)行高價鐵還原為低價鐵,冷卻結(jié)晶出氯化亞鐵,分離氯化亞鐵;分離出氯化亞鐵后的含鈦浸取液進(jìn)行第一次溶劑萃取,萃取相為含鈦和高鐵溶液,萃余相為含亞鐵的水溶液,返回工藝用于再生鹽酸,回到浸取工序;含鈦的萃取相進(jìn)行第二次萃取,萃取相為含鈦的水溶液,萃余相為含高鐵的水溶液,返回鹽酸再生工序;經(jīng)過萃取提純后的氯化鈦溶液進(jìn)行水解,最好的水解是噴霧加熱水解,得到偏鈦酸,氣相的鹽酸和水返回鹽酸再生系統(tǒng)。水解后的偏鈦酸進(jìn)行煅燒、濕磨、無機包膜、過濾洗滌、干燥、汽粉和包裝即為產(chǎn)品。

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