2002年4月23日，美国俄特尔纳米材料公司（Altair Nanomaterials Inc.）申请了发明专利。该工艺既不是硫酸法出产工艺，又不是氯化法出产工艺，应该说是法出产工艺，其工艺流程如下图所示：浸取钛铁矿，别离不溶的残渣。浸取液进行高价铁还原为贱价铁，冷却结晶出氯化亚铁，别离氯化亚铁；别离出氯化亚铁后的含钛浸取液进行第一次溶剂萃取，萃取相为含钛和高铁溶液，萃余相为含亚铁的水溶液，回来工艺用于再生，回到浸取工序；含钛的萃取相进行第2次萃取，萃取相为含钛的水溶液，萃余相为含高铁的水溶液，回来再生工序；通过萃取提纯后的氯化钛溶液进行水解，最好的水解方法是喷雾加热水解，得到偏钛酸，气相的和水回来再生体系。水解后的偏钛酸进行煅烧、湿磨、无机包膜、过滤洗刷、枯燥、汽粉和包装。该工艺可出产纳米钛、锐钛型和金红石型钛。对冷却结晶别离出的氯化亚铁进行热解得到氧化铁固体，气体为氯化氢和水蒸气回来开端的浸取工序。其特征是循环运用，副产品只发生氧化铁渣。    该公司为美国纳斯达克上市公司，1999年从总部设在澳大利亚的BHP公司购买新工艺技能和试验设备，为加强新工艺的开发，2001年将参加研讨的15位科学家聘请到俄特尔继续进行新钛出产工艺研讨，2002年第一个专利在美国同意。1910年是克洛朗斯硫酸法的时代，1950年是杜邦氯化法的时代，21世纪是俄特尔法的时代。    该公司称新工艺出产钛的长处有：运用低成本的钛质料；能量消耗低；既可按需求出产锐态型，也可出产金红石型产品和纳米级钛；废物发生少，无需深井填埋；比硫酸法和氯化法出产成本低；而出资费用与其适当。    该出产工艺仅完成了每天5t的中试试验，其工业化的规划出产设备还得静候喜报。

不管从硫酸法锻烧，仍是从氯化法氧化之后所发作的钛是非常纯的产品，但作为颜料填料并不运用这种产品，一般依据不同的商场用处如涂料、塑料和造纸需进行后处理。其意图是改进其运用功能，如进步钛的耐候性；进步钛在不同介质溶剂、塑料、水溶性乳胶中的分散性；进步钛潮湿性；进步遮盖力及光泽。    后处理首要有湿磨、无机包膜、洗刷、枯燥、气流磨及有机包膜和产品包装等工序。    为进步钛的耐候性，进行无机包膜的意图是屏蔽紫外光，阻挠其钛的光催化活性，因此有必要了解光催化原理。    1. Ti02的光催化性质    不管硫酸法仍是氯化法，在二氧化钛晶体构成和成长过程中，均存在晶格缺点（肖特基缺点，Schottky Defect,“氧缺点”）。因为二氧化钛这些晶格缺点，使其表面上存在许多光活化点，在紫外光(UV)的作用下，发作如下光催化反响，如图1所示。    第一步，二氧化钛颗粒吸收紫外光，在其颗粒中发作电荷别离，在导带的负电荷电子e-和在价带的正电荷空穴P+构成激发态。[next]    正是因为Ti02具有的这一特殊的光催化特质，使钛作为颜料在塑料、涂料等的运用中加快老化。所以，除在晶体构成和成长过程中采纳办法补偿和削减其晶格缺点外，有必要对其进行后无机物包膜处理，以屏蔽紫外光形成的光催化作用。此处有必要阐明的是，锐态型二氧化钛因结构与金红石二氧化钛结构的差异，其表面的光活化点更多，光催化作用更强；加之，又没有进行包膜处理，不管用在涂料仍是塑料上乃为不明智之举（至于遮盖力、资源糟蹋等，此处不作逐个赘述）。    2.湿磨    为从硫酸法出产中经转窑煅烧取得的Ti02或从氯化法出产中经氧化后取得的Ti02，在无机或有机分散剂的存鄙人进行湿磨。其湿磨设备首要选用介质磨，有球磨机、珠磨机、砂磨机、重介质磨等。将Ti02集合粒子尽量磨细解聚为原级粒子，以利于进行无机物包膜。此工艺在20世纪90年代开端很多运用，其意图是取得更好包膜处理的颜料功能愈加的钛。    3.无机物包膜与于燥    经湿磨解聚后的Ti02需求进行无机物包膜，以屏蔽紫外光，进步钛的耐候性。常用的无机包膜剂有硅、铝的氧化物及水合氢氧化物。由硅、铝包膜进步了钛的耐候功能，但与之相反的影响了运用时的光泽。由此，近年来已选用错进行混合包膜，到达高耐候、高光泽的颜料运用。无机包膜剂常以氧化物及氢氧化物的方法堆积，并依据其最终产品的用处，选用以松懈或细密膜的方法包覆于Ti02粒子表面，外观见图2。其反响原理如下：[next]    在包膜处理时，严格控制反响温度、pH值、时刻，以到达最佳的运用意图。然后将包膜后的料浆进行过滤，用去离子水洗刷至必定的电导率。选用多种枯燥方法如带式枯燥机、喷雾枯燥机等进行枯燥。    4.有机包膜与气流破坏    气流破坏的意图是为得到狭隘粒度规模和优秀颜料功能的钛后处理最终一道工序。现在选用的破坏机大都为扁平式气流破坏机，其气源为16kg的过热蒸汽，并依据产品用处加人必定的有机包膜剂。其意图有二：一是因为破坏后的钛表面能较高，简单从头聚会，需求中和其能量（或谓之表面电位），也起到助磨作用；二是改动其钛的表面物理化学功能，以使其运用在涂料、塑料等物质有更好的配伍性及相容性。有机包膜剂用于涂料有胺、醇胺类、硅烷类；用于塑料有二甲基硅烷、聚乙醇、三乙醇胺等。因为有机物结构的复杂性和简单改动并不断的组成新产品，以满意一日千里的涂料、塑料新产品的需求。包膜剂的种类也在不断创新，现已呈现多种有机包膜的新产品、新技术。    5.产品包装    市售的钛一般的包装是选用25kg纸袋或塑编复合纸袋。大规模运用时可用500kg或1000kg大包装。包装袋上标明有产品牌号、规格、合适的标准、用处、出产供应商以及出产批号。国内商场供应大都钛为通用级的，可用于水性涂料、油性涂料、塑料，乃至橡胶或弹性体。运用时应该仔细阅读出产商运用指南，或寻求供应商的辅导，用户购进的钛最合适在什么产品上运用；不然，破绽百出，资源用错当地，钛货品变成废物。

硫酸法技能的首要工艺进程是：    ①TiO2质料用硫酸酸解；    ②沉降，将可溶性硫酸氧钛从固体杂质中别离出来；    ③水解硫酸氧钛构成不溶水解产品或称偏钛酸；    ④煅烧除掉水分，生成枯燥的纯Ti02。    若选用的开端质料配料的铁含量高或钛含量较低时，则要在净化和水解之间添加去除和收回FeS04·7H20和浓缩钛液工艺进程。    1．酸解    经研磨、枯燥的钛铁矿（含42％-60％的TiO2）和／或酸溶性钛渣(TiO2含量72％一78％）一般在铅衬反响器顶用浓硫酸在150-180℃的温度下酸解。为便于酸解，质料一般要磨到200目左右。需求指出的是，白钛石、人工金红石和金红石不溶解于硫酸，因而不能用硫酸法钛白的出产办法。    酸一料混合物一般用空气进行气流拌和并经过吹人蒸汽加热。大多数出产厂运用浓度为85％-92％的硫酸，剧烈的放热反响在160℃左右就开端了。而某些厂则先进行酸矿预混物料，这样有助于陡峭剧烈的反响。    钛铁矿中的铁含量越高(TiO2含量越低），所用硫酸的稀释程度就越高。对处理岩矿而言，适宜的酸浓度为85％。而处理钛渣，酸中的H2S04一般为91%-92％。为了取得陡峭的反响，不需用比此更浓的硫酸。    之后，钛液被逐步稀释，首先用酸，然后用水。不管酸的浓度怎么，反响固相物的形状都是疏松的多孔饼，其首要组成是Fe2(S04)3和TiOS04（硫酸氧钛）。由于质猜中存在的钒、铬和其他金属要在硫酸中分化，因而多孔饼中也含有这类金属硫酸盐。    酸解反响一般用能装30-40t反响物的酸解罐进行间歇式操作。剧烈的放热反响一般继续约30min，然后将多孔饼固相物冷却3h左右。    硫酸法发生的空气污染大部分来自于酸解。反响中，很多硫氧化物、酸雾和夹藏的未反响质料粒子在很短时间内开释出来。这些放散物被暂时搜集到气体洗刷塔和固体物质除尘体系中。    有些工厂，如美礼联在萨尔瓦多（巴西）、亨兹曼在蒂鲁卡隆（马来西亚）的工厂和钛工业公司在宇部（日本）的工厂以及韩口公司（韩国）为便于更好地操控反响和下降硫氧化物的开释，选用了接连酸解工艺。    接下来是用水和／或稀硫酸将硫酸盐多孔饼浸出。这种饼的分化和三价铁／二价铁的复原一般要进行11-12h，使在酸解罐处的总反响时间达14-15h.    假如以钛铁矿为质料，钛液要用铁屑处理将三价铁(Fe3＋）复原成二价铁(Fe2+）。假如以钛渣为根本质料，由于只要Fe2+，故省掉这一步工序。复原继续到发生一些三价钛（Ti3+）停止，意图是使一切的铁在随后各进程中都坚持二价方法。一般目标为2％的Ti3+就行了，大部分钛以四价（Ti4+）方法存在。正如接连酸解相同，复原也可选用接连方法进行。    假如让Fe3+进人水解阶段，它们将吸附在TiO2粒子表面，构成终究钛产品白度目标低。因而，在整个工艺进程中使铁坚持二价形状至关重要。[next]    2.弄清／沉降    冷却酸解液、固体慵懒物质和未反响的质料剩下物溶液从酸解罐的底部悉数排放到宽底的低位沉积池／沉降池中。    此处是将由钛矿杂质构成的可溶性剩下物去掉。这些剩下物或许包含硅石、锆石／硫酸锆、白钛石和／或金红石。加人酪蛋白、淀粉或其他有机絮凝剂，液体便经过简略的重力别离沉积在沉降池中。可溶性剩下物的沉降能够在此阶段辅以硫化锑(SbS3)沉积的方法进行。为此，需在酸解阶段将氧化锑加人到开端的质猜中，沉降时加人以沉积SbS3。    用旋转耙从沉降池中将固体物质去除。一般，在沉降池底部有一集中排放点。固体物质扫除后，先用废酸洗刷以收回未反响的质料，然后用水洗掉残留酸。沉降后的钛液经过精滤除掉纤细的剩下粒子。这些精滤滤渣与从沉降池中搜集的其他固体物合在一起送往答应的堆积场。    整个沉降进程大约8h。    3.绿矾收回    钛液冷却至10℃左右，以便以“绿矾”的方法分出大部分的铁。绿矾首要是FeS04·7H20,稠浊有铬、钒、锰和其他金属硫酸盐。这些金属是开端的质料夹藏的。剩下的Fe2+仍留在钛液中。绿矾能够以红泥浆的方法滤掉。处置绿矾是硫酸法工艺的首要问题之一。在现代化的硫酸法工厂中，绿矾用专门的真空冷冻结晶体系去除，该体系规划为能生成很大的FeS04·7H20晶体，而铬、钒杂质含量最少。大晶体便于处理和贮存，这一点十分重要，由于大多数钛白出产商将收回的绿矾加工成副产品供应，如用做土壤调节剂或水处理剂。    假如只用钛渣作质料，此阶段没有很多的铁分出。这样，钛出产商就防止了随之而来的绿矾处理问题。FeSO4：Ti02的临界比值是7：10。假如钛液的FeSO4含量很高，则在此阶段有必要除掉绿矾。但假如比值小于0.7,则没有必要除绿矾。    绿矾除掉后，余下的钛液一般经过真空蒸发浓缩到25摄氏度时1.67的相对密度。此步之后，假如质料是钛铁矿，钛液的Ti02含量为230g/L。假如质料是钛渣，则TiO2含量为250g/L。虽然经过了分出绿矾除铁，但经过钛铁矿获取的钛液中的铁含量仍高于钛渣钛液。    4.水解    水解工序是硫酸法钛出产十分要害的一步。这一步将可溶性硫酸氧钛在90℃时水解成不溶于水的水合Ti02沉积物，或称偏钛酸。要取得所需粒度的高质量水解产品，必需严格操控比如加热速度、钛液的Fe2+和Ti4+含量以及其他要素等条件。如前所述，防止呈现Fe3+是此环节的要害。    为操控水解速度、水解物的过滤洗刷功能和终究产品的细度及质量目标，需求在水解时加人晶种。晶种的加人方法有两种：本身晶种（Blumenfeld法，1928年）和外加晶种(Mecklenburg法，1930年）。两种方法均能出产出相同质量的产品。[next]    本身晶种是在水解时使用预先加人的水解钛液和水所发生的晶种进行水解工艺，不必别的制备晶种。    外加晶种望文生义是向钛液加人经别的制备的金红石或锐钛型晶种，用以操控水解速度和钛产品的终究晶体类型。为此意图的金红石晶种是用偏铁酸－或纯TiCl4制备，而锐钛型晶种是用偏钛酸、或向钛液加人水或酸发生的。    放下所加的晶种，从硫酸氧钛溶液中沉积出的TiO2为锐钛型。不过，在此阶段加人金红石晶种是为了在煅烧时易于使偏钛酸沉积物转化成的Ti02为金红石型。若选用锐钛型或本身晶种，则在煅烧时要加人金红石型煅烧晶种才有利于金红石Ti02的生成。    偏钛酸的沉积是经过几小时的钛液欢腾到达的。在沉积快结束时，有时要加人必定的水以进步水解率。可是，加人的水过量则会损坏Ti02沉积物的质量，整个水解沉积进程需求3-5h。    水解沉积物浆料经过滤、洗刷后，在复原条件下用硫酸酸浸以除掉终究微量吸附铁和其他金属，即一般所说的漂白，大约7%-8％的S03紧紧吸附在浆猜中，无法洗掉。事实上，要阅历过滤和洗刷，才能将偏钛酸沉积别离出来。硫酸法钛出产的大部分废酸由此发生。    第一次过滤中的滤液（称为“浓废酸”）一般含H2SO4 22%-24％。一般每出产It制品钛要发生8-l0t“浓废酸”。假如以钛渣为质料，这种酸仍含有分化的硫酸亚铁，一起还含有很多的硫酸铝和硫酸镁。    而之后的洗刷和过滤发生的酸废物（称为“稀废酸”），所含H2SO4低于0. 5％。依据水洗和过滤环节的数量，每出产It制品钛发生的稀酸可达60t.    为操控粒度成长，需向偏钛酸参加调节剂，如硫酸钾、磷酸钾和锌。有时还需在此进程中进一步加人金红石晶种以促进煅烧时构成金红石型Ti02。终究用于煅烧的物料是水合TiO2浆料，固含量为35％一50％。    5.煅烧    煅烧是在一个微倾的内燃式回转窑中进行的。在重力效果下，水合Ti02浆料在回转窑中慢慢前移。煅烧温度为900 - 1250摄氏度。为了到达所需的钛类型，实践温度需求按几个等级严格操控。一般出产金红石型钛所需的温度要高一些。经过煅烧环节脱去水分和除掉剩下的微量S03，一起还能够将锐钛型转变成金红石型。煅烧还有助于增强终究钛产品的化学慵懒和断定其粒度，虽然粒度的断定首要是在水解阶段。经过进程取样和对色彩、消色力及粒度的物理检测能够对煅烧进程的严密操控起辅佐效果。    在煅烧阶段，跟着S03和酸雾的扫除，不可防止要夹藏一些纤细的TiO2粒子，缕缕烟气显着可见。因而，工厂有必要设有收回Ti02粒子、除尘和除酸雾的设备，以使煅烧尾气不对环境构成损害。    煅烧后，Ti02经研磨破碎烧结颗粒。这以后，一些钛以未包膜Ti02初品的方法出售用于珐琅、焊条等需求初级产品的应用领域。其首要并且是简直一切的钛厂均要进行的表面处理，即后处理。不过，大多数出产商都是在同一现场进行Ti02的表面处理。仅有少部分供应商进行异地后处理加工。表面处理进程见后三末节叙说。[next]    该工艺所发生的首要废物是废酸（含洗水）和以钛铁矿为质料所产出的FeS04·7H20;废酸一般很稀，H2S04含量低于25％，一些钛出产商极力别离酸解时第一次过滤发生的强酸废物和随后过滤与水洗发生的弱酸废物。硫酸法出产每吨钛发生的副产品及产值如下。    以钛铁矿质料：3-4t FeS04·7H20; 7-8t (23％H2S04）废酸；    以钛渣质料：4-6t (25％H2S04）废酸。    此外，在锻烧阶段，每吨钛有7-8kg S03排人大气或有必要收回以削减对大气污染。

钛出产工艺流程如图所示，硫酸法和氯化法是现在钛商业出产的两种办法。

自1791年发现钛元素到1918年选用硫酸法商业出产钛以来，至今已有八十多年的出产和商业运用前史，钛出产办法主要有硫酸法和氯化法。    硫酸法是用钛精矿或酸溶性钛渣与硫酸反响进行酸解反响，得到硫酸氧钛溶液，经水解得到偏钛酸沉积；再进人转窑锻烧产出Ti02。硫酸法以间歇法操作为主，出产设备弹性大，利于开泊车及负荷调整。但其工艺杂乱，需求近二十几道工艺进程，每一工艺进程有必要严格操控，才干出产出最好质量的钛产品，并满意颜料的最优功能。硫酸法既可出产锐钛型产品，又可出产金红石型产品。    氯化法是用含钛的质料，以氯化高钛渣或人工金红石或天然金红石等与反响生成，经精馏提纯，然后再进行气相氧化；在速冷后，经过气固别离得到Ti02。该Ti02因吸附一定量的氯，需进行加热或蒸汽处理将其移走。该工艺简略，但需在1 000℃或更高条件下氯化，有许多化学工程问题如氯、氯氧化物、的高腐蚀需求处理，再加上所用的质料特殊，较之硫酸法本钱高。氯化法出产为连续出产，出产设备操作的弹性不大，开泊车及出产负荷不易调整，但其连续工艺出产，进程简略，工艺操控点少，产品质量易于到达最优的操控。再加上没有转窑锻烧工艺构成的烧结，其Ti02原级粒子易于解聚，所以在表观上人们习气以为氯化法钛产品的质量更优异。    硫酸法与氯化法的好坏比较见表 [next]

氯化法关于硫酸法而言是一个技能进步，它能够高效率的接连化、自动化操作，产品质量好，直接排放的“三废”比硫酸法少得多，这是它能够取而代之硫酸法的根本原因。可是氯化法“三废”少首要取决于它的质料，大部分氯化法工厂运用的质料是TiO2含量95%以上的天然金红石或TiO2含量90%左右的人工金红石和钛渣，只要美国杜邦公司的氯化法工艺运用TiO2含量60%~84%的混合矿，当然这种工艺的“三废”排放量要比运用天然金红石和人工金红石或钛渣工艺的高，氯化法一般只能出产金红石型。     氯化法的工艺流程比硫酸法短得多，首要包含制备、的氧化和二氧化钛的表面处理三大部分。     1、的制备与精制     氯化法对质料的要求比硫酸法严苛得多，它要求运用TiO2含量在90%以上的钛矿，现在常用的有天然金红石矿、人工金红石和高钛渣。氯化法对矿粉的细度和湿度要求比硫酸法严，由于在欢腾氯化时要使质量较重的钛矿和质量较轻的石油焦或焦碳都能顺畅的流态化，矿粉细度的均匀是很重要的，此外湿度大水分含量高，在氯化进程中会发作氯化氢和氯化氧钛，前者会腐蚀设备，后者会阻塞管道、阀门。     二氧化钛的氯化反响是一个可逆的吸热反响，并且有必要有还原剂的存鄙人才干进行，不然温度高达1800℃也无法氯化，反响式如下：                                       TiO2+C+Cl2→TiCl4+CO(CO2)     从上式能够看出反响的副产物不只要CO，也可能有CO2，一般反响温度在700℃以上，以生成CO为主，反响温度在700℃以下，以生成CO2为主，因而测定炉气中的CO/CO2比值，能够把握炉内的氯化情况。     曩昔那种旧式的固定床氯化法，现在已被欢腾化炉替代，固定床需求事先把金红石矿与石油焦按必定份额(钛渣：石油焦:沥青=7:2:1)混捏制团焦化，不利于接连化、自动化操作。大型欢腾氯化炉直径2~6m，内衬耐火砖，枯燥的金红石矿(或钛渣)在氯化炉内先用空气使其流态化，并加热至650℃左右，然后参加枯燥的焦碳或石油焦(金红石:石油焦=78:22),待温度升至900℃时用气化氯替代空气进入欢腾炉内，接着金红石矿(或钛渣)与焦碳(或石油焦)按必定的份额在坚持欢腾床必定高度的情况下连续参加，让氯化反响按必定的速率进行(的气速一般为0.1~0.15m/s)。氯化反响一般维持在950~1000℃，正常出产时运用收回氯，缺乏部分用新鲜氯弥补，假如反响温度超越1000℃，有可能使矿粉与反响的杂质氯化物烧结而形成死床，在这种情况下能够通入枯燥的氮气来降温。     在二氧化钛氯化的一起，矿中的杂质也参加氯化反响生成FeCl3、SiCl4、AlCl3、VOCl3、MnCl2、NbCl5、SnCl2、MgCl2等，在反响气体出来冷却到200℃左右后，大部他杂质的氯化物冷凝在炉灰上而沉降下来，气体经过滤进一步冷凝到-12℃左右以尽可能的收回(通常用冷喷淋)，不凝性气体首要是CO、CO2、H2、余氯和微量的，经气体处理设备用碱液吸收后排放。这种粗是一种红棕色的污浊液体，在氯化前要经过蒸馏来精制。     由于卤化物比较简单分级提纯，所以氯化法钛的纯度比硫酸法高，这是它的首要长处之一。TiCl4的沸点是136℃，大都氯化物的沸点都与它有必定的间隔，高于此沸点的首要有FeCl3、AlCl3等，低于此沸点的有SiCl4等，唯有钒的氯化物的沸点与它附近，工业出产中能够用传统的铜丝塔精馏除钒，或用不饱和矿物油处理成不挥发物后，再精馏后取得钒含量(以V2O5计)＜×10-6级高纯液体，该液体无色通明、沸点136℃、凝固点-24℃、相对密度(20℃)1.726.     遇水会当即发作激烈的放热反响，发作很多的白色HCl烟雾而污染环境、灼伤皮肤、影响粘膜、损害呼吸道安排、腐蚀设备，因而一切设备都要求严厉密封、禁止走漏。遇水的反响式如下：                                       TiCl4+H2O→TiOCl2+2HCl+Cl     2、的氧化     氧化是氯化法工艺中心，的氧化是气相反响，反响温度高达1400~1500℃左右，TiCl4生成TiO2的反响时间只要几毫秒，不像硫酸法从H2TiO3生成TiO2那样需求煅烧10余小时，其化学反响式如下：                                   TiCl4(气)+O2(气)→TiO2[金红石(固)]+2Cl2(气)     氧化前先将精TiCl4液体在150~200℃下加热气化，分步或一步预热到900~1000℃，氧气相同也要预热到此温度，两者按必定份额一起喷入氧化器内。氧化时的另一个技能要害问题是怎么添加AlCl3,AlCl3是金红石型二氧化钛的成核剂(又能够称为晶种)，也是促进剂，不加AlCl3反响生成TiO2粒子较粗(0.6~0.8μm),参加必定量AlCl3(0.9%~1.5%)后所生成的TiO2粒子较细(0.15~0.35μm).参加的方法有:一种是事先把AlCl3溶解在TiCl4内，随TiCl4一起蒸腾气化；另一种方法是在高温下向熔融的金属铝箔或铝粉中通入，所发作的AlCl3蒸气与TiCl4蒸气一起混合进入氧化器内。     由于反响生成的TiO2是在几毫秒(0.05~0.1s)内发作的，所以为了避免TiO2晶体的高温下迅速增长和彼此粘结而结疤，初生的TiO2晶体有必要争剧降温，以极高的流速经过冷却套管用低温循环氯在数秒钟内从1400~1500℃冷却至600℃左右，这一进程也很难把握然后二氧化钛等反响物经旋风分离器进一步冷却后进入高温袋滤器把二氧化钛搜集下来，含氯量在70%~80%左右，可回来氯化工序运用。     为了避免二氧化钛在冷却套管中堆积附着于管壁而下降传热作用，可在管内导入煅烧TiO2或石英砂来清洗，可是煅烧TiO2颗粒粗硬，混入产品中较难除掉，美国专利USP5266108中主张选用压力机或压力辊，把二氧化钛粉末压成细密的二氧化钛颗粒，用这种二氧化钛(用量0.5%~15%)来清洗，很简单从头破碎成普通颜料级二氧化钛的粒度，不影响后加工进程。[next]     由于在氧气中焚烧所放出的热量缺乏以使炉内的物料上升到氧化所需求的温度，因而需求供给辅佐热源协助升温，焚烧的、(或二)及等离子火炬、激光都能够运用，但等离子法能耗太高，所以一般运用或，焚烧时会有部分水分子生成，正好能够成为重生的TiO2晶核，取到一箭双雕的作用。辅佐加热的方法有内加和外加热2种：内加热因要在反庆物的气流中吲入焚烧气体，会使浓度下降而添加循环收回时的难度；外加热由于会形成炉壁过热而结疤的疫病更趋严峻，下表为氧化时的能量转化数据。   氧化时的能量转化温度/℃ΔH/kJ/molΔG/kJ/mollgKp827 1027 1327-174.7 -174.7 -170.9-116.0 -105.4 -90.05.51           注：Kp=P[Cl2]2/P[TiCl4]P[O2]     氧化反响器是氯化法的要害设备，有立式和卧式两种，技能杂乱难度高。首先在高温下腐蚀性很强，在1000℃以上的温度下对一切材料的强度、耐温、耐腐蚀功能要求很严厉，(国外通常用一种报价昂贵的Inconcl 600型镍基合金)；其次TiCl4、O2、AlCl3不只混合要均匀，并且混合喷入的速度很快，国外材料介绍为150~200m/s，这样高速混合的工艺和设备难度很大；而要在几毫秒内使用操控反响物的停留时间来调整TiO2的晶粒大小是十分困难的；别的氧化体系有必要紧密正压操作，整个氯化-氧化出产进程闭路联动循环，出产环节紧紧相扣又互相制约，有一处出问题就会影响大局。一条15kt/a的氯化法出产线，以每年300个工作日，2t/h二氧化钛核算，氧化反响器每小时要耗费5t、60m3氧气、0.1t三和3.5t尾氯(浓度80%以上)。     为了避免氧化器的喷嘴和反响器内壁结疤，各供应商研讨了许多方法，首要有喷砂(盐)法、多孔反响器壁法、机械刮刀法、惰性气体保护法等，实践出产中好像喷砂法较多，下图为一种氧化器的示意图。    3、二氧化钛的表面处理     氯化法金红石型二氧化钛也需求进行表面处理，尽管有气相干法表面处理的报导，但实践出产中没有选用，工业上仍以湿法表面处理为主，其处理方法、处理剂和处理进程与硫酸法相同，所不同的是氯化法二氧化钛颜料的表面吸附有少数的余氯，有必要除掉后才干进行表面处理操作。脱氯能够用热空气或含有0.1%的蒸汽处理，接着再用含有空气的蒸汽处理即可到达脱氯的意图，也能够选用水洗的方法除氯。

氯化法技能的首要过程如下：    ①氯化，用在复原气氛下氯化钛质料；    ②精馏，冷凝、精馏提纯；    ③氧化，氧化生成Ti02。    一起，还有各种经过水解TiCl4的工艺计划，但这些工艺都无商业经济价值。氧化工艺其优势地点是可循环运用，即此阶段发生的可收回返回到氯化工序中。    1．氯化    在氯化法出产钛工艺中首先要出产(TiC14）。其出产是用钛质料与烧结的石油焦饼和经预热的混合，并在800-1 000摄氏度的温度条件下反反响。其一般的氯化反响器是选用流化床反响器，也有其他的一些反响器。    氯化反响器选用钢衬耐火材料，其内部选用夹套冷却，和在高温条件腐蚀性极强，所以，乃至是选用高质量的耐火材料，其运用寿命也有限。    石油焦中的碳在氯化反响中的首要意图是移走钛矿中的氯，所以尽可能削减与金属反响的氯含量，复原剂存在Ti02的氯总是满足的。    起先的反响热是由电能供给的，运用石墨电极，开端反响时需求很多的热量，在进人氯化反响器时，焦饼与Ti02的份额需求细心操控。温度太低，TiO2变成TiCl4转化率低。其未反响的穿过反响器，而利用率低；温度太高反响器材料将熔融，阻塞气孔。    现在有部分公司具有运用钛精矿和高钛渣或金红石或板钛矿混合进料技能与商业出产能力。其进料的矿可达Ti02 60％含量，其意图是下降质料的出产成本。其他的氯化公司选用掺和质料量不能低于Ti02 85％。并且要求具有低MgO, CaO的天然金红石、人工金红石、钛渣。若Ca, Mg太高，在氯化时，构成液体氯化物如MgCl2、CaCl2会阻塞流化床排渣，形成出产不正常及停产。    从氯化反响出来的气体，不只有TiCl,和二氧化碳，并且有焦饼灰和从质猜中杂质发生的不同氯化衍生物，FeCl3、SiCl4、ZrC13、MnCl2和VOCl3等。从反响器出来，气体经过袋滤气别离尘埃，再经过冷凝器坚持200℃温度别离掉首要的FeC13。倘若选用钛精矿与板钛矿掺和进料，此间别离的FeCl3量显着增多，带来废副处理量大的问题。    2.精馏提纯    此段是冷凝并提纯Ti02气体。该气体从氯化反响器出来后，经过可调喷雾冷却和冷凝；其意图是使气体温度降到13摄氏度，刚好是TiCl4的沸点，在此条件下FeCl2、MnCl2、CaCl2、MgCl2以固体办法别离掉，并得以移出。    冷凝别离出大部分固体杂质后的TiCl4气体依旧含有许多与其沸点相似的杂质如SnCl4、Sicl4、FeCl3、MnCl2和VOC13等，削减这些杂质的量是氯化钛操作之要害因素之一。    别离VOC13是经过用亚铁或矿物油的络合办法进行。用H2S在90℃处理含杂质TiCl4，复原VOCl3成VOCl2，这以后以硫化物的铁、钒沉积别离，将AIC13转化成络合盐而别离掉。    过滤出杂质沉积的TiCl4经过进一步的细心操控蒸馏进行精制，以取得纯的TiCl4,在此处可作为商等第出售，或作为钛厂的中间产品，其质量为98. 5％，首要的微量杂质是CoCl2、SiCl4、VOC13。    3.氧化    此工段是将TiCl4与空气或氧气进行氧化反响，生成纯的TiO2和。氧化温度低于600℃时，其反响速度微乎其微；超越此反响温度反响敏捷添加，终究反响温度范围在1300-1800℃。氧化反响对产品的细度及质量是操控的要害。[next]      与在所运用的氧化温度条件下腐蚀性极强。一般的反响器选用不锈钢衬耐火材料做成。氧化反响热不能坚持满足的反响温度，有必要供给辅佐热量，一般的做法有：①TiC14和氧气／空气与少数蒸汽混合，别离预热到所需的温度，并别离进人反响器；②经过焚烧CO成CO2供给辅佐热；③氧气经过电火花加热。    在氧化时，为添加TiO2的产率，一般加晶种以促进TiO2的生成，AICI3是一个常见的辅佐材料被加到TiC14进猜中，氧化时以固体颗粒的办法生成Al203以供给所需的晶种，也可在氧化时的空气或氧气中喷人液滴，作为晶种以促进TiO2颗粒的生成。    氧化易形成Ti02结疤于反响器器壁、气体进口喷嘴及其他一些表面上，因而，有必要进行防备。在氧化工艺是非常棘手的。生成的TiO2敏捷稳定地黏附在氧化反响器器壁上、进口喷嘴外壁上，并不彻底被气体带走。    一些工厂选用接连的氮气维护其反响器气体进口部分、坚持其冷却以避免Ti02结疤沉积。也有用砂和砂烁防结疤的办法。氧化炉结疤的困难尤其是在小设备上最难战胜。锦州铁合金厂年1.5万吨氯化法钛白设备是现在全球最小的出产设备；经过该厂多年的尽力，已根本战胜氧化炉结疤之困难；由本来几小时运转周期进步到现在的接连运转11天。其除疤办法是氧化炉气膜维护和加盐除疤。    在将反响物料敏捷冷却之后，钛与气体选用旋风、布袋、电除尘等过滤进行别离。排出气体经冷凝收回，以办法贮存，并循环回氯化工段再用。    从滤器中别离出的TiO2含有很多的吸附氯，需经过加热移去，最常用的为蒸汽处理，氯被洗出并转化成，再进一步处理是用含0.1％的蒸汽除去微量的氯和得到TiO2。    TiO2终究从过滤器取出，在水中浆化，进行湿磨，进行解聚，再送人后处理进行加工，其工艺与硫酸法相同。    4.物料平衡    其首要化学反响如下：

一、颜料用钛的光学功能首要是取决于颗粒特性和表面性质    颜料用钛首要的光学功能是在于它被涣散在介质中和涂在表面上（作涂料）时的不透明性。与不透明性在不同程度上互相相关的重要光学功能是亮度、白度、色相、消色力和遮盖力。钛的不透明性很大程度上取决于它对光的折射率和颗粒特性。颗粒特性包含粒度、粒度散布和颗粒形状。别的，钛在各种介质中的涣散才干也是很重要的要素。因为在大多数状况下，颜料的光学功能能否充沛显现出来，还取决于钛的涣散性怎么，而涣散性往往又和颗粒特性及表面性质亲近相关。    二、钛的颗粒特性对颜料功能的影响    颗粒特性对颜料功能的影响有以下三方面。    1.颗粒粒度对颜料功能的影响    关于必定波长的人射光，当颜料颗粒巨细为半波长时，对光的散射率最高，也就是不透明度最高。可见光的波长为0.4-0.7μm，故理论上颜料颗粒的最佳粒径为0.2-0.35μm。若颗粒度过小，则发作光的衍射，导致不透明度下降。且颜料功能与散射系数联系甚大。当散射系数在粒径为0. 2μm时为最高，这时颜料的消色力和遮盖力最优，白度和光泽都最好。但各种颜料功能之间有时互相对立，如粒径变小时，耐候性就相应下降，因而关于一些耐候性要求高的颜料，粒径应该恰当大一些。    2.粒度散布对颜料功能的影响    颜料功能优秀的钛，其颗粒的粒度散布宽度应尽或许狭隘，即颗粒粒径在0.2-0.3μm之间的要占绝大多数，而0.lμm以下和0.37μm以上者简直不存在。    3.颗粒形状对颜料功能的影响    颜料的颗粒形状对光散射也有影响，一般粒子为圆形时，散射率最高，对油滑规整的颗粒，其颜料功能最优。要尽或许避免角状颗粒，因其不只光学功能差，并且堆积在一一起，空间体积大，相应的吸油量高。    三、钛需求破坏的原因及破坏的办法    经锻烧的钛大都是粒子的聚结物，需进行破坏才干使粒度到达颜料标准的要求，然后取得尽或许高的不透明度及其他颜料功能。    颜料钛对颗粒巨细和粒度散布有严厉的要求，因而挑选适宜的破坏设备和工艺流程是很必要的。破坏钛的办法可分为湿式破坏和干式破坏。湿式破坏如湿法球磨及砂磨，均在介质水中进行；干式破坏有雷蒙磨、锤磨、离心磨（全能磨）、流能磨（气流破坏机）等。破坏可选用单一的研磨设备，也可选用由两种或两种以上研磨设备组合运用，如将锻烧物先经雷蒙磨研磨后，再经气流破坏，也可用同一种设备进行屡次破坏，如二次气流破坏。破坏工艺流程的挑选首要取决于钛种类的需求。出产非颜料型产品，如电焊条、冶金、珐琅、电容器级钛时，不强调单个颗粒的粒度，只需求320目筛余物不超越必定规模即可，锻烧物只经过一次干式破坏，如离心磨或雷蒙磨，即可符合要求，有些锐钛型颜料钛也只经过一次干式破坏。    四、离心式破坏机磨粉的原理、影响磨粉作用的要素及取得抱负细度的办法    离心式破坏机的磨粉是借助于物料在破坏机内高速旋转时的离心力的碰击作用，是将固体物料内部的凝聚力战胜而割裂的操作。大块物料割裂成小块物料的操作称为破碎，小块物料变成细粉的操作称为破坏。    在离心式破坏机破坏锻烧物的进程中，物料在机内的碰击办法有三种：一是锻烧品颗粒与机壳的碰击；二是锻烧品颗粒与刀具的碰击；三是锻烧品颗粒之间的碰击，曾经两种碰击办法为主。磨粉的细度就取决于这些碰击的程度。碰击的时机越多，钛的细度越细，离心式破坏机内物料碰击时机的多少是由物料在机内逗留的时刻和物料取得的离心力两个要素决议的。刀具与机壳的距离小，进风量小，物料逗留时刻长，破坏机主机电机的功率大，物料取得的离心力就大。出产中只需操控较小的距离，适宜的进风量和加料量，就能取得较抱负的细度。[next]    五、雷蒙磨破坏的工艺流程    雷蒙磨又称环辊磨，钛工业都用摆轮式环辊磨。雷蒙磨可用来破坏非颜料型钛产品，也可用在颜料钛的一次性破坏和初级破坏上。雷蒙磨破坏钛工艺流程如图1所示。锻烧物从贮料斗接加人雷蒙磨的机体内，此机有竖轴，在轴顶穿插的十字横梁上有自在下悬且附有悬辊的2-6个摆，悬辊除自转外，还随摆一同绕竖轴旋转。竖轴翻滚时，离心力使悬辊紧贴于停止的环形衬垫上。物料在悬辊与衬垫之间经过。大块及未被破坏的物料坠于机底，并被轮子从头将其投掷于翻滚很快的悬辊前的衬环面上，已被破坏的物料为空气流携出，在上部离析器中别离出粗颗粒回来研磨区从头研磨，磨细的钛随气流进人旋风别离器内，别离出的钛自下部星形下料器卸出，制品细度可由调理吹人空气量的巨细来操控，空气经过鼓风机从头回来雷蒙机底部构成闭路循环。如一级旋风别离器达不到要求，则可设备两级旋风别离器，或与布袋收尘器串联。    六、雷蒙磨粉机与离心式破坏机比较所具有的长处    雷蒙磨粉机与离心式破坏机比较具有以下五方面的长处。    ①雷蒙磨粉机不只能够磨钛，也能够磨钛铁矿。    ②因为雷蒙磨内部附有离析器，能够调理细度，因而磨粉的细度好，产品粒度均匀，粗粒子少。    ③因为雷蒙机是经过摆轮离心力对物料的揉捏和研磨而到达破坏意图的，因而其破坏的钛粒子外形比较油滑，粒子较健壮，钛制品的吸油量显着下降，白度和消色力也有所进步。但假如破坏前的钛过于松软，则经破坏后的钛黏性大，简略堵塞管道，简略发作结块。处理的办法是进步风压。    ④产值大、用电省。一台五辊雷蒙磨每小时产值约1吨，而一台Φ600mm型的离心式磨机破坏颜料型钛每小时产值只要160-300kg。破坏非颜料型钛的产值可达1. 5-2.0吨。    ⑤因为离心式破坏机的机体大都用铸铁制成，破坏钛时，机体磨损较严峻，铁的污染有时可使钛中铁的含量增加0.02％左右，严峻影响到钛的色泽和光泽，有的单位选用在内壁堆积碳化钨焊条的办法削减磨损，取得了必定的作用，但污染仍很大，而雷蒙磨的材料磨损的污染就少得多。    七、钛工业常用的气流破坏机、选用的破坏介质及扁平式气流破坏机的作业原理    气流破坏机又称流能磨，是一种功能优胜的超微破坏设备。气流破坏机内的物料在高速气流（等于或超越声速）的作用下，互相发作剧烈磕碰和研磨而被破坏。钛工业常用的气流破坏机有扁平式和环办法两种，选用的破坏介质（气体）为过热蒸汽或高压空气或惰性气体。[next]    扁平式气流破坏机是由上下盖、进料管、喷嘴圈及喷嘴、卸料管、排气管组成。其作业原理为：气流破坏机作业时，高压工质，常用的是高压蒸汽，经过喷嘴进人破坏室，构成高达每秒几百米乃至每秒上千米的超声速喷气流，物料经过文氏管吸人破坏室，喷气流夹藏着物料粒子在破坏室内以极高的速度旋转着，在这样强壮的旋风流中，遍地的流体动力学特性均不相同，即在半径方向上存在有梯度，在接近破坏室外圆周处，除了有微弱的气流之外，尚有许多小漩涡流，使物料呈高度湍动状况，物料在这里以巨大的动量互相磕碰（占破坏量的80%左右），又与圆周壁相冲突（占20％左右），完结破坏进程，这一带称为破坏区（见图2）。    在破坏区与中心搜集区之间，工质以适当高的流速构成主旋风流。被破坏了的物料在这里以层流的流型随主旋风流而运动，然后在向心力的作用下，发作分级作用，这一带称为分级区。破坏区与分级区的分界处称为分级圆。喷嘴的轴线也就是喷气流的轴线与此圆相切。被别离出来的合格粒子，以阿基米德螺线的轨迹，战胜离心力，跑人搜集区而被搜集下来。    八、气流破坏的工艺流程    图3为气流破坏钛工艺流程。由锅炉房发作的高压蒸汽（一般为0.637-1.176MPa表压），经过过热炉加热到必定温度(250-350℃），经过流量计进人气流破坏机的破坏室，少数蒸汽导人文丘里加料器，将料斗中物料吸人破坏室。破坏后的产品部分从主体下料筒中捕集下来，并经星形下料器卸出，部分随气流进人旋风别离器及布袋收尘器，搜集的钛从卸料筒及布袋中卸出。如经过布袋的气流中仍残留有细料钛，可再设备一水喷淋塔收回之后，废气放空。 [next]     九、气流破坏工艺条件的挑选    1.加料量    气流破坏机的加料量与工质、所破坏的物料、要求的细度等要素有亲近的联系。不同规格的气流破坏机关于某一断定的物料，都有一个最佳的加料量，此刻既可使物料粒子的冲击速度最大，又可使物料在工质中的浓度适中，然后使破坏作用处于最佳状况。Φ280mm的扁平式气流破坏机，工质用压力0.784MPa以上的过热蒸汽，破坏锐钛型钛的加料量每小时约65-80kg。跟着气流破坏机直径的增大产值增加很快。直径增大40％，产值就增加200％。一般来说，下降加料量会使粒子的破坏进程大大加快，在破坏室的逗留时刻加长，磕碰时机增多，然后进步粒子的细度。为使破坏产品质量安稳，特别要注意加料的均匀性，一般以为加料量改变起伏应不大于±2％。    2.进料粒度    进料粒子不能太大，关于坚固的物料，最大进料粒度为4-14目，最小为20-100目；软、脆的物料，最大为2-5目，最小为10-100目。    3.工质、压力和温度    可用作气流破坏机工质的有过热蒸汽、压缩空气、惰性气体。一般来说，破坏矿石型物料时，大多用过热蒸汽；破坏药物型物料时，大多用压缩空气；惰性气体一般只用在物料有必要避免氧化等特殊场合中。    一般运用过热蒸汽较压缩空气好，因为蒸汽易得并且廉价，其本钱约为压缩空气的1/2以下。蒸汽压力能够很高，其供给的动能比空气高得多，并且不存在空气压缩机润滑油的污染问题，用过热蒸汽破坏钛时，不易发作黏结现象，钛的内聚现象小，长时刻运送和储存不发作结块现象。因而凡能用蒸汽破坏的物料，一般不必压缩空气。在钛工业中，Φ200mm以上的气流破坏机都用过热蒸汽作工质，Φ200mm以下的气流破坏机，因为不易处理蒸汽冷凝问题，而选用高压空气。    工质的压力是发作喷气流速度的首要参数，也是影响破坏作用的最重要的参数之一。关于缩短型喷嘴，压力增大到临界值后，气流速度不再增加，但气流密度能够增加，因而气流的动能便增加，然后强化破坏进程，一般都以为工质的压力越高越好，但工业上受设备的约束，大都选用压力为0.98MPa的过热蒸汽。    4.汽固比    汽固比是影响破坏作用的重要参数，因为气流破坏机类型、规格、工质条件及物料的不同，汽固比改变很大，文献中报导的汽固比能够在(0.5-1.0)：1之间改变。这和原始物料粒度的联系很大，如经过雷蒙磨破坏的粗碎、包膜后气粉时，其汽固比一般为(l.2-2.5)：1。破坏未处理过的锐钛型钛最好的汽固比为(0.8-1.2)：l。一般来说，选用高汽固比，能使钛的颜料功能充沛发挥出来，对进步消色力和下降吸油量有利，但会危害颜料的涣散性；假如汽固比太低，涣散功能好了，颜料功能要下降。无论是粒度散布仍是颜料功能，均以气流破坏→表面包膜处理→气流破坏的流程为最佳，其间第一次破坏选用高汽固比的更为抱负。    5.破坏后物料的别离和捕集    经过破坏的物料的一级收尘大都选用旋风别离器。两级收尘有湿法和干法两种，湿法能够使用蒸汽冷凝的办法收回被夹藏的制品，也能够选用别的的喷淋设备。湿法收尘的作用尽管杰出，但搜集的浆料有必要再进行枯燥处理，因而，流程长、占地大、设备多，现在较少选用。干法收尘一般可选用两级旋风收尘后再用脉冲反吹式布袋收尘。干法收尘时有必要使收尘体系的温度高于蒸汽露点14-22℃，避免发作黏结和堵塞。    6.气流破坏机中的化学反应    许多物料在气流破坏的一起，加人一种物料进行包膜处理。例如，美国公司曾提出在二氧化钛中增加微量铝。铝先溶于，再和二氧化钛混合后进入气流破坏机，在过热蒸汽的高温下，铝发作水解，沉积出氢氧化铝包覆在二氧化钛的表面。    气流破坏机进行的另一种处理是增加破坏助剂。因为气流破坏机中物料处于高度湍动状况，因而即便增加极少数助剂，亦能高度均匀地混合在制品之中，国外为进步二氧化钛的涣散性，遍及使用在气流破坏机中物料吸附某些有机化合物的办法进行有机包膜。[next]    十、气流破坏与机械破坏比较所具有的长处    气流破坏与机械破坏比较具有以下六大长处。    ①气流破坏后物料的粒度和粒度散布较机械破坏优胜得多。当需求将物料破坏到亚微米级细度，粒度散布又要求较窄时，气流破坏是最重要和最有用的手法之一。颜料钛的抱负粒度要求在0.2μm左右，粒度散布宽度要求很窄，一般机械破坏无法做到这一点，只要经过气流破坏才干到达这一要求。图4为气流破坏与机械破坏后物料粒度散布曲线，两条曲线的均匀粒径持平，但粒度散布相差很悬殊。气流破坏粒度散布宽度很窄，即破坏后颗粒巨细均匀而规整。其颜料功能优秀，这是一般机械破坏难以到达的。    ②一般机械破坏周期长、功率低，有时虽经屡次长时刻的破坏，仍不能到达所要求的细度。    ③机械破坏在长时刻的磨细进程中，发作许多的热量，对热敏性物料不适宜。    ④气流破坏的产品粒度散布很少随时刻改变，产品的质量比较安稳。而一般机械破坏不只粒度散布宽，并且每天会发作改变，形成产品质量动摇。    ⑤气流破坏机械磨损小，对被破坏物料不易形成污染。    ⑥气流破坏在物料破坏时髦能进行一些简略的化学反应，这对钛工业是极有价值的，人们曾使用这一特性，在气流破坏的一起进行表面处理。    十一、钛破坏工艺流程的挑选    合理挑选破坏工艺流程是一个很杂乱的问题，它有必要依据产种类类、质量要求及技能经济指标归纳考虑。尽管气流破坏是最有用的破坏，但其操作本钱高，耗用动力较多，而机械破坏的操作本钱较低。因而在初级破坏上仍遍及选用离心式破坏和雷蒙破坏等机械破坏。在破坏锐钛型钛时，选用雷蒙磨～水选～包膜～枯燥一雷蒙磨（或气流破坏）的工艺流程，产品的质量仍是比较好的；破坏金红石型钛时，因为硬度较高，选用雷蒙磨～水选一包膜～枯燥～气流破坏的工艺流程比较多。当然也有供应商是将煅烧物直接进行气流破坏的。    十二、各种钛种类对细度的要求    因为各种钛的用处不同，其对磨粉的细度要求也各不相同（见表）。不同种类的钛对细度的要求种类颜料级颜料级电焊条级珐琅级电容器级冶金级（金红石型）（锐钛型）一二优一二一二一二级级等级级级级级级品品品品品品品品品筛余物（45μm筛孔）/%≤0.10.10.050.10.30.50.50.10.30.3经过160目筛子筛余量不大于0.5%[next]     十三、锐钛型颜料钛的吸湿状况及避免吸湿的办法    锐钛型颜料钛的吸湿性很大，从图5可知，暴露在空气中2h即吸水0.5％，而钛对含水量的要求也仅仅0.5％，这样，从冷却的钛到破坏好、包装好超越2h的话，就很或许形成水分吸湿超支。为此破坏人员有必要敏捷破坏并敏捷包装。包装好今后，仍要防潮、防压。    若是出产非颜料级钛，则破坏后即为制品；若是出产不包膜的BA-0101锐钛型颜料钛或出产不包膜的金红石型颜料钛（如柳州厂），则其破坏后亦成为制品；若是出产包膜的BA-0102锐钛型颜料钛（如上海焦化厂）或出产包膜的BA-0103金红石型颜料钛，则破坏后尚需求进行表面处理。

钛的出产办法有硫酸法和氯化法两种。硫酸法是将钛铁矿粉与浓硫酸进行酸解反响生成硫酸氧钛，经水生成偏钛酸，再经煅烧、破坏即得到钛产品。此法可出产锐钛型和金红石型钛。质料：各种钛铁矿、钛渣等。长处：质料：钛精矿、钛渣和硫酸，贱价易得，技能较老练，设备简略，防腐蚀材料易处理。并且可出产氯化法不能出产而市场需要的锐钛型各种牌号的钛。所以只需注重环境污染的管理，注重产品质量的进步，注重推动科技进步，硫酸法钛还会与氯化法钛并存，短期内不会被筛选。缺陷：流程长，只能以间歇操作为主，湿法操作，硫酸、水耗费高，废物及副产物多，对环境污染比较严重，每吨制品钛别离要排出8吨废酸和3吨多硫酸亚铁，还有很多的污水；并且出产的钛质量相对比较差，比方南京钛厂就因为环保问题被关停。氯化法是将金红石或高钛渣粉料与焦炭混合后进行高温氯化生成，经高温氧化生成二氧化钛，再经过过滤、水洗、枯燥、破坏即得到钛产品。运用质料：天然金红石、人工金红石和高钛渣等。氯化法只能出产金红石型产品。长处：流程短，出产能力易扩展，接连自动化程度高，能耗相对低，“三废”少，能得到优质产品。缺陷：出资大，设备结构杂乱，对材料要求高，要耐高温、耐腐蚀，设备难以修理，研讨开发难度大。90年代曾经，硫酸法一向占有钛工业的主导地位。1992年后，转为氯化法占主导地位。现在世界上新建或改扩建钛厂多以氯化法为主，杜邦公司悉数选用氯化法。氯化法钛出产在技能上有必定难度，根本由少量几个大公司所独占。我国在90年代初才引入一套氯化法出产设备。改变了我国只能出产等级低锐钛型钛的前史。

一、偏钛酸与母液的别离 水解产品在冷却槽中经盘管水冷却至40℃左右，即送人上片槽，将叶滤器接通真空管线，并使整组叶片浸没在偏钛酸浆猜中。真空叶滤机每组由10-15块叶片组成，并联摆放。每块叶片包上滤布，上片前先开动槽底拌和机或压缩空气，将浆料拌和均匀。因为真空的压力差，滤液逐步渗过滤布，而偏钛酸则沉积在叶片表面，跟着浆料的不断上片，槽内液位相应下降，需求不断弥补偏钛酸浆料，坚持液面高度。当偏钛酸滤饼沉积到厚度25一35mm时，用电动吊车将整组叶片吊起，稍稍抽干后，即放人一次水洗槽内进行水洗。此刻偏钛酸中一半以上的母液已被别离。母液抽人吸液罐，主动排出。前期的母液称为浓废酸，收回到酸解工序运用;一次水洗的母液流到沉降槽，收回稀废酸中少数穿滤的悬浮偏钛酸。 二、偏钛酸水洗的意图及其操作 水洗的意图是运用偏钛酸的水不溶性和杂质离子的水溶性进行液固别离，然后除掉偏钛酸以外的母液中的很多非钛的可溶性杂质和游离硫酸，得到比较纯洁的偏钛酸。 因为杂质含量的凹凸直接影响到钛产品的色相，例如，制品含0.009%的Fe203，即影响到锐钛型颜料钛的白度，含0.003%的Fe203将使金红石型颜料钛产品呈现黄相。原因是铁在锻烧进程中会转化为红棕色的Fe203。由此可见，水洗的好坏对产品的质量影响很大。 水洗的操作是将经过一次水洗(1-2h)后的叶片吊起来放到二次水洗槽中进行水洗。依据不同种类估量水洗大约的时刻。加压水解的颜料钛约洗8h左右，常压水解的颜料钛约洗4h左右。即从抽水总管顶用部分扫除真空之办法，取出少数水洗液，用0.5%的赤血盐(铁)试液进行定性查验，如呈蓝色，表明含亚铁离子尚多，需持续水洗;如呈绿色，表明行将洗净;如呈黄色，表明现已洗净。也可用硫酸铵试液进行查验，先将洗水用把亚铁离子氧化为高铁离子，然后加人硫酸铵试液，如呈赤色或棕黄色，表明需求持续水洗;如呈无色，表明现已洗净。洗净后的偏钛酸，可将整组叶片吊起，放到打浆槽上部，预备刮料，此刻滤饼含水尚多，可坚持真空到表面呈现很多裂缝中止，使其进一步下降含水量，再堵截真空，偏钛酸块料便落人打浆槽内。打浆槽内事前放置部分清水，并开动卧式拌和机拌和。残留在滤布上的偏钛酸可用塑料铲子人工刮落，或用高压水冲下。物料拌和均匀后，用泵送到漂白工序进一步除铁。有些供应商没有漂白工序，就直接送去进行盐处理。 三、偏钛酸别离和水洗操控的条件及留意事项 偏钛酸的别离与水洗需求操控下列八项条件： ①浆料温度坚持在25-40℃; ②真空度坚持在≥5.3*104Pa; ③滤饼厚度坚持在25-35mm; ④上片时刻约1.5h; ⑤滤饼含水量≤65%; ⑥偏钛酸含铁量≤0.01%; ⑦水洗时刻，加压水解浆料约8～12h,常压水解浆料约3～6h; ⑧水洗工序收回率≥94%; 需求留意下列事项： ①上片抽滤时要留意调理浆料进料量，要始终坚持液面刚刚高过叶滤机上端。既要避免浆料太少构成吸片上薄下厚，又要避免过满而溢出槽外; ②水洗槽要定时整理沉积在槽底的沉积物; ③常常清洗和定时互换滤布; ④避免断水、缺水，坚持水清洁、不污浊。 四、偏钛酸别离与水洗的办法及其常用设备 偏钛酸别离与水洗的办法有下列两种。 1.直空过滤洗刷法 这种办法是运用抽真空构成的压力差，将滤液吸过过滤介质，而将固体吸附在过滤介质表面。水洗时清水不断将溶解的杂质离子带过过滤层而除掉。 常用的设备有叶滤机、真空反转过滤机等。被广泛应用的是叶滤机，叶滤机体积小，过滤面积大，洗刷时刻能够恣意操控，对各种不同颗粒度的沉淀物都能适用。 2.离心过滤洗刷法 这种办法是运用高速旋转发生的离心力，在过滤介质两头构成压力差，将滤液甩出滤层，然后到达固液别离和固体水洗的意图。此法常能够用于别离洗刷非颜料级常压法水解制得的颗粒较粗的偏钛酸。 常用的设备有离心机，用离心机过滤和洗刷的速度快，但劳动强度大。 五、叶滤机的结构及其作业原理 叶滤机是由叶片和吸液罐组成的。 叶滤机的每一组叶片，一般由10-30片叶片组成，每片双面过滤面积为2-5m2，并联摆放，与真空管线相连通。叶片由厚5mm左右的聚氯乙烯或聚硬塑料板及必定粗细的塑料管焊接而成，塑料板上布满直径5mm左右的小孔，外面包以涤纶布袋过滤介质。其作业原理是运用一种具有很多毛细孔的物料为介质，在真空的效果下，使溶液从小孔经过，而将固体截留，然后到达固液别离和固体水洗的意图。引入的摩尔过滤机(又叫叶片过滤机)单片过滤面积为6m2，每组过滤面积到达180m2。 六、真空吸液罐的结构、作业原理和优缺陷 真空吸液罐是配套于叶滤机运用的，它是由聚氯乙烯硬塑料或钢板内衬橡胶而制成，分为上、下两罐，内由连通管、上浮阀和下浮阀组成。 真空吸液罐的作业原理如下：当抽真空时，进气口及出料口均被橡胶皮板阻塞。从叶片中抽出来的滤液接连流入上罐，并经下液口流至下罐，跟着下罐内水位的不断上升，下浮阀逐步浮起，将连通管下口堵死，此刻上、下两罐彻底阻隔，上罐持续坚持真空，抽入的滤液只能逗留在上罐内，而下罐因为已与真空体系阻隔开，从进口边际不断涌人少数空气，使下罐内真空度逐步下降，至必定程度后，进气口及出料口的橡皮板便因为滤液的压力而主动翻开，使下罐压力敏捷上升至常压，罐内滤液便借自重力而排出。当液面降至下浮阀以下时，下浮阀因为所受吸力小于它的自重力而落下，由连通管将下罐从头与真空体系衔接，至下罐有必定真空时，上浮阀也因为自重力而主动下落，进行下一循环操作(见图1).真空吸液罐的内部运作和排液是接连的，但水洗抽滤和滤液的搜集过滤是接连的，不需求人工切换阀门。缺陷是每台真空叶滤机有必要配一台真空主动倒液罐，并且上浮阀、下浮阀、排气口等几个运动部件常常失灵需求修理。每一次排液进程，真空都要在短时刻内被损坏一次。 七、卧式主动接连排液体系的操作及其长处 卧式主动接连排液体系的操作如下：从真空叶滤机抽来的滤液进入别离罐，别离罐上部一根主真空管与真空体系(真空泵)衔接，副真空管作为平衡管与分流器衔接，滤液由罐底的出口经离心泵先送至lom以上的分流器，然后再从溢流槽排出，然后使离心泵的进出口均处于真空状态下，两头的肯定压力持平，处理了离心泵在真空状态下的工作问题。别离罐内设有液位操控器与离心泵联锁，避免液位过高将滤液抽至真空体系内，或液位过低构成离心泵空工作。卧式水洗主动接连排液体系如图2所示。这种卧式主动接连排液体系与上述真空吸液罐比较具有下列长处。 1.多台真空叶滤机可共用一台卧式主动接连排液器，假如不考虑水洗废酸的分类，原则上一台卧式主动接连排液器就能满意出产的需求。 2.用离心泵接连向外排液，排液时不损坏真空，可节省真空能耗，其技能关键是处理了离心泵在真空状态下的正常工作问题。 3.卧式安置，排液器的进口能够低于或等于叶滤机滤液的出口高度，削减无功丢失，节省真空能耗，因为真空提高高度每添加lm,实践真空丢失10%左右。 4.能够接连主动操作，修理量很小，因为不需求每台真空叶滤机都装备一台主动倒液罐。因而设备台数能够大幅度削减，占地面积不大，具有显着的经济效益。 八、SS型三足式上部卸料离心机的结构和操作程序 这种离心机在小型非颜料钛厂仍有运用。其结构主要是由转鼓、主轴、底盘、机壳、机盖、刹车、机座、离心离合器和电动机组成。转鼓经过主轴支承在底盘上，主轴笔直装置于轴承箱内。底盘经过柱足上的3根吊杆悬挂支承，柱足经过螺栓与机座衔接在一起。离心机经过离心离合器和三角皮带传动动力。偏钛酸浆料在全速下加人转鼓内，以确保布料均匀。当加料量到达装料极限后当即中止加料。在离心力的效果下，悬浮的偏铁酸浆猜中的液相废硫酸经过滤布排出转鼓构成滤液，而固相偏钛酸则被搜集在转鼓内构成滤饼，再在上口加人自来水洗刷至合格，即停机用人工从转鼓上部卸料。因为整个处理进程都是在酸性环境中，因而一切与物料触摸的零部件均选用不锈钢制作。 运用这种离心机对偏钛酸浆料的过滤和洗刷，虽然有必定的劳动强度，可是其过滤和水洗速度快，关于珐琅和电焊条非颜料钛的常压水解得到的偏钛酸粒子较大的情况下，仍是适用的。运用离心机不必负压的那套真空设备，出资少、上马易、见效快、运用方便、占地不多、滤饼含水少，偏钛酸的锻烧快。一台这样的离心机每年可出产100多吨钛。其操作程序如下。 ①按转鼓的尺度，用耐酸涤纶布制好过滤袋。 ②开动储存偏钛酸浆料高位槽的拌和器，把浆料拌和均匀。 ③开动离心机，将高位槽出口的橡胶管伸人离心机内，并敞开放料阀让浆料自流进人离心机内。 ④浆料借助于离心力将母液(废酸液)经过滤布甩出去，固体的偏钛酸被滤布阻住在转鼓内壁的过滤袋内构成滤饼。甩出的废酸用管接到废酸池中，经弄清后将上层废酸送至酸解工段运用，穿滤在废酸池底的偏钛酸送回偏钛酸浆料槽。 ⑤当滤饼到达必定厚度，中止加偏钛酸浆料，改通自来水进行洗刷。自来水受离心力效果，经过滤饼将可溶性杂质带走，当水洗至取洗水用赤血盐试液查验呈现黄色即为合格。 ⑥中止加水，持续甩干，当看到出水口无水流出来时，即停机将滤饼从上口取出供下道工序运用。