金属钒生产方法
2018-12-12 09:37:10
工业上常以各种含钒矿石为原料制备钒。如在钒炉渣中加入NaCl,经空气焙烧后,先生成NaVO。
锡酸钠
2017-06-06 17:50:01
锡酸钠是一种投资者想知道,因为了解它可以帮助操作。【中文名称】锡酸钠 【英文名称】sodium stannate 锡酸钠【结构或分子式】Na2SnO3·3H2O 【分子量】 266.73 【CAS号】12209-98-2 【性状】 白色至浅褐色晶体 【溶解情况】 溶于水,不溶于乙醇、丙酮。 【用途】 可用作纺织品的防火剂、增重剂和媒染剂,也可用于制玻璃、陶瓷,碱性镀锡和镀酮锡合金、锌锡合金等。 【制备或来源】 由锡与氢氧化钠、硝酸钠灼烧共熔,或由锡与氰酸钠溶液共沸而制得。 【其他】 加热至140℃时失去结晶水。在空气中易吸收水分和二氧化碳而分解为氢氧化锡和碳酸钠,因而水溶液呈碱性。化学性质无色六角板状结晶或白色粉末。溶于水,不溶于醇和丙酮。加热至140℃时失去结晶水而成无水物。在空气中吸收二氧化碳而成碳酸钠和氢氧化锡。熔点 140°C如果你想更多的了解关于锡酸钠的信息,你可以登陆上海
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世界钒的生产与使用
2019-02-12 10:08:06
P.S.米歇尔英国Kent TN16 1AQ,国际钒技能委员会
介绍 钒作为元素周期表钒族元素中的一员,其原子数为23,原子分量为50.942, 熔点为1887℃,沸点为3337℃。纯钒呈现为闪亮的白色,质地坚固,为体心立方结构,晶格系数为3.024 Å。 钒在地壳中为第17位常见的元素,且很少以单质的方法直接运用。但是钒确实是一种很有价值的合金元素,能够添加于钢中、铁中,并以钛-铝-钒合金的方法用于航天范畴。钒的化合物也非常有用,能够被广泛地用来出产如催化剂、化妆品、染料、以及电池等。 根据钒的广泛用处,以提取和运用钒为意图的全球工业也随之得以开展。该工业简直存在于国际的各个大陆上,本文的意图就在于供给一些有关钒的资源、出产以及运用方面的布景信息。 资源 如前所述,钒在地壳中为第17常见的元素,它广泛地散布在国际各个地方。图1所示为一些钒的较重要的蕴藏地。钒首要蕴藏在我国、俄罗斯、南非、澳大利亚西部和新西兰的钛铁磁铁矿中,委内瑞拉、加拿大阿尔伯托、中东和澳大利亚昆仕兰的油类矿产中,以及美国的钒矿石和黏土矿中。 图1 钒的首要矿产
现在,钒在钛铁磁铁矿中的蕴藏量最大,V2O5含量可达1.8%;其次是在油类矿产中。到现在为止,还没有对美国的钒矿石和黏土矿、北欧的钛铁磁铁矿以及巴西和智利矿产中的钒进行大规模的提取。 表一列出了钒在国际上的可挖掘储量和保有储量。可挖掘储量指运用现有的技能能够经济地提取的部分。而保有储量则指能够运用未开发的技能在将来进行提取的部分。钒的总蕴藏量为6300万吨,其间仅有1000多万吨归于可挖掘储量,而3110万吨为可在将来挖掘的保有储量。表一为首要的可挖掘储量,它存在于我国、俄罗斯和南非钛铁磁铁矿中。
表一 可挖掘储量和保有储量 可挖掘储量1020万吨 %保有储量 3109.4万吨 %澳大利亚1.67.7我国19.69.6俄罗斯48.922.5南非29.440.2美国—12.9其他0.57.1
[next] 值得一提的是,按现在钒的运用速度核算,可挖掘储量能够保持近300年。 钒的提取 在大多数状况下,钒的初级产品是在伴跟着其它金属和油类的提取或运用而出产出的副产品。钒的这类产品一般为氧化物方法,V2O3或V2O5。图2对三种重要的钒的提取工艺进行总结。 图2 钒的出产
在钒的提取工艺中,最重要的一条道路是像我国的攀枝花、南非的海威尔德以及俄罗斯的下塔吉尔这些归纳钢厂那样,从炼铁和炼钢中生成的中间渣中以V2O5的方法提取钒。在这些钢厂的炼铁工艺中,铁矿石中的钒经过熔炼被溶入铁水中。铁水经过氧化、成渣,形成了含有10%至25%的V2O5的渣,终究再经过提钒铁水被送至炼钢工艺。 含10-25% V2O5的钒渣接着经过焙烧/浸出工艺的处理出产出为钒酸盐或氧化钒的终究产品。国际上50%到60%的钒初级产品出产厂均选用这种工艺。 出产钒的初级产品的第二个重要道路是,在焙烧/浸出工艺中对上述V2O5含量达1.8%的矿石进行直接处理出产出钒酸盐或钒的氧化物。国际上有五六家公司选用这种工艺出产钒的初级产品,它们首要散布在南非和澳大利亚,其产值约占国际初级钒产品出产厂产值的25%~30%。[next] 钒的第三条出产道路就是收回电厂飞尘、废催化剂以及其它残渣中含的钒。其工艺也是经过焙烧/浸出工艺生成钒酸盐或钒的氧化物。在收回废催化剂中的钒时,一般还一起对钴、钼和镍进行收回。选用这一道路出产出的钒产品约占国际产钒量的15-20%。国际上有八至十个供应商选用这中工艺,它们首要散布在日本和北美。但是,跟着环保法规变得愈加严厉,各个地方倾倒含钒废物的或许日益削减。估量大多数初级钒产品的出产供应商将选用这种出产工艺进行钒的收回,并将含钒废物用做钒出产的质料。 国际初级钒产品,即钒酸盐和钒的氧化物的产值按V2O5核算约为127,000吨。按区域区分,其产值如表二。表二 国际初级钒产品的产值国家/区域估量产值%澳大利亚5.8我国18.4日本1.3北美14.1俄罗斯18.6南非37.7
该表清楚地阐明晰我国、俄罗斯和南非在钒的收回方面所在的重要位置,以及日本的次重要位置。值得注意的是在欧洲简直没有初级钒产品的出产。 出产出初级钒产品后,大多数钒产品经铝热法、加热法或化学法被加工成国际上广为运用的终究产品,如钒铁、钒铝中间合金、钒化工产品和催化剂、以及金属钒和钒合金。国际上有25个以上的供应商从事钒产品的加工,它们遍及国际上各个工业化区域。要点已从钒初级产品出产国搬运到了钒产品的消费国。从表三能够看出,如,欧洲在初级钒产品出产供应商的清单中没有提及,而在钒产品的加工中却起着重要的效果。此外,日本和北美也是重要的钒产品加工者,而南非和我国钒产品加工的水平却不如他们钒初级产品的出产水平。表三 1999年钒铁出产能力的地理散布国家/区域估量产值%澳大利亚5.8我国18.4日本1.3北美14.1俄罗斯18.6南非37.7[next]
还应该阐明的一点是一些炼钢工艺生成的含钒渣能够不经过焙烧浸出工艺而直接加工出钒铁产品。但是这不归于首要工艺道路。 钒的耗费 1999年钒的耗量约为33,250吨。1999年钒产品耗费的地理散布对应于钒初级产品出产的散布如表四所示。比较表三和表四,愈加标明晰钒产品的加工地接近钒的消费。这也预示了存在于初级钒产品的出产厂所在地、钒的首要直销者—我国、俄罗斯和南非与钒产品的首要顾客—北美和欧洲之间一项严重的国际贸易。1999年末、2000年头,澳大利亚也参加了钒直销国的队伍。估量它的钒产值约占国际钒产值的13% .
表四 1999年头级钒产品和钒制品消费的地理散布国家/区域1999年国际钒耗量%1999年国际钒产值%我国9.320.1日本12.82.2北美30.312.2俄罗斯7.714.5南非1.045.5西欧25.92.6其它13.02.9
钒广泛应用于各个工业范畴,而其间最重要的应用范畴在钢铁工业上。美国地理散布查询组织计算的数据标明,1998年,87%的钒用在了钢铁范畴,而其他13%则被用在比如航空、化工和催化剂的出产范畴。在余下13%中,大约8-10%的钒被用来出产航天工业中运用的钛-铝-钒合金,余下的部分被用在别的的范畴。 图3(a)和(b)标明因为钢产值添加了,钒的耗费量也添加了。但是经过比较这些数据能够明晰的看到,钒耗量的添加速度比钢铁产值的添加速度更快,这就标明晰在钒的耗费上有新添加的部分。经过将任何一年中钒的总钒耗量除以当年的粗钢产值就可很好地表示出钒的这部分新增耗费。虽然这样或许将钒的单位耗量高估了大约13%,但这却弥补了逐年来因为钢铁出产的动摇形成的钒耗量的动摇。图3 a) 钢铁出产、 b) 1960年至1999年钒的耗费[next]图4. 1970年以来钒在单位耗量上的改变
图4标明晰70年代末至今钒在单位耗量上的改变。应该阐明的重要的一点是,钒的单位耗量在80年代及90年代初期阅历了一段相对的后退期,这大概是因为改进合金收得率的连铸工艺的广泛选用以及进步炼钢出产功率的整体行动而形成的。1999年钒的耗量微弱反弹,国际均匀耗量到达了0.043公斤/吨,而西方国家的均匀耗量则又高出16%左右,到达0.05公斤/吨。 钒在钢中的运用 经过对三个不同的炼钢国家,即,德国、日本和美国(图5)所做的一些现有的计算数据的验证和比较标明, 这些国家在钒的运用方法上既有共同点也有显着的不同点。[next] 图5 按终究用处区分,1998年钒在德国、日本和美国的耗费状况*包含船用钢、热强钢、锻件用钢和钢筋
很显着,在所有三个国家里,钒均被用在工具钢的出产上。此外,德国在运用钒的特殊结构钢钢种上好像不同于日本和美国。但该钢钟被日本列在管线钢钢种里,而在美国则被归为高强低合金钢。所以,三个国家在钒的这方面运用上也是相同的。 除了这些相同和或许的不同点以外,应该认识到的重要事实是,钒参加钢中为炼钢出产带来了利益(下降再加热温度、削减横向裂纹、削减轧制负载、轧制条件对钢的特性的影响减小等),进步了钢的功能(强度、耐性、延展性、成型性、可焊接性和耐摩功能,等),然后下降了本钱。这种本钱的下降不仅是指钢的出产本钱的下降,并且是运用这些含钒钢带来的制形本钱的下降,如,缔造高楼、桥梁、轮船、轿车、铁路等。[next]
钨酸钠
2017-06-06 17:50:12
什么是钨酸钠?钨酸钠是白色具有光泽的片状结晶或结晶粉末,溶于水呈微碱性(PH8.5-9),不溶于乙醇, 微溶于氨。在空中风化。加热到100℃失去结晶水而成无水物。与强酸(氢氟酸除外)反应生成不溶于水的黄色钨酸, 与磷酸或磷酸盐反应生成磷钨杂多酸络合物, 与酒石酸、柠檬酸、草酸等有机酸反应生成相应有机酸络合物。英文名称: Sodium tungstate dihydrate中文名称: 钨酸钠MF: H4Na2O6WMW: 329.85CAS: 10213-10-2【英文名】Sodium Tungstate【分子式】有二水物和无水物二种,二水物分子式为Na2WO4·2H2O ,无水物分子式为Na2WO4【分子量】二水物为329.86 ,无水物为293.86钨酸钠的化学性质,质量标准及用途化学性质白色晶体,易溶于水,不溶于醇,在干燥空气中风化。熔点 698 °C(lit.)密度 4.18 溶解度 H2O: 1 M at 20 °C, clear, colorless水溶解性 730 g/L (20 oC)Merck 14,8698质量标准 AR / CP / 4N / SP化学成分 化学纯 一级品 二级品Na2WO4.2H2O 99 98 97Mo 0.001 0.02 --AS 0.001 0.001 0.001Cu 0.0005 0.001 0.001Fe 0.001 0.001 0.005Si 0.004 0.04 0.04水不溶物 0.005 0.05 0.05PH 8.5-9 8.5-9 8.5-9用途1 生产钨材料的中间产品,也可用于媒染剂、催化剂颜料和分析试剂,纺织工用作织物加重剂、水处理药剂,制造防火、防水材料, 以及磷钨酸盐、硼钨酸盐。2 用于制造
金属
钨、钨酸、钨酸盐、染料、油墨、催化剂等3 用于
金属
钨、钨酸及钨酸盐类的制造。用做媒染剂、颜料和催化剂。还可做织物防火剂以及分析化学试剂。4 本品用作织物助剂,由钨酸钠、硫酸铵磷酸铵等组成的混合物用于纤维的防火和防水。此种纤维可制作防火人造丝和人造棉。亦可用于织物加重,皮革鞣制,电镀镀层防腐。本品作助溶剂引入瓷釉色料能起降低烧成温度和补色作用。更多有关钨酸钠请详见于上海
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硫酸法钛白粉的生产--偏钛酸的煅烧(一)
2019-02-15 14:21:16
一、偏钛酸的首要化学成分 依据对某种矿出产出的偏钛酸的屡次化学分析,其组成见表1。表1 偏钛酸组成成分含量/%成分含量/%成分含量/%成分含量/%H2O62TiO235SO23SiO20.03Nb2O30.05Sb2O30.007Al2O30.004ZnO0.004PbO0.002Fe2O30.001MgO0.0003CuO0.0001MnO0.00001WO3<0.005V2O5<0.001Cr2O3<0.001
二、偏钛酸缎烧的意图及缎烧工艺流程 钛以白色的偏钛酸方式从钛液中沉积出来时,不只带有很多的水,还带有必定量的硫酸。锻烧的意图就是在高温下使偏钛酸脱水、脱硫,而且构成具有必定晶型、到达必定质量指标的铁。 经过盐处理的偏钛酸浆料,送至锻烧工序的贮料槽内,然后用揉捏泵揉捏进内燃式反转窑内进行煅烧。若出产电焊条、冶金、珐琅、电容器等级其他钛,水解大都选用常压法,其所得的偏钛酸颗粒较粗,为节省燃料起见,可用离心机甩干后,用固体运送设备直接送至焚烧工序,再用斗式提升机将偏钛酸块料加人窑内进行锻烧。反转窑由变速电动机传动,可依据浆料、温度等工艺条件的要求进行调速。窑内选用逆流加热,从窑尾端加人的偏钛酸,跟着反转窑的旋转,被带到必定高度后,因为本身的滚动而不断地升起和落下。因为窑体有2%-4%的倾斜度,物料每升起再落下一次,便向窑头方向行进必定的间隔,偏钛酸就是凭借重力效果,向窑前移动;燃料及助燃空气由较低的窑头端入窑,经焚烧发作的高温气体自窑头向窑尾活动,与偏钛酸浆料构成了逆流运转。偏钛酸就是这样从窑尾送到窑头,一起在温度逐渐升高的过程中完结脱水、脱硫、晶型转化和粒子成长等一系列物理化学改变,而构成必定晶型的钛产品。钛经窑头下料口落人冷却转鼓进行冷却,然后经过斗式提升机送至贮粉斗,以备破坏之用。 现在进入反转窑的偏钛酸,不是用叶滤机吸滤,而是用鼓滤机抽干,再用螺杆泵送人。[next] 三、缎烧反转区分的区域及每个区域的温度规模 锻烧反转窑可分为枯燥区、晶型转化区和粒子成长区三个区域。窑内的温度与窑的巨细、物料离热源中心的远近和热电偶所放测温点的方位离热源点的远近都有联系,各厂不一样,煅烧反转窑各区域的温度规模见表2。表2 煅烧反转窑各区域的温度规模区域枯燥区晶体转化区粒子成长区温度/℃200~800800~860860~920
四、偏钛酸在反转窑枯燥区的改变 在枯燥区域中,偏钛酸发作脱水和脱硫的改变。这种改变可用下式表明: Ti02·xH2O·yS03==Ti02+xH2O↑+yS03↑ ①脱水 a.脱湿存水湿存水即附着在偏钛酸颗粒表面及夹藏在颗粒空隙里的水。这部分水与Ti02的结合不结实,在100-200℃之间便蒸腾掉; b.脱化合水化合水即结合在偏钛酸分子内部的水,这部分水与Ti02的结合比较结实,要在200-300℃之间才干脱掉。 ②脱硫水解生成的偏钛酸浆猜中,含有的硫酸大部分是游离酸,经过水洗即可除掉。可是占偏钛酸总量7%-8%的硫酸,以S03的方式与偏钛酸结合得很结实,因为偏钛酸构成的条件和夹藏的杂质不同,它所含的硫酸要在500-800℃之间,才干分解成S03和SO2气体而脱去。 因为偏钛酸含水量大,蒸腾水分所需的热量较驱除S03的热量大5倍以上、因为水分高,煅烧窑烟囱冒出的烟是以水汽为主,水汽遇到大气即冷凝成雾的成果,S03气体和水汽遇冷也变成酸雾。烟气中的钛是比较少的。 五、偏钛酸在反转窑晶体转化区的改变 一般硫酸法制得的偏钛酸全部是锐钛型晶体。经较低温度的煅烧后,得到的满是锐钛型钛。这种锐钛型一般在900℃以下是安稳的。当温度超越950℃时,就开端向金红石型晶型转化。纯洁的锐钛型晶型有必要在1200℃以上的高温,才干彻底转化为金红石型晶型。在这样的高温下煅烧,Ti02易烧结,为此,有必要加人各种金红石型转化促进剂,使其晶型转化的温度下降到800-860℃之间,使其成长的锐钛型晶体顺畅地、较彻底地向金红石型晶体转化。 六、偏钛酸在反转窑粒子成长区的改变 细微晶体聚结成颜料粒子需求取得必定的能量。煅烧温度越高,粒子成长的速度便越快。在600℃以下,粒子成长的速度十分慢,超越600℃时,粒子成长速度开端加速,温度到达900℃时,能够发现粒子成长的速度有极大的增加。假如煅烧温度升高到1000℃时,则聚结成的粒子的直径将到达1μm。而作为颜料钛最合适的粒度是0.2 - 0.35μm,即粒径应是可见光波波长的一半。假如粒径小于可见光波的半波长,则颜料粒子将成为通明;若粒径大于可见光波的半波长,则将使白色颜料呈现出红相。为此,应依据不同的条件,将这个区域的温度操控在860-950℃之间,使长大的晶体聚结成颜料粒子。 七、在高温下TiO2与硫酸钾的反响对制品的不良影响以及怎样防止这种影响 在出产颜料钛时,往往增加碳酸钾进行盐处理。碳酸钾与偏铁酸中的硫酸反响即生成硫酸钾,在煅烧过程中,硫酸钾与二氧化钛能在高温下反响生成偏钛酸钾。这种偏钛酸钾遇水会发作水解反响而生成。正是因为这种碱性物质的呈现,使钛的水浸液pH值到达弱酸性或中性或弱碱性,锻烧结尾也正是使用这种改变来操控。其一系列反响式如下:[next]
纯洁的Ti02是中性的。水浸液pH值偏酸性或偏碱性都会影响颜料的安稳性,使颜料在调制时不固化。有材料报导,水浸液pH值呈酸性时,抵消色力与底相有下降与变坏的倾向,为此有必要防止呈现偏酸现象,在盐处理时恰当多加一些碳酸钾或锻烧温度较高,脱硫较彻底能够使其水浸液呈现偏碱现象。 八、在高温下Ti02与CO的反响对制品的不良影响及怎么防止这种影响 当燃料在窑中焚烧不彻底时,会发作复原物质CO。在高温下,CO能把TiO2复原成Ti203。而Ti203的呈现会使钛的色泽带灰相,并导致Ti02晶格上的缺点,影响到钛的颜料功能。其反响式如下: 一般燃料焚烧都有这种现象,窑尾的粉料呈灰色就是这个道理。有时因为窑内通风不畅,煅烧废气不能及时排出,也会构成燃料的不彻底焚烧而发作CO。别的偏钛酸中,若含有复原性的三价钛较多,在窑内得不到满足的氧气氧化,也简单生成Ti203而使钛呈现灰相。 为了防止CO和三价钛等复原性物质的不良影响,就得确保燃料在窑内焚烧彻底,而且有必定的氧化气氛,这就需求精确地操控燃料与助燃空气的份额。一般燃料(煤气)与助燃空气的份额在1:(3.2-3.3),用柴油或重油作燃料时,空气的过剩系数操控在1.2,即过剩空气为20%。在窑头加大进风量,加强了窑内通风,坚持窑内有满足的氧化气氛,能够防止发作复原物质,或使原有复原物质得以氧化,使钛以最高价态存在,这样的钛才是白色的。可是加大进风量会下降窑温,这样又要加大油量,构成油耗增高。不增加油量而加大鼓风量,肯定会下降窑头温度,这样做尽管能够进步产品白度,可是消色力会下降,吸油量会升高。这种对立就要各厂依据各自的出产条件和质量要求而权衡利弊,采纳相应的办法。 九、进步反转窑煅烧制品产能和下降热耗的办法 物料煅烧在确保质量的前提下,单位时刻内所得到的热量越多,物料的加热就越快,窑的出产能力就越高。一起因为物料得到的热量多,丢失掉的热量相对削减,这样热能的使用率较高而热耗较小。进步产能和下降热耗首要是操控恰当的空气过剩系数,空气过剩系数过小,燃料焚烧不彻底,不利于窑内坚持氧化气氛;空气过剩系数过大,使窑的产能下降,废气带走的热量相对增加。因而,能够在燃料彻底焚烧和坚持窑内氧化气氛的前提下,尽量减小空气的过剩系数;尽量进步燃料和助燃空气的人窑温度;力求扩展物料受热面积和窑内表面积;合理地安置焚烧设备;选用发热量高的燃料。 十、在煅烧过程中,偏钛酸中所含杂质的不良影响 在偏钛酸中增加正催化剂能进步转化速率,并相应下降转化温度。偏钛酸中所含阴离子对转化的阻止效果与阴离子的体积巨细有关,其阻止效果的次序为:Cl-<SO42-<PO43-(即含氯化物的晶型转化温度较低,含硫酸盐的较高,含磷酸盐的更高)。关于一些带色的金属氧化物,如氧化铜、氧化钻、氧化镍、氧化铬、氧化锰等对转化有促进效果,特别是氧化铜的效果最大,氧化钨、起阻止效果。[next] 当增加剂用量(以氧化物计)均为1mol左右时,物料在900℃煅烧3h,氧化钨和对粒子成长没有什么影响;氧化铬对粒子成长的促进效果很小;氧化镍、氧化钻、氧化锰对粒子成长有中等程度的促进效果;氧化铜、氧化铁对粒子成长的促进效果比较明显;氧化钼对粒子成长有特别明显的促进效果。 十一、反转窑窑头、窑尾温度凹凸对产品质量的影响 窑头温度一般称为高温带温度,它决议着Ti02晶型的转化和颜料粒子的成长,是影响钛颜料功能的重要因素。一般来说,窑头温度越高,Ti02的晶型转化及粒子成长就越快、越彻底。可是窑头温度过高,简单使物料烧结,使煅烧品颗粒变硬,色泽变黄变灰。在810℃左右,消色力随温度的上升而进步,但升到必定温度后,消色力会急剧下降,一般操控在850-950℃之间。 窑尾温度直接影响到枯燥区内的各种改变,也是一种窑内通风状况好坏的标志。窑尾温度高,通风好,煅烧后的废气易排出。但通风过大,被废气带走的热量和钛粉尘增多,构成必定的丢失。一起水分过早脱尽,进人高温区易烧结。窑尾温度低,不只窑内通风欠好,而且偏钛酸在枯燥区脱水、脱硫不彻底,以至于呈现煅烧品夹藏生料的现象。一般操控在150-300℃之间。 十二、物料在反转窑内逗留时刻长短对产品质量的影响 因为Ti02颜料粒子是在煅烧后期构成的,物料在窑内逗留的时刻对晶型转化、粒子的巨细和形状有决议性影响。工业上要求煅烧构成的粒子要外形油滑规整,因而晶型的构成和晶粒的长大都不能太快,都需求有满足的时刻,使晶格摆放规整并逐渐长大。一起煅烧品大都是聚集体,也需求有满足的煅烧时刻。选用温度相应偏低并恰当延伸煅烧时刻,对烧结及聚结现象又可相应削减。可是物料在窑内逗留时刻过长会影响产值。要是物料在窑内逗留时刻过长而煅烧温度又高,则会构成物料烧结,使煅烧品颗粒变硬,色泽变黄变灰,白度下降;物料在窑内逗留的时刻过短,则烧不透,煅烧品呈现夹生现象,晶体转化不彻底,消色力下降,吸油量增高,pH值下降。一般窑的转速操控在3. 5-9r/min之间。即物料在窑内逗留10h左右。 十三、在反转窑煅烧时要尽量防止颗粒烧结现象 若物料在窑内煅烧时刻过长而温度又高,则颗粒烧结成长的巨细成为无限的,一般为1.0-10μm。烧结物具有较大的空间体积或构成角质粒子,除了使颗粒变硬,色泽变黄变灰之外,还使吸量进步,消色力和遮盖力下降,光学功能及漆膜光泽变差。因而在锻烧时要尽量防止发作烧结现象。 十四、煅烧窑层厚薄对产品质量的影响 向煅烧窑内投料量过多,料层过厚,则物料在窑内的各种改变进行得不彻底,锻烧品呈现夹生现象,不利于脱硫和晶态转化,消色力下降,吸油量增高,pH值下降;假如投料量过少,窑层就薄,简单使物料发作烧结,使锻烧品颗粒变硬,色泽变黄变灰,下降了白度,而且下降了产值,浪费了热量,增加了能耗,进步了本钱,下降了效益。理论与投料量常常用窑的填充系数N来表明:式中 N—填充系数; S1—窑内物料堆积的横断面积,m2; S2 -窑的有用横断面积,m2。 一般窑的填充系数操控在10%-20%之间,直径为1. 5m的反转窑,日锻烧钛量在6. 5-8. 5吨为宜。当然投料量还因钛种类的不同而不同,出产非颜料钛的投料量能够比出产涂料钛投料量增加一倍以上。
锑酸钠
2017-06-06 17:50:12
锑酸钠 英文名称:sodiumantimonate;sodiummetantimonate详细说明: NaSbO3又称偏锑酸钠。有粒状结晶与等轴结晶的白色粉末。耐高温,在1000℃仍不分解。溶于酒石酸、硫化钠溶液、浓硫酸,微溶于醇、铵盐,不溶于乙酸、稀碱和稀无机酸。冷水中不溶,热水中发生水解形成胶体。有毒。用作显像管、光学玻璃和各种高级玻璃的澄清剂,纺织品、塑料制品的阻燃剂,搪瓷乳白剂,制造铸件用漆的不透明填料及铁皮、钢板抗酸漆的成分;化学分析中用于鉴定纳离子。由锑块粉碎后与硝酸钠混合加热,通空气进行反应,再经硝酸浸取而得。也可由粗三氧化二锑与盐酸混合,再经氯气氯化、水解、用过量碱中和而得。 锑酸钠用途: 1.用作不透明填料、搪瓷的乳白剂及铁皮、钢板的抗酸漆; 2.用作显像管、光学玻璃等高档玻璃澄清剂、裉色剂。能抗暴晒,灯工性能极好; 3.用于塑料、橡胶等工业阻燃剂: 4.用于工程塑料待业着色力低,节约颜料; 用于搪次和耐酸陶瓷、高档陶瓷。
硫酸法钛白粉的生产--偏钛酸分离与水洗(二)
2019-02-15 14:21:24
九、影响偏钛酸水洗作用的要素 影响偏钛酸真空过滤、水洗作用的要素较多,也比较复杂,往往穿插在一起,这儿只作单要素而论。 1.真空度 过滤介质两边的压力差就是真空度。在真空管线不漏气的条件下,过滤的真空度除了真空泵的才能外,是由滤饼和过滤介质的阻力来决议的,偏钛酸的过滤一般6.67*104-8. 67*104Pa的真空度较为适宜。真空度过低,水洗时刻就长,并且简单发作落片事端;真空度过高,简单使滤饼表面发作裂缝,致使洗刷水从裂缝短路穿过而下降水洗功率。 2.偏钛酸粒度 过滤要求偏钛酸的粒度要均匀适中。颗粒粗,水流快,易洗刷,但颗粒过粗,水流速度过快,会添加管道阻力,粒子内部也不易洗净;颗粒过细,穿滤丢失大,或阻塞滤孔构成水洗难,影响产值。 3.水洗温度 水洗进程首要是除掉硫酸亚铁和游离硫酸。硫酸亚铁在水中的溶解度,在必定温度范围内,跟着温度的升高而增大。因此进步水温有利于水洗,能够缩短水洗时刻,下降滤饼的含铁量,削减用水量,进步产值。在60℃时硫酸亚铁在水中的溶解度最大,但超越45℃时叶片的塑料板或塑料管简单变形,因此一般水温操控在30-40℃。温度低水洗难,温度过低,硫酸亚铁在滤饼内结晶分出,水洗更难。出产时能够运用冷却槽的冷却水和浓缩工序的冷凝水来进步水温,以节省燃料。 4.水洗的时刻 偏钛酸开端水洗时,物料酸度高,杂质浓度梯度大,洗刷功率高。从图3偏钛酸水洗时刻与滤饼中含铁量之联系可知,开端水洗时,偏钛酸中含铁量敏捷下降,半小时内可除掉80%以上,跟着水洗进程继续进行,杂质在滤饼与滤液之间的浓度梯度逐步削减,酸度也逐步下降,一起因为离子浓度不断下降,偏钛酸的胶体性质逐步显着,水洗功率随之下降。水洗1h后水洗渐趋陡峭,阐明要进一步下降含铁量需求较长的水洗时刻,可是水洗时刻过长,则洗刷水中悬浮的固体杂质会沉积在滤饼表面,反而会使杂质添加,有些自来水厂用氯化高铁或硫酸亚铁作凝集剂,水中首要固体杂质是氢氧化铁,会影响产品的质量。因此水洗进程仅能使含铁量下降至必定程度,一般是0.01%左右,残留的铁需在漂白工序进一步除掉。
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5.水洗的酸度 跟着水洗进程的进行,滤饼内的酸度会逐步下降,pH值会相应升高。一起因为溶于水中的氧会将部分Fe2+氧化成Fe3+。当pH值高于1. 5时,Fe3+会水解而生成不溶于水的氢氧化高铁或生成难溶于水的碱式硫酸铁;当pH值升到6. 5以上时,硫酸亚铁也水解生成不溶于水的氢氧化亚铁沉积。因此在酸度较高阶段赶快除铁是水洗的要害,进步酸度有助于按捺铁盐水解,对水洗有利。如果在洗刷水中配以少数硫酸,使pH值坚持在镇1. 5,能够避免铁盐的水解而坚持铁盐的可溶状况,水洗后偏钛酸含铁量可下降到能与漂白相媲美的程度。 6.用水水质和水洗池进水方法 水质对洗刷作用影响很大,水质差,洗刷作用也差。水中首要含有钙、镁和铁等杂质。钙与硫酸构成硫酸钙沉积混在偏钛酸中,影响到产品的质量;铁质在滤饼表面残留成棕色层(含铁量高于l00*10-6),会添加偏钛酸的含铁量,也影响到产品的质量。 对水洗池的加水,从底部加水比从上部加水用水少,洗得快。 7.滤饼的厚度 滤饼过厚,表面裂缝多,水洗时刻长;滤饼过薄,尽管水洗时刻短,但产值低。一般操控在25-35mm。 8.裂缝和空泛 裂缝和空泛过多,会构成水流短路,耗水量大,水洗时刻长,乃至呈现查验合格而滤饼含铁量仍高的现象。可在水中参加少数聚酞胺或用滤布阻塞。 9.过滤介质 浆料过滤时,使固体和液体别离的阻隔物质称为过滤介质。叶片上的滤布就是过滤介质。滤布的孔度对水洗功率有直接的影响,布孔过细简单被物料阻塞,水洗变慢,会影响产值;布孔过大简单构成物料穿滤而丢失。 10.母液的三价钛 因为三价钛的被氧化势比二价铁的被氧化势大,遇到空气或水中的氧进行氧化时,三价钛先被氧化。这就按捺了物猜中的二价铁被氧化成三价铁,然后确保了产品的质量。因此坚持适量的三价钛,对水洗是有利的。一般水解后浆液中坚持三价钛在0. 5g/L左右。 十、滤布的挑选 因为浆料的酸度很高,滤布有必要挑选耐酸材料。现在广泛运用的是240#和758#两种牌号的耐酸涤纶布。240#为长纤维涤纶布,孔度较小,操作时不易落片,但简单阻塞,运用时应该常常冲洗。758#为短纤维涤纶布,过滤速度快,但有时会发作穿滤或落片现象,特别是调换新布后更易落片。为此,需求运用絮凝剂予以弥补。运用新布时,需求事前浸泡1一2天,使其孔度缩小,避免穿滤丢失过大。 十一、水洗时有时要加絮凝剂的原因 因为在水解时操作条件操控欠好,而呈现一些胶状的偏钛酸小颗粒,使沉降率升高。这些小颗粒会穿滤丢失而使收回率下降,或阻塞滤孔使水洗困难。为了使这些偏钛酸小颗粒絮凝成疏松的凝集体,然后削减胶状微粒因为其形状易为压力所改动而构成阻塞滤孔或穿滤丢失,就有必要加人絮凝剂。工业上常用的絮凝剂是甲基改性的聚酞胺。它能在酸性介质中,使偏钛酸絮凝成简单过滤和洗刷的凝集体,然后缩短水洗时刻,进步水洗功率。原本水解后浆料的沉降率若≥440者,就不用加絮凝剂。可是现在每一锅(2.6m3)浆料在冷却锅冷却到50℃左右,都加人1. 35kg 1%的絮凝剂(配成0.5%运用)。在这个基础上若查验其沉降率仍大于470时,则应再多加絮凝剂,另外在水洗的滤饼裂缝和穿孔过多时,要在水洗槽内加人适量的絮凝剂,在调换新滤布时,也要在表面涂絮凝剂。[next] 不过絮凝剂也不是加得越多越好,因为絮凝剂在与偏钛酸胶体微粒构成凝集体时,会吸附一些亚铁离子而构成水洗困难,或许絮凝剂过多会使偏钛酸变滑而构成吸片困难和吸片后落片。因此,过多地加人絮凝剂也没有优点。 十二、用纸浆助滤的优点及其操作程序 选用常压水解,生成细微粒子的偏钛酸比加压水解多,因此过滤和水洗穿滤流到收回池的偏钛酸比较多。这样,既添加了沉降剂的用量,又大大添加了收回偏钛酸的费事。 为了处理这些对立,能够采纳纸浆助滤的方法:先到纸业公司买回厚质白纸,然后在一个锅内,按1吨水加人l0kg纸的份额,把水和纸加人锅内,通人直接蒸汽煮成均匀的纸浆,再配成很稀的纸浆液放到吸滤方箱中,在方箱下面用多孔管道通人压缩空气拌和均匀,再把用高压水冲洗净的吸滤叶片,整组浸没在方箱中,开动真空负压吸滤1-2min,使吸滤叶片的滤布上,吸附了薄薄一层疏松纸质,取出整组吸滤叶片,再放到吸偏钛酸的方箱去吸滤偏钛酸。 经过这种纸浆助滤,小颗粒的偏钛酸就难以穿滤了,这样,收回池的偏钛酸就少了,收回偏钛酸的费事削减了,沉降剂的用量削减了乃至不用了,水洗速度加快了,收回率也进步了。 粘在偏钛酸中的纸质,在锻烧的高温下,生成碳和氢的气体氧化物经过烟囱跑掉了,对产品的白度等质量指标没有不良影响。经核算每吨钛只用去白纸0.3-0.4kg。 十三、水洗不正常的原因及采纳的办法(见表3-7)
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硫酸法钛白粉的生产--偏钛酸的漂白(二)
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3.水洗 将复原漂白好的偏钛酸浆料,用叶滤机过滤,再用去离子水(最好是40-60℃并含有0.1%-2.0%的酸性水)洗刷偏钛酸,进一步洗去硫酸亚铁,直到偏钛酸含Fe203低于30*10-6为合格。 七、三价钛溶液漂白的操作进程、要求、缺陷及改善定见 1.酸溶 在带有拌和的夹套加热的珐琅反响锅中加人水洗合格的偏钛酸和水,拌和并调整浆液浓度在含Ti02 300g/L左右(若制金红石型钛,此刻应加人煅烧晶种),然后加人一定量的工业硫酸,使浆料的硫酸浓度在40-50g/L之间,通蒸汽加热至50-55℃,使氢氧化高铁溶解为硫酸高铁溶液。 2.复原 按Ti02计加人0.4%-1.0%的三价钛溶液作复原剂,持续拌和,持续加热,使温度在50-55℃下保温1h,让硫酸高铁悉数复原成硫酸亚铁。取样测定浆猜中三价钛浓度(以Ti02计)为0.3-0.5g/L,冷却至40℃以下,即可水洗。在运用三价钛溶液时,有必要滤去其间的固体杂质,以确保漂白的质量。一起三价钛离子简单在空气中被氧化,因而漂白时,浆料的温度不宜过高,保温期间的拌和不宜过快。 3.水洗 将复原漂白的偏钛酸浆料,用带有真空负压的叶滤机或转筒真空过滤机吸浆过滤,再用砂滤水或去离子水(最好用40-50℃的含有硫酸0.1%-2.0%的酸性水)洗刷偏钛酸,进一步洗去硫酸亚铁,以便下降铁的含量,直到偏钛酸中Fe203的含量低于0.003%为合格。 三价钛溶液漂白的缺陷如下:三价钛溶液的制备需求独自的设备和添加制备工作量,一起制备进程杂乱,制备时耗能大、耗酸多、本钱高。为了战胜这些缺陷,某厂进行了下列改善:先将少数的偏钛酸悬浮液参加漂白锅,然后,参加悉数漂白用的硫酸,让二者充沛反响,经过30min后,开动拌和,分次加人按Ti02计的铝粉至0.5%,让其混合均匀,即为三价钛溶液。再加人剩下的悉数偏钛酸。在加人剩下偏钛酸时,敞开直接蒸汽阀门,加热至85℃左右,保温1.5-2h,完结漂白工序。明显这种方法是在运用铝粉漂白的一起,已含有三价钛漂白的成分,漂白作用更令人满意。一起简化了制备进程,不用独自另行制备三价钛溶液,漂白锅一起又是三价钛的制备锅,不用独自添加三价钛的制备锅。因而其能耗、酸耗和本钱都大为下降。 八、能否用“酸洗”替代漂白 偏钛酸在水洗进程中,其间的杂质硫酸亚铁会被溶于水的氧氧化为硫酸铁,当水洗的酸度pH值≥1. 5时,硫酸铁即水解生成氢氧化铁沉积混在偏钛酸中。漂白的意图就是加硫酸把这些氢氧化铁溶解为硫酸铁,然后加复原剂将其复原为硫酸亚铁。由于硫酸亚铁水解的酸度pH值≥6.5,偏钛酸中的酸度不可能弱到这个程度,因而硫酸亚铁不会水解生成氢氧化亚铁沉积,这样便能够经过水洗而除掉铁。懂得这个原理后,就能够在源头上经过水洗后期pH值逐渐升高后,恰当地在洗刷水中加人少数硫酸,不让洗刷水的pH值>1. 5,这样硫酸铁就不会水解生成氢氧化铁沉积混在偏钛酸中,偏钛酸中没有氢氧化铁,就不用漂白。由此可见酸洗可防止铁盐水解,可起到与漂白恰当的作用,能够省掉漂白工序。[next] 九、酸溶、铝复原制取三价钛溶液的方法 酸溶、铝复原制取三价钛溶液的方法如下:将用水洗合格的偏钛酸与硫酸按H2S04:Ti02 = 5:1的份额,在耐酸珐琅锅内配成180g/L的浓度,在拌和下进行酸溶制得硫酸钛溶液,这个酸溶进程实际上是一个运用“溶解法”制备胶体溶液,进而变成硫酸钛溶液的进程。在此进程中,第一步是加热至沸,跟着水分的蒸腾,沸点逐渐上升,当温度到达120-125℃时,偏钛酸胶粒逐渐酸溶和涣散成胶体颗粒;第二步是保温阶段,被涣散的胶体颗粒悉数被溶解。其反响式如下: 待溶液弄清后,冷却即得茶褐色明澈通明的硫酸钛和硫酸氧铁的混合溶液。 在制备进程中,溶液内既存在Ti4+离子,也存在胶溶性偏钛酸微粒。两者之间的分配份额决定于温度、溶解的连续时刻、钛的浓度和酸的浓度。为了防止制得的硫酸钛溶液呈现胶体溶液的聚结不稳定性,以至于产生出沉积而无法进一步复原,就有必要确保制备时浆料的酸钛比值≥5。 在拌和下将硫酸钛溶液冷却并加水稀释至80g/L左右,不然浓度过高,复原剂用量要相应添加,并且反响生成的硫酸铝会结晶分出。当温度降到75-80℃,将铝粉先用水调成浆状,在20一30min内分次加人,要防止因反响剧烈而呈现冒锅事端。持续升温至80-90℃,保温1h,冷却后测定其三价钛浓度,必要时溶液过滤后才运用。复原率按下式核算: 十、用酸溶、铝粉复原制取三价钛溶液所用硫酸和铝粉的核算 设复原100kg Ti02,需求铝粉xkg,则其反响式如下:
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按理论核算需求铝粉11. 26kg。可是有一部分铝粉耗费在与硫酸作用生成上了,因而要用理论量的150%才能使复原率到达90%以上。即每复原100kg Ti02,实际上约需铝粉16. 9kg。 【例]现有二氧化钛浓度为200g/L的偏铁酸浆料1. 5m3,假如铝漂白时要求浆料硫酸浓度为70g/L,铝粉参加量为0.5%(以Ti02计),问需求浓度为92%的工业硫酸多少升和铝粉多少公斤? 解:需求的工业硫酸为: 70×1000×1.5=105(kg) 需求92%的工业硫酸为: 105÷92%=114.13(kg) 需求工业硫酸的容积为: 114.13÷1.824=62. 57(L) 需求铝粉为: 200×1000×1.5×0.5%=1.5(kg) 因而,需求92%工业硫酸62. 57L和铝粉1. 5kg。 十一、直接用冷冻除铁后的钛液进行铝复原制取三价钛溶液的长处及其制备的方法 直接用冷冻除铁后的钛液进行铝(或锌)复原制取三价钛溶液的漂白复原剂的长处是酸耗少,溶程短,不会呈现聚结不稳定性和便于操作。这种方法的特点是操控偏钛酸浆液浓度尽可能高,而游离酸的浓度尽可能低,从而使三价钛在偏钛酸上的吸附量添加,以利进步漂白作用。其制备方法如下。 ①为了防止用铝复原后生成的硫酸铝在三价钛溶液中结晶分出,因而要在钛液中加水稀释,使其总钛浓度操控在80g/L左右。 ②加人总钛量1. 5-2.0倍的硫酸。 ③升温至70℃,缓慢分次加人用水调匀的铝粉浆料。 ④操控复原温度在80℃。 ⑤复原结束后,在85-90℃温度下保温1h。为了防止三价钛被空气氧化,拌和不宜过快。 ⑥冷却至室温,过滤除掉固体杂质,以确保漂白质量。 ⑦三价钛是强复原剂,易被空气中的氧氧化而下降复原作用,因而储存不宜超越48h。 为了下降制取费用,亦有供应商用铁粉替代铝粉来制取三价钛溶液,可是这种方法所制得的三价钛液杂质较多,对制品质量有影响,因而许多供应商不敢选用。 十二、漂白偏钛酸时测不出三价钛或测出三价钛过高或过低的原因、不良影响及弥补措施 为了确保偏钛酸中的三价铁悉数被复原成二价铁,有必要从头到尾都要坚持浆猜中有一定量的三价钛。由于三价钛的被氧化势比二价铁大,即三价钛比二价铁易氧化,三价钛的存在,阐明浆猜中不含三价铁。 浆猜中测不出三价钛,阐明三价铁没有彻底被复原为二价铁,若将这种浆料锻烧,则制品会因含有Fe203而呈黄相;若测出浆料含三价钛过低,则在漂白后的水洗时,三价钛很快就被水中的氧所氧化,接着二价铁就被氧化成三价铁,三价铁很简单水解生成氢氧化铁而难以除掉,致使缎烧时也形成制品呈现黄相;若测出浆料三价钛过高,则水洗易洗去三价钛而下降回收率。要是漂白水洗后仍有三价钛就进行缎烧,而缎烧时又没有充沛氧化成四价钛,那么制品会因含有Ti203而呈灰相。[next] 测不出三价钛的原因如下:①所加复原剂的量缺乏;②偏钛酸中含铁量较高,所加的三价钛缺乏以将三价铁悉数复原成二价铁;③复原剂质量差,加人温度太高,发生了钝化现象;④漂白温度低,酸度操控不妥或拌和速度太快,浆猜中三价钛被从头氧化。弥补的方法是从头补加复原剂,使浆猜中的三价钛坚持在0.3-0.5g/L之间。并改善操作条件,恰当延伸保温时刻,使复原进行彻底;三价钛含量过低的原因,主要是所加复原剂的量缺乏,应补加复原剂。三价钛过高的原因如下:①所加复原剂太过量;②拌和不均匀,一部分偏钛酸中还未渗人复原剂。弥补的方法如下:①精确核算应加复原剂的量;②延伸拌和时刻,使复原剂均匀地渗人到浆猜中去。 十三、复原后的偏钛酸应该用去离子水洗刷 由于普通自来水还含有少数铁等杂质。要是用普通自来水洗,则会从头污染到偏钛酸,达不到漂白的意图。因而复原后的偏钛酸不能用普通自来水洗刷,而要用去离子水进行洗刷。
硫酸法钛白粉的生产--偏钛酸的煅烧(二)
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十五、偏钛酸含水量凹凸对产品质量的影响 偏钛酸含水量的凹凸,决议了物料在枯燥区中脱水、脱硫的彻底程度。含水量过高,由于脱水、脱硫不彻底,物料就以团状或大颗粒状况进人高温区,而高温区的停留时刻是很短的,因而媛烧品烧不透,易呈现夹生现象,使产品消色力下降,吸油量上升,pH值下降;若含水量过低,物料在枯燥区脱水、脱硫很充沛,物料以粉末状况进人高温区,易烧结变硬,色泽变黄变灰,白度下降。一般颜料钛出产操控含水量在65%左右。非颜料钛出产操控含水量在50%左右。 十六、煅烧时物料颗粒巨细对产品质量的影响 偏钛酸颗粒度是出产钛时影响脱硫的重要要素。颗粒度小,脱硫简单且彻底,物料不会向窑头冲流,得到的煅烧品色泽较白;颗粒度大,脱硫较难,由于含硫高的钛在高温下具有很强的活动性,物料简单向窑头冲流。偏钛酸颗粒度的巨细,首要是从钛液水解进程中构成的,因而有必要按种类的不同要求,严格操控水解工艺条件,制得颗粒度适宜的偏钛酸。 十七、煅烧时物料在窑内运动的正常状况 物料在窑内的运动状况,可用物料在运动中的堆积高度H值来衡量。H值越大,而物料呈块状下滑,则表明物料现已发作烧结;H值越小,且物料呈团状向窑头翻滚,则表明窑温太低,将有生料混入煅烧品中;H值适中,而物料呈均匀的颗粒状向窑头推动时,煅烧才是正常的。在出产非颜料钛时,物料在窑内的运动状况能明显地反映出煅烧品含硫量的凹凸。窑内物料呈“液体”向窑头冲流时,煅烧品含硫极高。H值大,物料向窑头推动很慢时,煅烧品的含硫量极低。窑内物料在进人高温区前有“欢腾”状冒气现象,进人高温区后,物料也并不向窑头冲流时,缎烧品的含硫量能契合出产工艺的要求。 十八、煅烧品pH值的测定及运用全能pH试液滴在瓷板的落料品呈现红、黄、黄绿、蓝色彩的原因 测定煅烧品pH值的办法如下:用取样的长柄勺从窑头下料口取出少数的落料品,置瓷钵中研细后,放在比色瓷板上,滴人几滴全能pH试液,再与标准样板相比较,即可测出落料品的pH值。 全能pH试液滴在瓷板的落料品上呈现赤色,阐明pH值在6以下,表明物料呈酸性,烧不透,含硫高。构成的原因或许是:①盐处理时加碳酸钾缺乏或加磷酸过多;②煅烧温度过低;③物料在窑内停留时刻过短;④投料量过大,料层过厚;⑤偏钛酸含水量过大;⑥偏钛酸颗粒大。试料呈现黄色,表明挨近中性;呈现黄绿色,阐明pH值在6.5一7.5之间,表明含硫量合格,煅烧适宜;呈现蓝色,阐明呈碱性,现已到达要求或稍超越要求。假如试料一起呈现红、黄绿、蓝,阐明煅烧不均匀,既有烧不透的,又有烧得适宜的,还有烧过火的。由于钛制品要求pH值在6.5-8之间,那么烧至黄中带绿即契合要求。 十九、非颜料级钛的窑前分析 在电焊条级和珐琅级钛的出产中,窑前分析首要靠操控含硫量。测定硫大都用煅烧一碘量法。电焊条级钛含硫标准为≤0. 05%,窑前操控应在0.04%以下;珐琅级钛含S03标准为≤0. 15%,窑前应操控在0.12%以下,这样才干确保制品的质量,但含硫量不宜过低,过低时产品色泽较差,而且会多耗用燃料。至于冶金级钛由于其出产时煅烧温度操控在1250℃以上的高温下进行,落窑品含硫量极低,窑前测定硫已无实际意义。[next] 二十、从落窑品的外观与色泽判别缎烧状况 正常的落窑品色泽皎白而柔软,颜料级钛落窑品呈颗粒状;非颜料级钛大多用常压法水解,落窑品黏结成小粒状,这种落窑品色泽较白,含硫量也较低。如落下粉状料,大都是偏钛酸颗粒过粗,含硫量过高,致使窑温不得不相应进步所构成,产品往往发灰。如落窑品发黄,首要是水洗工序中偏钛酸内的杂质铁未洗净所构成的。 二十一、从调查窑内状况判别煅烧好坏 反转窑内煅烧正常时,料层平稳,上面空间中比较明晰。如发现上部空间烟尘许多,要留意窑内经过状况,查看窑尾烟道是否堵塞。在出产非颜料级钛时,如发现料层向前滑动,乃至滑落到下料口,俗称跑粉或冲窑头。这阐明偏钛酸颗粒过粗,含硫量高,虽已到烧成区,但还坚持能自在活动的粉末状况,冲出的粉末往往很细。一般状况下,从窑头调查口是看不到有大块物料的。如发现大块物料,表明物料脱水区延伸,应恰当削减投料量,减慢窑速,进步窑温或加强通风,或相互配合运用。 二十二、开窑和焚烧该做的作业 开窑前应对窑体及其附属体系进行全面的查看,并进行空车试转以消除隐患。为防止杂质污染钛产品,新窑、窑体大修、互换内衬耐火砖或互换种类时,窑内有必要进行打扫。换砖今后有必要经过一昼夜以上的阴干,方可焚烧烘窑。 焚烧前,先翻开部分灰箱门,然后滚动窑体,开动鼓风机,向窑内输入空气,排出或许残留在窑体内的可燃气体。持引火器从窑头调查口引进并对准喷嘴,翻开燃料气旋塞,此刻,操作人员有必要背对窑头,防止窑内有异物或粉尘冲出,或由于气体配比不妥发作爆破而被击伤。如一次点不着点,应立即堵截可燃气,但不要中止空气运送,有必要待窑内剩下可燃气排尽,再行焚烧,不然会构成爆破事端。如选用液体燃料,可先开动油泵打循环油,点着引火器置于喷嘴前,渐渐通气送油,再恰当调整油气比。 二+三、反转窑在投料前要进行烘窑 烘窑是为了扫除内衬中的水分,并使内衬温度均匀地升高到作业温度。烘窑时要防止升温过快,防止构成内衬开裂和破损。烘窑时刻长短应根据换砖多少来断定,新窑或悉数换砖窑,而其窑又比较大,则烘窑时刻约为2-3昼夜,其逐步升温到350℃左右;部分换砖的窑,烘窑时刻约为10-16h;不换砖的窑,烘窑时刻约为6-8h。烘窑后,窑温逐步升高到正常作业温度以下(100-200℃)时即可投料出产。 二十四、停窑应该留意的事项 锻烧反转窑的钢外壳在高温受热时,简单变形。无论是方案中的停窑或方案外因设备或供电、供气体系发作毛病俄然停窑,熄火后有必要持续滚动窑体和鼓风,直到冷却。不然受热窑体将在窑体巨大的自重力效果下,发作曲折变形,变成严重的设备事端。 方案中的停窑,窑内的物料可维持到悉数锻烧结束。停窑前应逐步削减投料,并在停窑前将物料尽量悉数排出,跟着窑内物料的逐步削减,应相应削减燃料和空气量,当物料根本排清后再熄火,窑体空转冷却后停窑。若遇方案外的俄然停窑,窑内物料没有烧透,为了不影响设备检修,也有必要将其悉数排出,待今后再回烧。 二十五、煅烧偏钛酸所用反射炉的结构及操作程序 运用反射炉煅烧偏钛酸,虽然其劳动强度较大,可是由于其出资少,占地不多,操作便利,许多小型的铁厂,特别是出产等级低的珐琅、冶金、电焊条级钛对技能要求不高的厂,还在运用它。其结构是用耐火砖砌结而成,分上、中、下三层,直接加热,热气把耐火板加热,再经过耐火板把热传递给料层。物料与烟气逆流工作,烧煤在基层,发作的热气经过烟道向中层、上层工作,最终从烟囱排出。而偏钛酸投料放在上层烘于,进行脱水,然后耙到中层预热,再耙到基层进行煅烧,脱硫、晶体转化及粒子生长都在中层、基层完结。当在基层取样查验合格后,即可从基层出料,出料后,将中层料耙到基层,再将上层料耙到中层,最终将偏钛酸用皮带运送机运送到上层。[next] 二十六、反转窑的组成及其所起的效果 反转窑首要由筒体、支承设备(含滚圈、托轮和挡轮)、传动设备、密封设备和其他附属设备(加料和焚烧设备等)组成。 筒体是用18-28mm厚的优质钢板卷焊而成,内衬耐火砖,以防止筒体遭到高温效果,并削减热量的丢失。出产时物料在筒体内部随筒壁旋转到必定高度后,因受重力效果而下滑前移,并由筒体内的高温气流加热使物料温度逐步上升,最终到达工艺所要求缎烧的温度。 支承设备的滚圈支承着整个反转筒,使其能在托轮上反转,因而它有必要具有满足的刚度和耐久性,可用铸钢或煅钢制成;托轮支承着反转窑;挡轮的效果是阻挠筒体的上下轴向窜动,一般坐落滚圈的两边。 传动设备的效果是带动筒体按工艺要求的旋转速度滚动。因反转窑转速较慢,故需用减速器。关于需求常常调理转速的场合,可选用无级变速器,圆筒的反转速度较慢,故设备在圆筒上的大齿轮接受很大的圆周力,可用铸铁制作。 密封设备是为了防止在锻烧偏钛酸时散发出的S03等有害气体及Ti02粉尘逸出,转筒内是负压操作,因而在转筒和其两头的小室之间有必要有密封设备,它在结构上的要求是期望既不漏气,又不影响转筒的正常工作。 其他附属设备有加料设备和焚烧设备。关于含水量较高的偏钛酸浆料一般选用揉捏泵,偏钛酸经揉捏泵、进料管进人窑内。关于离心机脱水的干料可用提升机及转盘加料机等设备,乃至用人工卸料、送料。作为反转窑的燃料有煤气、柴油和重油等,相应的有煤气焚烧器和重油焚烧器。为了防止对钛的污染,在选用柴油和重油作燃料时,可设置焚烧室。 二十七、在反转窑窑头设置焚烧室的效果 反转窑有没有一个独自的焚烧室,对产品质量有很大影响。由于火焰温度可高达1300℃左右,如火焰与物料触摸,焚烧气与物料间温差很大,烧成的物料自身温度很高,就不可防止要发作烧结。一般以为焚烧气与物料最高温度间的温差应不超越200℃,因而设备一个焚烧室使燃料充沛焚烧后用空气稀释至必定温度后再输人窑体与物料触摸,对进步产值和质量都有长处。一个48m长的反转窑,焚烧室约6m左右,所得的焚烧物像米粒巨细,色泽皎白而且比较柔软。 二十八、反转窑的巨细、长短对焚烧的影响 锻烧偏钛酸的反转窑宜短而粗,内径从1.0-4.2m不等,长度与直径之比一般为(12-20):1,直径小的份额大一些,直径大的份额小一些。直径为2.4-4.2m的窑,其长度大都为48m左右;直径小于2.4m的,其长度也相应短一些。一般来说,产值与直径成正比。直径大时,物料充填系数相应低一些,这对进步产品质量有长处。由于偏钛酸脱水约耗用热量的一半以上,细而长的窑为使脱水带有满足的热量,窑头温度有必要相应进步,或加大气量。温度进步简单构成过烧,加大气量使物料的线速度增大,构成阻力添加,粉尘丢失也添加,这对煅烧是晦气的。 二十九、燃料焚烧发作热量的传递 在反转窑内,高温气流、窑壁和物料三者之间存在着杂乱的热交换进程。燃料焚烧发作的高温气流向物料和窑壁辐射热量;受热后的窑壁向物料和气体辐射热量;高温气体在窑内活动时以对流办法传热给物料表面和窑壁;与物料触摸的窑壁经过传导办法把热量传给物料。一般来说,物料在温度较低的脱水带,热的传递首要以对流和传导办法为主,跟着温度的升高,传热办法逐步以辐射为主。 三十、液体燃料焚烧的要求及其所用的设备 钛对白度要求很高,有必要防止由于液体燃料不彻底焚烧而发作的污染。为了使燃料焚烧彻底,应设法使燃料液滴很快加热并与氧气密切触摸,以求在较低温度下完结燃料的分化进程,并使分化出的碳氢化合物彻底焚烧。为此,需将液体燃料雾化成很细的油滴。燃油雾化得越细,与空气中氧气触摸的表面积就越大,燃油焚烧便越快、越彻底。燃油的雾化进程是在喷嘴里完结的,喷嘴一面将燃油涣散成细微的雾滴,一面使雾滴与空气均匀混合。喷嘴有机械式喷嘴、高压蒸汽一空气喷嘴和低压空气喷嘴。钛出产中现在较多供应商用C形低压喷嘴,并在喷嘴外面有一喇叭形管改进雾化状况,以空气为雾化剂。[next] 三十一、气体燃料焚烧运用的焚烧设备 反转窑气体燃料的焚烧,常运用混合式喷嘴,为了进步焚烧强度,用鼓风机将空气强制送人喷嘴与煤气混合进行焚烧,煤气焚烧时的焚烧速度和焚烧程度取决于煤气和空气的混合进程,混合得越好焚烧得越彻底,火焰长度也就越短。混合式喷嘴的长处是出产率大,结构紧凑,可以用低压煤气,有较高的热工目标(化学不彻底焚烧小于2%);缺陷是需用鼓风机送风,火焰较长,焚烧室也就较大。 三十二、煅烧偏钛酸的反转窑还不是抱负的煅烧设备 现在煅烧设备都选用反转窑,可是煅烧偏钛酸用的反转窑并不是抱负和完美的设备,由于它不能为被加热粉状物料营建杰出的传热条件。反转窑的热传递根本上是靠窑内热气流来加热露出的料面以及靠热窑壁加热紧贴窑壁的物料。而在两种物料之间的许多物料却不能直接与热气流或窑壁触摸,即便在同一截面上,温度也是不均匀的。反转窑的充填系数只要10%-20%,所以空间利用率和热功率都不高。别的,偏钛酸煅烧时,跟着温度的升高,逐步被粉碎成粉状物料,其粗细很不均匀,物料的料层又适当厚,要使物料烧透,热气流的温度需高出煅烧温度许多,成果当大颗粒烧透时,小颗粒现已烧过头,因而产品往往是烧不透和烧过头的物料的混合物。部分物料发作烧结也是难以防止的。 国外从20世纪60年代起就进行了二氧化钛欢腾煅烧的研讨,而且早已应用于出产实践,欢腾焙烧早已在冶金和化工范畴被广泛选用。选用欢腾煅烧,物料在欢腾床内处于高度湍动状况,气流简直能与每个颗粒表面触摸,因而传质、传热功率大为进步。 三十三、煅烧钛呈现色变的原因及其防止色变现象的办法 在出产锐钛型钛时,常会碰到煅烧落窑品或经粉碎成钛后,表面层露出于日光下,会呈现色变现象,由本来的白色转变成浅灰色或浅黄色。发作的原因有以下两方面:①有一部分锐钛型晶体转变成金红石型晶体;②铁、铬、铜、镍等杂质进人了金红石型晶格内,构成晶格变形所引起。防止的办法有以下几种:①运用定点矿源,以操控钛矿里的杂质含量;②将偏钛酸进行漂白处理,以下降铁杂质的含量;③添加盐处理剂磷酸的用量,以掩蔽铁杂质;④调理煅烧窑内的气氛,以防止金红石型晶体的发作;⑤从反转窑出来的半制品是以强力集合的大块晶体方式而存在,有必要让其缓慢冷却,以松懈Ti02的晶格。当呈现色变现象,处理的办法有以下几种:①下降煅烧温度,由于锐钛晶型转变成金红石晶型有必要在较高的温度下进行,下降了窑温就难以构成金红石型晶体;不过窑温也不能降得太低,窑温太低脱水、脱硫不彻底,pH值太低,会引起产品消色力的下降;②在盐处理时,多加碳酸钾,下降脱硫温度,加速锐钛型微晶体的生长速度,削弱由高温引起烧结而呈现的色变现象。 三十四、煅烧呈现不正常现象的原因及处理的办法 煅烧呈现的不正常现象、原因分析及处理办法见表3。[next] 三十五、煅烧要素对产品质量的影响 煅烧要素对产品质量的影响见表4。[next]
硫酸法钛白粉的生产--偏钛酸的漂白(一)
2019-02-15 14:21:24
一、对偏钛酸进行漂白所起的效果及出产金红石型颜料钛一定要漂白的原因 水洗后偏钛酸中痕量铁杂质是以固体氢氧化高铁的方式存在的,折成Fe203含量在0.009%以上。关于出产涂料用钛来说,它将严重地影响到钛的白度。经漂白后,Fe203含量可下降到0. 003%以下,一起也能除掉偏钛酸中吸附的铬、铜、钒等有害杂质,使制得的制品的白度和光泽有明显的进步。 因为偏钛酸中痕量铁经高温锻烧后,生成赤色的Fe203 ,Fe203具有同金红石型钛相同的晶型结构,往往以同晶混合物混人在金红石晶格,构成晶格变形,使金红石型钛对铁杂质的影响要比锐钛型钛对铁杂质的影响灵敏得多。当Fe203含量在0.003%时,已使金红石钛出现黄色;而Fe203含量在0. 009%时,才开端影响锐钛型钛的白度。铁杂质的影响,不只在于Fe203自身的赤色,更重要的是Fe203进人Ti02晶格,构成晶格缺陷,构成发色活化点,然后进步了产品的光吸收能,导致白度和消色力的下降,影响到钛的光学性质。因而出产金红石涂料钛时,一定要漂白。经过漂白,把氢氧化高铁除掉,锻烧后就不会发作与金红石型钛同晶型结构的Fe203,这样钛的白度和消色力就不会下降。 二、水洗后偏钛酸中痕量铁杂质的发作及其除掉的方法 水洗后偏钛酸中痕量铁杂质是从两方面发作的。 1.因为硫酸亚铁的水解要在pH值>6. 5的条件下进行,因而在水洗进程的前期酸度较大,硫酸亚铁直接发作水解生成氢氧化亚铁沉积是不可能的。可是跟着水洗的持续进行,偏钛酸滤饼中残存的三价钛离子很快就被悉数洗尽,但此刻滤饼中的亚铁离子含量还比较高,亚铁离子逐步被洗刷水中的氧气或自来水消毒用的氧化成高铁离子,跟着水洗的进行,滤饼中的硫酸含量越来越少,pH值越来越高,当pH值大于1.5时,高铁离子即发作水解反响,生成氢氧化高铁沉积。其反响式如下: 2.有些厂水洗偏钛酸用的自来水是用硫酸亚铁作清水剂的。先将亚铁离子氧化成高铁离子,然后调整pH值,高铁离子即水解生成很多的絮状氢氧化高铁沉积与水中的泥沙等悬浮杂质共沉积而到达清水的意图。这样处理尽管大部分高铁已沉积,可还有少数氢氧化铁微粒漂浮在水中,在水洗进程中这些微粒就在白色的偏钛酸滤饼表面不断积累,终究覆盖成一层棕黄色的铁质层。 水洗后偏钛酸中痕量铁杂质是不溶于水的固体氢氧化高铁,不可能持续用水来把这种铁洗去,有必要用漂白的方法将其除掉。漂白就是先将固体氢氧化铁与硫酸效果,转化为可溶性的硫酸高铁,然后用化学生动性强的金属或金属离子将其复原为贱价的硫酸亚铁,终究经过水洗把它除掉。其有关的反响式如下:[next] 三、漂白不能在铜质设备中进行的原因 漂白不能在铜质设备中进行。因为铜质设备在湿润的空气中表面会生成一层碱式碳酸铜,俗称铜绿。铜绿在漂白的酸溶进程中也被硫酸溶解而生成硫酸铜。在漂白的复原进程中,硫酸铜被复原成铜粉。这种夹带在偏钛酸中的固体铜粉是不能在水洗进程中除掉的,锻烧时,铜粉生成黑色的氧化铜,对钛发作了新的污染而失去了漂白的效果。其有关反响式如下: 四、偏钛酸的漂白方法 偏钛酸漂白的方法可分为:①锌粉漂白;②铝粉漂白;③三价钛漂白;④电漂白(电漂白可使Fe203含量低于0.01%,并且H2S04耗量低,不必锌粉和铝粉,并可完成接连化和自动化);⑤在偏钛酸浆液中,先加离子型表面活性剂,再加金属粉末作复原剂进行漂白,这种漂白可使Fe, Cr, V的含量均不超越0.002%。工业上常选用铝粉漂白和三价钛漂白两种。其间三价钛漂白比较好,原因是三价钛溶液漂白与锌粉或铝粉漂白相比较,具有硫酸用量少、复原剂用量少、操作温度低、漂白时刻短、无残留物污染、漂白效果好等长处。可是三价钛溶液的制备需求添加设备和添加制造工作量,一起制备进程杂乱,制备时能耗高,酸耗大,本钱高。为了战胜这些缺陷,某厂已进行了改善(改善方法后边有胪陈)。 五、锌粉漂白的操作进程及其缺陷 1.酸溶 在带有拌和的夹套加热的珐琅反响锅中,加人水洗合格的偏钛酸和水,拌和并调整浆液浓度在180-220g/L之间(若作为出产金红石型钛时,为了促进晶型转化,并使产品具有更好的颜料功能,有必要加人2.5%-5.0%的煅烧晶种。因为在制备煅烧晶种时,偏钛酸与碱液在不锈钢反响器中长时刻煮沸,后来又加人进行酸溶,会有铁、铬等金属离子带人,在漂白前加人煅烧晶种,就可以在偏钛酸漂白的一起,把煅烧晶种所带人的高价金属离子及氢氧化物复原成贱价状况,再经过水洗除掉)。然后加人一定量的工业硫酸,使浆液的硫酸浓度在65-80g/L之间,通蒸汽加热至70-75℃,使氢氧化高铁溶解在硫酸中,生成硫酸高铁溶液。一起使一部分偏钛酸溶解生成硫酸氧钛溶液。其反响式如下:[next] 2.复原 按Ti02计加人0.5%-1.0%的复原剂。复原剂有必要是活性较好的工业锌粉,一些长时刻敞口储藏而结块的锌粉表面钝化而下降了活性,会影响漂白效果,不宜运用。锌粉是一种固体粉末,为使锌粉能均匀地涣散在偏铁酸浆猜中,应先将干的锌粉用水调成浆状后,再分次加人。因为锌粉不只能和浆猜中的硫酸高铁效果,还会和浆猜中的硫酸效果放出,在浆猜中发作很多泡沫,为此有必要缓慢加人,以防止反响过于剧烈而构成浆料的飞溅或冒锅。加完锌粉后持续加热使温度在85-90℃下保温1. 5-2h,使硫酸高铁悉数复原成硫酸亚铁,并有少数的钛也被复原为三价铁,使浆料呈淡紫色。取样测定浆猜中三价钛含量(以Ti02计)为0.3-0.5g/L。保温完毕后,改通冷却水将物料冷却至45℃以下。其有关反响式如下: 3.水洗 将复原漂白的偏钛酸浆料,用附有真空负压的叶滤机或转筒真空过滤机吸浆过滤。再用砂滤水或去离子水(最好用40一60℃的含有0.1%-2.0%的酸性水)洗刷偏钛酸,进一步洗去硫酸亚铁,以便下降铁的含量,直到偏钛酸中Fe203含量低于0.003%即为合格。因为物料自身含铁较低,水洗时刻要短,一般不超越10h。有些供应商在漂白时采纳长时刻煮沸的方法,据说对除铬、钒离子有较好的效果。 锌漂白的缺陷如下:除了上述硫酸用量多,复原剂用量多,操作温度高,漂白时刻长,漂白效果差以外,残留物污染也是一个缺陷。因为锌漂白进程为液固反响,复原剂锌粉渗人偏钛酸颗粒内部需求较长时刻,效果也较差。若锌粉质量差,参加过多或操控条件不当,使部分锌粉残留在偏钛酸中,常使制品制成的漆光泽度差。因而偏钛酸的漂白已为铝粉漂白和三价钛盐溶液漂白所替代。引进技术中遍及选用铝粉漂白。[next] 六、铝粉漂白的操作进程及要求 铝粉漂白的原理和操作进程基本上与锌粉漂白相同。 1.酸溶 在带有拌和的夹套加热的珐琅反响锅中加人水洗合格的偏钛酸和水,拌和并调整浆液浓度在180-220g/L之间(若制金红石型钛,此刻加人缎烧晶种),然后在拌和下加人定量的工业硫酸(按Ti02计的31%),使浆液的硫酸浓度在65-80g/L之间,通蒸汽加热至70-75℃,使氢氧化铁溶解在硫酸中,生成硫酸高铁溶液。一起使一部分偏钛酸溶解生成硫酸钛。其反响式如下: 2.复原 按Ti02计,加人0.5%-1.0%的铝粉。铝粉是固体粉末,为使铝粉能均匀地涣散在偏钛酸中,应先将铝粉用水调成浆状后,分次加人。因为铝粉既能和浆猜中的硫酸高铁效果,又能和浆料的硫酸效果而放出,使浆猜中发作很多气泡,为此有必要缓慢加人,以防止反响过于剧烈而构成浆料飞溅或冒锅。加完铝粉后,持续加热,使温度在80一90℃下保温1.5一2h,使硫酸高铁悉数被复原成硫酸亚铁,硫酸钛被复原为三价铁而使浆料呈淡紫色。取样测定三价钛含量为0. 3-0. 5g/L(以Ti02计),即为复原完毕。保温完毕后,改通冷却水将物料冷却到45℃以下。其反响式如下: