本發(fā)明涉及鈦白粉技術(shù)領(lǐng)域，且特別涉及一種鈦白粉及其制備方法。

背景技術(shù)：

目前，傳統(tǒng)的硫酸法鈦白粉生產(chǎn)工藝主要有具有單獨(dú)使用鈦精礦生產(chǎn)鈦白粉以及使用高鈦渣和鈦精礦結(jié)合生產(chǎn)鈦白粉兩種方式。

單獨(dú)使用鈦精礦和硫酸進(jìn)行酸解反應(yīng)，必須利用鐵粉還原酸解反應(yīng)后形成的鈦液(將Fe³⁺還原為Fe²⁺，且產(chǎn)生后工序需要的Ti³⁺)，經(jīng)沉降、一次過濾、亞鐵結(jié)晶、亞鐵分離、二次過濾、濃縮、水解、一次水洗、漂白、二次水洗、鹽處理、壓榨、煅燒和后處理等工序生產(chǎn)高質(zhì)量的鈦白粉顏料。此法生產(chǎn)鈦白粉具有工序長、硫酸消耗大、產(chǎn)能低、能耗高以及“三廢”處理費(fèi)用高等問題，而且，在上述工序中產(chǎn)生較多副產(chǎn)品的缺點(diǎn)，例如七水硫酸亞鐵結(jié)晶等，處理副產(chǎn)品進(jìn)一步提高了生產(chǎn)成本。

使用高鈦渣的鈦精礦結(jié)合生產(chǎn)鈦白粉，往往只能控制渣礦比在1.5～2：1，生產(chǎn)成本遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于單獨(dú)使用鈦精礦生產(chǎn)鈦白粉。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于提供一種鈦白粉的制備方法，能夠降低高鈦渣的使用量，從而降低生產(chǎn)成本。

本發(fā)明的另一目的在于提供一種鈦白粉，在漆料、塑料等具備良好的用途。

本發(fā)明解決其技術(shù)問題是采用以下技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn)的。

本發(fā)明提出一種鈦白粉的其制備方法，其包括：。

將質(zhì)量比為0.8～0.9：1的高鈦渣以及鈦精礦分別酸解制得高鈦渣酸解液以及鈦精礦酸解液，將高鈦渣酸解液以及鈦精礦酸解液混合得到指標(biāo)為：TiO₂的質(zhì)量濃度為195～205g/L、T³⁺的質(zhì)量濃度為0.8～3g/L、Fe²⁺與TiO₂的質(zhì)量比為0.37～0.40以及F值為1.80～1.90的鈦液，將鈦液經(jīng)水解以及煅燒得到鈦白粉。

本發(fā)明提出一種鈦白粉，根據(jù)上述的鈦白粉的制備方法制得。

本發(fā)明實(shí)施例的有益效果是：通過本發(fā)明的鈦白粉的制備方法，能夠降低高鈦渣的用量，提高了鈦精礦的用量，將渣礦比降低到1：1以下，降低了生產(chǎn)成本以及建廠投資費(fèi)用，提高了產(chǎn)品質(zhì)量。同時(shí)，與單獨(dú)使用鈦精礦生產(chǎn)鈦白粉相比，在高鈦渣酸解液以及鈦精礦酸解液制備過程減少了亞鐵結(jié)晶、亞鐵分離、鈦液濃縮等工序，進(jìn)一步降低了生產(chǎn)成本。

具體實(shí)施方式

為使本發(fā)明實(shí)施例的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚，下面將對本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述。實(shí)施例中未注明具體條件者，按照常規(guī)條件或制造商建議的條件進(jìn)行。所用試劑或儀器未注明生產(chǎn)廠商者，均為可以通過市售購買獲得的常規(guī)產(chǎn)品。

下面對本發(fā)明實(shí)施例的一種鈦白粉及其制備方法進(jìn)行具體說明。

一種鈦白粉的其制備方法，其包括：

將質(zhì)量比為0.8～0.9：1的高鈦渣以及鈦精礦分別酸解制得高鈦渣酸解液以及鈦精礦酸解液，將高鈦渣酸解液以及鈦精礦酸解液混合、沉降得到鈦液。鈦液的指標(biāo)為：TiO₂的質(zhì)量濃度為195～205g/L、Ti³⁺的質(zhì)量濃度為0.8～3g/L、Fe²⁺與TiO₂的質(zhì)量比為0.37～0.40、F值為1.80～1.90、穩(wěn)定性為≥450ml以及澄清度≤0.02g/L，將鈦液經(jīng)水解、一次水洗、漂白、二次水洗、鹽處理、濃縮、煅燒、中粉、表面處理、三次水洗、干燥以及氣流粉碎得到鈦白粉。其中，鈦液中有效酸與總鈦含量之比叫酸比值(即F值)；穩(wěn)定性也被稱為穩(wěn)定度，指的是在硫酸法鈦白生產(chǎn)中，黑鈦液在存放條件(如溫度、濃度等)變化的情況下，有發(fā)生早期水解而析出二氧化鈦膠體粒子的傾向，通常行業(yè)內(nèi)把表示這種傾向的強(qiáng)弱的特性叫做鈦液的穩(wěn)定性；澄清度是指沉降過濾后的鈦液中殘留的固體雜質(zhì)含量。

高鈦渣酸解液由以下方法制得：選用TiO₂含量73～76％、Ti³⁺含量在15～18％的高鈦渣，將高鈦渣研磨至325目的細(xì)度下的渣粉，篩余物為8～10％。將渣粉與第一濃硫酸按照質(zhì)量比為1.6～1.64：1在壓縮空氣流量為400～800m³/h的條件下混合，此處所述的壓縮空氣是指空氣攪拌環(huán)境中通入的攪拌氣體，下同。在本發(fā)明較佳的實(shí)施例中，第一濃硫酸的質(zhì)量濃度為97～99％，采用高濃度的硫酸有利于酸解反應(yīng)的正向進(jìn)行，以保證酸解效果。在酸解反應(yīng)啟動時(shí)，使用飽和蒸汽加熱誘發(fā)渣粉與第一濃硫酸反應(yīng)，誘發(fā)溫度為110～130℃溫度。渣粉與第一濃硫酸反應(yīng)開始后停止使用飽和蒸汽，渣粉與第一濃硫酸的酸解主反應(yīng)自發(fā)進(jìn)行。保持壓縮空氣流量1800～2200m³/h的條件下，反應(yīng)物溫度自發(fā)上升，溫度達(dá)到200℃時(shí)，主反應(yīng)開始發(fā)生，主反應(yīng)期間伴有大量白色煙氣，主反應(yīng)時(shí)間為15～25min，主反應(yīng)最高溫度在210～235℃，反應(yīng)結(jié)束得到第一中間產(chǎn)物。將第一中間產(chǎn)物進(jìn)行熟化以及浸取得到高鈦渣酸解液。熟化是將第一中間產(chǎn)物在壓縮空氣流量為50～100m³/h的條件下熟化3.5～4h，使酸解反應(yīng)物料的溫度從200℃緩慢降至130℃。通過壓縮空氣控制酸解反應(yīng)物料的降溫時(shí)間和降溫速度，能夠達(dá)到較好的熟化效果。浸取包括第一階段以及第二階段。第一階段是在酸解反應(yīng)物料溫度降至110℃時(shí)，開啟壓縮空氣并保持其流量為3500～4100m³/h，將工藝水快速加入到熟化后的第一中間產(chǎn)物中浸取2～4h，控制第一階段浸取結(jié)束后酸解鈦液物料溫度為60～70℃。其中，工藝水：無色透明液體，分子式H₂O，pH值為7～8，溫度≤30℃，壓力0.3～0.6MPa，對人體無害，沒有腐蝕性，屬工業(yè)用水，下同。第二階段是在溫度為60～70℃以及壓縮空氣流量為1000～1500m³/h的條件下，對經(jīng)過第一階段浸取的第一中間產(chǎn)物加水浸取1～2h，得到高鈦渣酸解液。在本發(fā)明較佳的實(shí)施例中，若經(jīng)過浸取后高鈦渣酸解液中三價(jià)鈦(Ti³⁺)低于控制標(biāo)準(zhǔn)，還可向高鈦渣酸解液中加入鐵粉進(jìn)行還原，直至三價(jià)鈦含量符合控制要求。鐵粉的指標(biāo)為含鐵量≥90％，細(xì)度40～80目；鐵粉勻速、緩慢加入高鈦渣酸解液，確保在還原過程中，高鈦渣酸解液溫度≤70℃，還原結(jié)束得到符合控制標(biāo)準(zhǔn)的鈦渣鈦液。

通過上述工序制備的高鈦渣酸解液的指標(biāo)為：TiO₂的質(zhì)量濃度為250～260g/L，Ti³⁺的質(zhì)量濃度為30～40g/L。

鈦精礦酸解液由以下方法制得：選用TiO₂含量約為46～47％的鈦精礦，將鈦精礦研磨至325目的細(xì)度下的礦粉，篩余物為8～15％。將礦粉與第二濃硫酸按照質(zhì)量比為1.50～1.54：1在壓縮空氣流量為400～800m³/h的條件下混合。在本發(fā)明較佳的實(shí)施例中，第二濃硫酸原始質(zhì)量濃度為≥93％，采用高濃度的硫酸有利于酸解反應(yīng)的正向進(jìn)行，以保證酸解效果。在酸解反應(yīng)啟動時(shí)，可以使用工藝水或廢酸作為啟動液誘發(fā)礦粉與第二濃硫酸反應(yīng)，啟動液與第二濃硫酸混合后的溶液，硫酸的質(zhì)量濃度為86～88％。其中，廢酸為水解后的偏鈦酸進(jìn)入掛片池，使用葉濾機(jī)掛片過濾后的干凈廢液即是廢酸，對廢酸進(jìn)行循環(huán)利用有利于降低成本。在壓縮空氣流量為1300～1700m³/h，向礦粉以及第二濃硫酸中加入工藝水或廢酸后，誘發(fā)后礦粉與第二濃硫酸的酸解主反應(yīng)自發(fā)進(jìn)行。保持壓縮空氣流量為1300～1700m³/h的條件下，礦粉與第二硫酸的混合物溫度會自發(fā)上升，溫度上升到180℃左右時(shí)，主反應(yīng)開始，主反應(yīng)期間伴有大量白色煙氣，主反應(yīng)最高溫度在185～205℃，主反應(yīng)時(shí)間在15～25min，主反應(yīng)結(jié)束得到第二中間產(chǎn)物。，將第二及中間產(chǎn)物進(jìn)行熟化以及浸取得到鈦精礦酸解液。熟化是將鈦精礦中間酸解液在壓縮空氣流量為50～100m³/h的條件下為熱處理1.5～2h，使酸解反應(yīng)物料的溫度從200℃緩慢降至130℃。浸取是在酸解反應(yīng)物料溫度降至110℃時(shí)，開啟壓縮空氣并保持其流量為3500～4100m³/h，將工藝水快速加入到熟化后的第二中間產(chǎn)物中浸取3～5h，控制浸取結(jié)束后酸解鈦液物料溫度為60～70℃，得到鈦精礦酸解液。

通過上述工序制備的鈦精礦酸解液的指標(biāo)為：TiO₂的質(zhì)量濃度為130～150g/L。

在水解前，將制得的高鈦渣酸解液以及鈦精礦酸解液混合均勻得到酸解液，在40～45℃溫度下將酸解液放入沉降池自然沉降，并向酸解液中添加絮凝劑后澄清2～4h，采用虹吸原理從沉降池選取上層鈦液，得到鈦液。以保證能夠滿足水解工序的指標(biāo)要求。在本發(fā)明較佳的實(shí)施例中，絮凝劑選用質(zhì)量濃度為0.05～0.15％的胺甲基化改性聚丙烯酰胺溶液，且胺甲基化改性聚丙烯酰胺溶液與酸解液的體積比為0.9～1.0：50。在本發(fā)明實(shí)施例的其它實(shí)現(xiàn)方式中，還可以將高鈦渣酸解液以及鈦精礦酸解液分別放入沉降池自然沉降，在40～45℃溫度下，向高鈦渣酸解液中加入絮凝劑后澄清2～4h，采用虹吸原理從沉降池選取上層鈦液，得到第一鈦液；向鈦精礦酸解液中添加絮凝劑后澄清2～4h采用虹吸原理從沉降池選取上層鈦液，得到第二鈦液。將第一鈦液與第二鈦液混合得到鈦液。

通過上述沉降工序制的鈦液中，減少了高鈦渣的使用量，提高了鈦精礦的使用量，降低了生產(chǎn)成本。同時(shí)，與單獨(dú)使用鈦精礦生產(chǎn)鈦白粉的工序相比，在高鈦渣酸解液以及鈦精礦酸解液制備過程減少了亞鐵結(jié)晶、亞鐵濃縮的工序，進(jìn)一步降低了生產(chǎn)成本。高鈦渣酸解液以及鈦精礦酸解液混合后得到的酸解液即可進(jìn)行沉降。

通過沉降得到的鈦液中：TiO₂的質(zhì)量濃度為195～205g/L、Ti³⁺的質(zhì)量濃度為0.8～3g/L、Fe²⁺與TiO₂的質(zhì)量比為0.37～0.40、F值為1.80～1.90、穩(wěn)定性為≥450ml以及澄清度≤0.5g/l。能夠滿足后續(xù)的水解的工藝要求。

在本發(fā)明較佳的實(shí)施例中，為了控制以及減少鈦液中的固體雜質(zhì)，鈦液在沉降之后水解之前還需要進(jìn)行過濾。具體地，將硅藻土與少許鈦液在配制成漿后，泵入壓濾機(jī)循環(huán)過濾，在壓濾機(jī)的濾布上形成一層均勻的助濾層。待助濾層形成后將鈦液經(jīng)過壓濾機(jī)進(jìn)行循環(huán)過濾，直至鈦液的澄清度≤0.02g/l，符合水解工藝的要求。

水解采用的是外加晶種微壓水解法。其中，外加晶種(即：水解晶種)由以下方法制得：在溫度≥96℃條件下，選取上述預(yù)水解的鈦液總質(zhì)量的2～2.1％與氫氧化鈉溶液快速中和得到水解晶種。氫氧化鈉溶液的質(zhì)量濃度為7.8～8.4％，氫氧化鈉溶液與用于制備水解晶種的鈦液的質(zhì)量比為0.3～0.5：20。將制得的水解晶種加入到余量的鈦液中，使液相的鈦液水解成固態(tài)的偏鈦酸。通過水解，得到具備決定最終顏料性能的偏鈦酸。穩(wěn)定性體的測量方法是：取1ml鈦液，然后用25℃的蒸餾水加以稀釋，當(dāng)稀釋到剛出現(xiàn)白色混濁時(shí)，所需要的蒸餾水的量(ml)就是鈦液的穩(wěn)定性。

在本發(fā)明較佳的實(shí)施例中，為得到顏料性能優(yōu)異的鈦白粉，水解后的偏鈦酸還需要經(jīng)過一次水洗、漂白、二次水洗處理，除去偏鈦酸中液相的Fe²⁺等有害金屬離子雜質(zhì)，使之偏鈦酸中的總鐵含量小于40ppm。

煅燒是向偏鈦酸中添加鹽處理劑，經(jīng)壓濾除水后在回轉(zhuǎn)爐中煅燒得到鈦白粉。具體地，當(dāng)鈦白粉為金紅石型鈦白粉時(shí)，偏鈦酸在煅燒前按照金紅石煅燒晶種與偏鈦酸的質(zhì)量比為5～6：100、氧化鋅與偏鈦酸的質(zhì)量比為0.2～0.35：100、含量為85％磷酸與偏鈦酸的質(zhì)量比為0.1：100以及碳酸鉀與偏鈦酸的質(zhì)量比為0.65～0.85：100加入到偏鈦酸中；偏鈦酸添加上述鹽處理劑后經(jīng)壓濾除水、煅燒制得的鈦白粉，該鈦白粉為初級鈦白粉顆粒產(chǎn)品，具備較好的通用性能。當(dāng)鈦白粉為銳鈦型鈦白粉時(shí)，偏鈦酸在煅燒前按照含量為85％磷酸與偏鈦酸的質(zhì)量比為0.2～0.5：100、碳酸鉀與偏鈦酸的質(zhì)量比為0.65～0.85：100加入到偏鈦酸中；偏鈦酸添加上述鹽處理劑后經(jīng)壓濾除水、煅燒制得的鈦白粉，該鈦白粉為初級鈦白粉顆粒產(chǎn)品，具備較好的通用性能。

承上述，金紅石煅燒晶種由以下方法制得：將少量二洗合格后的偏鈦酸用氫氧化鈉加熱溶解后形成正太酸鈉，將殘留的Na離子洗滌除去，控制濾液中氫氧化鈉含量小于2g/l即可，將制得的正太酸鈉與鹽酸反應(yīng)，得到二氯化鈦膠溶，即為金紅石煅燒晶種。其中：將偏鈦酸與氫氧化鈉反應(yīng)是的偏鈦酸中TiO₂含量控制在270～290g/l；使用的氫氧化鈉溶液的NaOH濃度為650～700g/l，NaOH與TiO₂的質(zhì)量比為1.5：1；使用的鹽酸濃度為：HCl％≥30％，酸鈦比為0.265：1，酸溶時(shí)的二氧化鈦濃度為190～210g/l。最終的煅燒晶種指標(biāo)為：TiO₂濃度為100～120g/l，金紅石含量≥98.5％。

在本發(fā)明較佳的實(shí)施例中，為了使制得的鈦白粉具有良好的色相、光澤、消色力、遮蓋力，以及較低吸油量、合適的晶粒等特點(diǎn)，以保證鈦白粉在應(yīng)用的漆料、塑料等介質(zhì)中的具備較好的分散性。金紅石型鈦白粉還需要依次經(jīng)過中粉、表面處理、三次水洗、干燥以及氣流粉碎的工序得到成品的鈦白粉，成品的鈦白粉的制備可以根據(jù)具體的用途調(diào)整上述的工藝條件。需要特別說明的是，煅燒后的物料若為金紅石鈦白粉，則必須經(jīng)過表面處理；其中，表面處理包括有機(jī)包膜以及無機(jī)包膜，有機(jī)包膜與氣流粉碎同步進(jìn)行。若煅燒后的物料是銳鈦型鈦白粉，則只需要研磨至325目細(xì)度的粉末即可。

上述的一次水洗、漂白、二次水洗、煅燒晶種制備、鹽處理、濃縮、中粉、表面處理、三次水洗、干燥以及氣流粉碎均為本領(lǐng)域的常規(guī)制備工序，本領(lǐng)域技術(shù)人員參考現(xiàn)有技術(shù)即可實(shí)施，在此不作贅述。

根據(jù)上述鈦白粉的制備方法制得的鈦白粉，具有分散性好、吸油量低的特點(diǎn)。

通過本發(fā)明的鈦白粉的制備方法，能夠降低高鈦渣的用量，提高了鈦精礦的用量，將渣礦比降低到1：1以下，降低了生產(chǎn)成本以及建廠投資費(fèi)用，提高了產(chǎn)品質(zhì)量。同時(shí)，與單獨(dú)使用鈦精礦生產(chǎn)鈦白粉的工序相比，在高鈦渣酸解液以及鈦精礦酸解液制備過程減少了亞鐵結(jié)晶、亞鐵分離、鈦液濃縮等工序，進(jìn)一步降低了生產(chǎn)成本。

以下結(jié)合實(shí)施例對本發(fā)明的特征和性能作進(jìn)一步的詳細(xì)描述。

實(shí)施例1

將12.44t的高鈦渣研磨得到渣粉，將渣粉與20.52t的質(zhì)量濃度為97％的第一濃硫酸在400m³/h的壓縮空氣流量下混合，使用飽和蒸汽將渣粉和第一濃硫酸加熱至110℃誘發(fā)渣粉與第一濃硫酸反應(yīng)，調(diào)整壓縮空氣流量為1900m³/h的條件下保持渣粉與第一濃硫酸反應(yīng)，主反應(yīng)為15min，主反應(yīng)最高溫度達(dá)到225℃，得到第一中間產(chǎn)物。調(diào)整壓縮空氣的流量為80m³/h，將第一中間產(chǎn)物熟化4h并將其溫度緩慢下降至130℃。再將熟化后的第一中間產(chǎn)物依次在3700m³/h的壓縮空氣流量下加入工藝水浸取2h以及在1000m³/h的壓縮空氣流量下浸取2h，將其溫度為從110℃緩慢下降至66℃，得到高鈦渣酸解液。

將16.56t的鈦精礦研磨得到礦粉，將礦粉與26.71t的質(zhì)量濃度為93％的第二濃硫酸在壓縮空氣流量為800m³/h的條件下混合，并加入工藝水誘發(fā)礦粉與第二濃硫酸反應(yīng)，調(diào)整壓縮空氣流量為1700m³/h的條件下保持礦粉與第二濃硫酸反應(yīng)，主反應(yīng)為20min，主反應(yīng)最高溫度達(dá)到185℃，得到第二中間產(chǎn)物。調(diào)整壓縮空氣流量為100m³/h，將第二中間產(chǎn)物熟化2h并將其溫度緩慢下降至125℃。再將熟化后的第二中間產(chǎn)物在4100m³/h的壓縮空氣流量下加入工藝水浸取3h，將其溫度從110℃緩慢下降至70℃，得到鈦精礦酸解液。

將制得的高鈦渣酸解液與鈦精礦酸解液混合得到酸解液，在40℃下，按照胺甲基化改性聚丙烯酰胺溶液與酸解液的質(zhì)量比為1.8：100，向酸解液中后加入胺甲基化改性聚丙烯酰胺溶液并沉降2h，得到鈦液。按照水解晶種與鈦液的質(zhì)量比為2：100向鈦液中加入水解晶種水解4.5h，得到偏鈦酸。偏鈦酸經(jīng)煅燒得到鈦白粉。

實(shí)施例2

將12.7t的高鈦渣研磨得到渣粉，將渣粉與21.08t的質(zhì)量濃度為97％的第一濃硫酸在700m³/h的壓縮空氣流量下混合，使用飽和蒸汽將渣粉和第一濃硫酸加熱至120℃誘發(fā)渣粉與第一濃硫酸反應(yīng)，調(diào)整壓縮空氣流量為2000m³/h的條件下保持渣粉與第一濃硫酸反應(yīng)，主反應(yīng)為18min，主反應(yīng)最高溫度達(dá)到210℃，得到第一中間產(chǎn)物。調(diào)整壓縮空氣的流量為60m³/h，將第一中間產(chǎn)物熟化3.75h并將其溫度緩慢下降至128℃。再將熟化后的第一中間產(chǎn)物依次在3800m³/h的壓縮空氣流量下加入工藝水浸取2h以及在1500m³/h的壓縮空氣流量下浸取1h，將其溫度為從110℃緩慢下降至70℃，得到高鈦渣酸解液。

將15.3t的鈦精礦研磨得到礦粉，將礦粉與24.58t的質(zhì)量濃度為94％的第二濃硫酸在壓縮空氣流量為600m³/h的條件下混合，并加入工藝水誘發(fā)礦粉與第二濃硫酸反應(yīng)，調(diào)整壓縮空氣流量為1500m³/h的條件下保持礦粉與第二濃硫酸反應(yīng)，主反應(yīng)為25min，主反應(yīng)最高溫度達(dá)到185℃，得到第二中間產(chǎn)物。調(diào)整壓縮空氣流量為80m³/h，將第二中間產(chǎn)物熟化2h并將其溫度緩慢下降至130℃。再將熟化后的第二中間產(chǎn)物在3700m³/h的壓縮空氣流量下加入工藝水浸取4h，將其溫度從110℃緩慢下降至70℃，得到鈦精礦酸解液。

將制得的高鈦渣酸解液與鈦精礦酸解液混合得到酸解液，在45℃下，按照胺甲基化改性聚丙烯酰胺溶液與酸解液的質(zhì)量比為2：100，向酸解液中后加入胺甲基化改性聚丙烯酰胺溶液并沉降2h，得到鈦液。按照水解晶種與鈦液的質(zhì)量比為2.1：100向鈦液中加入水解晶種水解4.5h，得到偏鈦酸。偏鈦酸經(jīng)煅燒得到鈦白粉。

實(shí)施例3

將12.86t的高鈦渣研磨得到渣粉，將渣粉與21.26t的質(zhì)量濃度為98％的第一濃硫酸在500m³/h的壓縮空氣流量下混合，使用飽和蒸汽將渣粉和第一濃硫酸加熱至130℃誘發(fā)渣粉與第一濃硫酸反應(yīng)，調(diào)整壓縮空氣流量為2200m³/h的條件下保持渣粉與第一濃硫酸反應(yīng)，主反應(yīng)為15min，主反應(yīng)最高溫度達(dá)到210℃，得到第一中間產(chǎn)物。調(diào)整壓縮空氣的流量為90m³/h，將第一中間產(chǎn)物熟化4h并將其溫度緩慢下降至125℃。再將熟化后的第一中間產(chǎn)物依次在4100m³/h的壓縮空氣流量下加入工藝水浸取3h以及在1400m³/h的壓縮空氣流量下浸取2h，將其溫度為從110℃緩慢下降至62℃，得到高鈦渣酸解液。

將15.3t的鈦精礦研磨得到礦粉，將礦粉與24.48t的質(zhì)量濃度為95％的第二濃硫酸在壓縮空氣流量為800m³/h的條件下混合，并加入廢酸誘發(fā)礦粉與第二濃硫酸反應(yīng)，調(diào)整壓縮空氣流量為1700m³/h的條件下保持礦粉與第二濃硫酸反應(yīng)，主反應(yīng)為25min，主反應(yīng)最高溫度達(dá)到198℃，得到第二中間產(chǎn)物。調(diào)整壓縮空氣流量為60m³/h，將第二中間產(chǎn)物熟化1.5h并將其溫度緩慢下降至125℃。再將熟化后的第二中間產(chǎn)物在4000m³/h的壓縮空氣流量下加入工藝水浸取4h，將其溫度從110℃緩慢下降至70℃，得到鈦精礦酸解液。

將制得的高鈦渣酸解液與鈦精礦酸解液混合得到酸解液，在45℃下，按照胺甲基化改性聚丙烯酰胺溶液與酸解液的質(zhì)量比為1.9：100，向酸解液中后加入胺甲基化改性聚丙烯酰胺溶液并沉降3h，得到鈦液。按照水解晶種與鈦液的質(zhì)量比為2：100向鈦液中加入水解晶種水解4.5h，得到偏鈦酸。偏鈦酸經(jīng)煅燒得到鈦白粉。

實(shí)施例4

將13t的高鈦渣研磨得到渣粉，將渣粉與20.52t的質(zhì)量濃度為97％的第一濃硫酸在800m³/h的壓縮空氣流量下混合，使用飽和蒸汽將渣粉和第一濃硫酸加熱至125℃誘發(fā)渣粉與第一濃硫酸反應(yīng)，調(diào)整壓縮空氣流量為1800m³/h的條件下保持渣粉與第一濃硫酸反應(yīng)，主反應(yīng)為25min，主反應(yīng)最高溫度達(dá)到225℃，得到第一中間產(chǎn)物。調(diào)整壓縮空氣的流量為70m³/h，將第一中間產(chǎn)物熟化3.75h并將其溫度緩慢下降至129℃。再將熟化后的第一中間產(chǎn)物依次在3500m³/h的壓縮空氣流量下加入工藝水浸取3h以及在1200m³/h的壓縮空氣流量下浸取1h，將其溫度為從110℃緩慢下降至65℃，得到高鈦渣酸解液。

將15.3t的鈦精礦研磨得到礦粉，將礦粉與25.17t的質(zhì)量濃度為93％的第二濃硫酸在壓縮空氣流量為500m³/h的條件下混合，并加入廢酸誘發(fā)礦粉與第二濃硫酸反應(yīng)，調(diào)整壓縮空氣流量為1300m³/h的條件下保持礦粉與第二濃硫酸反應(yīng)，主反應(yīng)為25min，主反應(yīng)最高溫度達(dá)到195℃，得到第二中間產(chǎn)物。調(diào)整壓縮空氣流量為70m³/h，將第二中間產(chǎn)物熟化1.75h并將其溫度緩慢下降至125℃。再將熟化后的第二中間產(chǎn)物在3500m³/h的壓縮空氣流量下加入工藝水浸取4.5h，將其溫度從110℃緩慢下降至70℃，得到鈦精礦酸解液。

將制得的高鈦渣酸解液與鈦精礦酸解液混合得到酸解液，在45℃下，按照胺甲基化改性聚丙烯酰胺溶液與酸解液的質(zhì)量比為2.1：100，向酸解液中后加入胺甲基化改性聚丙烯酰胺溶液并沉降3.5h，得到鈦液。按照水解晶種與鈦液的質(zhì)量比為2.1：100向鈦液中加入水解晶種水解4.5h，得到偏鈦酸。偏鈦酸經(jīng)煅燒得到鈦白粉。

實(shí)施例5

將13.26t的高鈦渣研磨得到渣粉，將渣粉與22.19t的質(zhì)量濃度為98％的第一濃硫酸在600m³/h的壓縮空氣流量下混合，使用飽和蒸汽將渣粉和第一濃硫酸加熱至115℃誘發(fā)渣粉與第一濃硫酸反應(yīng)，調(diào)整壓縮空氣流量為2100m³/h的條件下保持渣粉與第一濃硫酸反應(yīng)，主反應(yīng)為22min，主反應(yīng)最高溫度達(dá)到250℃，得到第一中間產(chǎn)物。調(diào)整壓縮空氣的流量為90m³/h，將第一中間產(chǎn)物熟化3.5h并將其溫度緩慢下降至130℃。再將熟化后的第一中間產(chǎn)物依次在4100m³/h的壓縮空氣流量下加入工藝水浸取4h以及在1000m³/h的壓縮空氣流量下浸取1h，將其溫度為從110℃緩慢下降至60℃，得到高鈦渣酸解液。

將14.74t的鈦精礦研磨得到礦粉，將礦粉與24.41t的質(zhì)量濃度為93％的第二濃硫酸在壓縮空氣流量為800m³/h的條件下混合，并加入工藝水誘發(fā)礦粉與第二濃硫酸反應(yīng)，調(diào)整壓縮空氣流量為1700m³/h的條件下保持礦粉與第二濃硫酸反應(yīng)，主反應(yīng)為20min，主反應(yīng)最高溫度達(dá)到205℃，得到第二中間產(chǎn)物。調(diào)整壓縮空氣流量為50m³/h，將第二中間產(chǎn)物熟化2h并將其溫度緩慢下降至125℃。再將熟化后的第二中間產(chǎn)物在3900m³/h的壓縮空氣流量下加入工藝水浸取5h，將其溫度從110℃緩慢下降至70℃，得到鈦精礦酸解液。

將制得的高鈦渣酸解液與鈦精礦酸解液混合得到酸解液，在43℃下，按照胺甲基化改性聚丙烯酰胺溶液與酸解液的質(zhì)量比為2：100，向酸解液中后加入胺甲基化改性聚丙烯酰胺溶液并沉降4h，得到鈦液。按照水解晶種與鈦液的質(zhì)量比為2.05：100向鈦液中加入水解晶種水解4.5h，得到偏鈦酸。偏鈦酸經(jīng)煅燒得到鈦白粉。

應(yīng)用例

一、產(chǎn)能釋放

使用相同的裝置設(shè)備，將單獨(dú)使用鈦精生產(chǎn)鈦白粉與高鈦渣鈦精礦結(jié)合生產(chǎn)鈦白粉的月產(chǎn)能進(jìn)行相比。

以年產(chǎn)5萬噸鈦白的裝置為利，需要的設(shè)備為130m³酸解鍋5個(gè)，每批總投料量28t，總投料量中高鈦渣與鈦精礦的質(zhì)量比為0.9:1，酸解鍋使用效率90％，高鈦渣二氧化鈦含量74％，鈦精礦二氧化鈦含量46％，收率系數(shù)88％。

1、單獨(dú)使用鈦精礦的月產(chǎn)能：＝(每月30天)×(酸解鍋數(shù)量)×(每天24小時(shí))×(酸解鍋使用效率)×(每鍋投礦量×鈦礦中TiO₂含量×收率系數(shù))＝30×5×24×90％×(28×0.46×0.88)≈3672噸/月。

2、高鈦渣和鈦精礦結(jié)合的月產(chǎn)能：＝(每月30天)×(酸解鍋數(shù)量)×(每天24小時(shí))×(酸解鍋使用效率)×(每鍋投渣量×鈦渣中TiO₂含量×收率系數(shù)×鈦渣使用比例)+(每月30天)×(酸解鍋數(shù)量)×(每天24小時(shí))×(酸解鍋使用效率)×(每鍋投礦量×鈦礦中TiO2含量×收率系數(shù)×鈦礦使用比例)＝30×5×24×90％×(28×0.74×0.88×0.9÷1.9)+30×5×24×90％×(28×0.64×0.88×1×÷1.9)≈5487噸/月。

產(chǎn)能釋放額：(高鈦渣和鈦精礦結(jié)合的月產(chǎn)能-單獨(dú)使用鈦精礦的月產(chǎn)能)÷單獨(dú)使用鈦精礦的月產(chǎn)能＝(5487-3672)÷3672×100％＝49％。

綜上所述，使用高鈦渣與鈦精礦結(jié)合生產(chǎn)鈦白粉與單獨(dú)使用鈦精礦生產(chǎn)鈦白粉相比，產(chǎn)能能夠提高45％以上。

二、成本計(jì)算

按照高鈦渣與鈦精礦以渣礦結(jié)按照質(zhì)量比0.85:1混合，鈦精礦二氧化鈦含量為46％，高鈦渣二氧化鈦含量74％，酸渣比1.62:1，酸礦比1.5:1，收率系數(shù)88％，硫酸濃度98％，高鈦渣價(jià)格2500元/噸，鈦精礦價(jià)格680元/噸，硫酸價(jià)格310元/噸計(jì)算。

1、單獨(dú)使用鈦精礦生產(chǎn)鈦白粉的單位產(chǎn)品主要原料成本：

鈦精礦的成本：單位鈦精礦用量÷(鈦礦中TiO₂含量×收率系數(shù))＝1÷(0.46×0.88)×680≈1680元/噸；

濃硫酸的成本：酸礦比×鈦精礦的成本＝1.5×{1÷(0.46×0.88)}×310≈1148元/噸；

單位產(chǎn)品主要原料總成本：1680+1148＝2828元/噸。

2、高鈦渣和鈦精礦結(jié)合使用單位產(chǎn)品主要原料成本：

利用高鈦渣與鈦精礦結(jié)合生產(chǎn)鈦白粉，單位產(chǎn)品高鈦渣的消耗量為0.879t，鈦精礦的消耗量為1.04t。

高鈦渣的成本：單位高鈦渣用量×單位高鈦渣價(jià)格＝0.879×2500≈2198元/噸；

鈦精礦的成本：單位鈦精礦用量×單位鈦精礦價(jià)格＝1.04×680≈702元/噸；

硫酸的成本：(單位高鈦渣用量×酸渣比+單位鈦精礦用量×酸礦比)×單位硫酸價(jià)格＝(0.879×01.62+1.04×1.5)×310≈925元；

單位產(chǎn)品主要原料總成本：2198+702+925＝3825元/噸。

綜上所述，使用高鈦渣和鈦精礦結(jié)合生產(chǎn)鈦白粉與使用單獨(dú)使用鈦精礦單位產(chǎn)品主要原料成本要高出約1000元。但是，單獨(dú)使用鈦精礦生產(chǎn)鈦白，期間必須使用鐵粉還原、冷凍結(jié)晶、亞鐵分離、薄膜濃縮以及污水處理等工序使費(fèi)用增加，生產(chǎn)單位產(chǎn)品各項(xiàng)工序的費(fèi)用需約1000元。即單獨(dú)使用鈦精礦生產(chǎn)鈦白與使用高鈦渣和鈦精礦結(jié)合生產(chǎn)鈦白粉的成本相當(dāng)。采用高鈦渣和鈦精礦結(jié)合生產(chǎn)鈦白粉可節(jié)約前期設(shè)備以及設(shè)施投資，減少硫酸使用量，降低酸性廢水產(chǎn)生量，減少了廢棄物的排放量。

以上所描述的實(shí)施例是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例。本發(fā)明的實(shí)施例的詳細(xì)描述并非旨在限制要求保護(hù)的本發(fā)明的范圍，而是僅僅表示本發(fā)明的選定實(shí)施例?；诒景l(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有作出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。