年产5万吨硫酸法钛白粉生产工艺设计实现可行性方案存档精华版 下载本文

5.4 噪音及粉尘的处理 ........................................................................................................ 46 5.5 废副产品的利用 ................................................................................................................ 47 第6章 车间布置说明 .................................................................................................................. 49 致 谢 .................................................................................................................................................... 50 参考文献 ............................................................................................................................................... 51 附录 ......................................................................................................................................................... 53

第1章 概 述

1.1 钛白粉的性质

钛白粉的化学名称为二氧化钛,化学性质稳定,在一般情况下与大部分物质不发生反应。在自然界中二氧化钛有三种结晶:板钛型、锐钛和金红石型。板钛型属不稳定晶型,无工业利用价值;锐钛型(Anatase,简称A型)和金红石型(Rutile,简称R型)都具有稳定的晶格,是重要的白色颜料和瓷器釉料。与其他白色颜料相比,有优越的白度、着色力、遮盖力、耐候性、耐热性、和化学稳定性,特别是没有毒性。在二氧化钛晶体结构中,一个钛粒子被六个氧粒子所包围,而四价钛粒子与二价氧粒子之间又有很强的结合力。这种晶体特性决定了二氧化钛具有较强的化学稳定性,微溶于碱和热硝酸,只有在长时间煮沸下才能完全溶于浓硫酸和氢氟酸。若没有还原剂存在,即使在1800 ℃的高温下也不与氯气作用。

二氧化钛不溶于水,对酸的作用很弱,只有在高温和长时间煮沸下才溶于氢氟酸和浓硫酸,能微溶于碱,与强碱或碱金属碳酸盐熔融可转化为微溶于酸的钛酸盐。以下是相关的反应式:

TiO2+6HF→H2TiF6+2H2O TiO2+2H2SO4→Ti(SO4)2+2H2O TiO2+H2SO4→TiSO4+H2O TiO2+2KHSO4→ Ti(SO4)2+K2SO4+H2O

高温下,若有还原剂(如碳)存在,二氧化钛能被氯气氯化成四氯化钛。反应式如下:

TiO2+2C+2Cl4→ TiCl4+2CO

二氧化钛与金属钠反应,可生成Ti2O3 、TiO和钛酸钠。在不同的条件下,二氧化钛与碳作用,分别生成Ti2O3和TiC,,’钛白粉为二氧化钛多晶型化合物,它有两种晶型:金红石型为细长成双的晶体,每个晶包的两个氧化钛分子以两个棱边相连,结构密度大,折射率高,遮盖性好;锐钛晶型为八面体结构,氧位于八面体的顶角,每个锐钛型晶包含有四个二氧化钛分子,与八个棱边相接,结构松,易磨细,粘度小反射带蓝光,白度高,遮盖力较差,可根据要求在制造乳胶浆时调节两种晶型的比例。

1.2 钛白粉的用途

钛白粉广泛用于涂料、塑料、橡胶、油墨、纸张、化纤、陶瓷、日化、医药、食品等行业。

涂料行业是钛白粉的最大用户,特别是金红石型钛白粉,大部分被涂料工业所消耗。用钛白粉制造的涂料色彩鲜艳,遮盖力高,着色力强,用量省,品种多,对介质的稳定性可起到保护作用,并能增强漆膜的机械强度和附着力,防止裂纹,防止紫外线和水分透过,延长漆膜的寿命。

塑料行业是钛白粉的第二大用户,在塑料中加入钛白粉,可以提高塑料制品的耐热性,耐光性,耐候性,使朔料制品的的物理化学性质得到改善,增强制品的机械强度,延长使用寿命。

造纸行业是其第三大用户,作为纸张填料,主要用在高级纸张和薄型纸张中。在纸张中加入钛白粉,能是纸张具有较好的白读,光泽好,强度高,薄而光滑,印刷时不易穿透,质量轻。 造纸用钛白粉一般使用未经表面处理的锐钛型钛白粉,可以起到荧光增白剂的作用,增加纸张的白度。但层压纸要求使用经过表面处理的金红石型钛白粉,以满足耐光耐热的要求。

钛白粉还是高级油墨中不可缺少的白色颜料,含有钛白粉的油墨耐久不变色,表面润湿性好,易于分散,油墨行业所用的钛白粉有金红石型,也有锐钛型。 纺织和化学纤维行业是钛白粉的另一个重要应用领域。化纤用钛白粉主要作为消光剂,由于锐钛型比金红型软,一般使用锐钛型化纤用钛白粉一般不需表面处理, 但某些特殊品种为了降低二氧化钛的光化学作用, 避免纤维在二氧化钛光催化的作用下降解,需进行表面处理。

钛白粉在橡胶行业中既作为着色剂, 又具有补强、防老化、填充作用。 在白色和彩色橡胶制品中加入钛白粉,在日光照射下,耐日晒、不开裂、不变色、伸展率大及耐酸碱。橡胶用钛白粉,主要用于汽车轮胎以及胶鞋、橡胶地板、手套、运动器材等,一般以锐钛型为主。但用于汽车轮胎生产量,常加入一定量的金红石型产品以增强抗臭氧和抗紫外线能力。

钛白粉在化妆品中应用也日趋广泛。 由于钛白粉无毒远比铅白优越,各种香粉几乎都用钛白粉来代替铅白和锌白。香粉中只须加入5 %-8 %的钛白粉就可以