自生晶种常压水解控制参数与水解粒子粒径的相关性研究

摘要

水解是硫酸法钛白生产中一个极为重要的步骤,自生晶种常压水解是普遍使用的一种水解方法,其反应结果直接影响后续生产过程和钛白产品的质量指标.水解反应中必须保证得到具有良好光学性质的粒径尺度和均匀粒度分布的偏钛酸聚结体,良好的水解产物有利于过滤和洗涤.该文根据水解反应原理,详细分析了影响水解质量因素,对水解过程中水解钛液浓度、铁钛比、稀释速率、加热速率及有关操作条件对水解产物性能影响规率进行了详细的讨论和相应的实验研究.通过对钛液总钛浓度(c)、钛液进料速度(s)、底水量(w)及铁钛比(f)等四个最显著影响因素的均匀条件实验,建立了偏钛酸粒度与上述四因素的回归方程:y=78.89-0.63c-0.48s-0.090w+0.0014c<'2>+0.00018cw+0.73f<'2>+0.0016s<'2>+0.0028sw实验结果表明,浓钛液总钛浓度对水解粒子的粒径影响最为显著,底水量对水解过程的影响也是明显的,其直接影响了稀释速率.当钛液浓度为220-230g/l,Fe/TiO2为0.1-0.15,加料时间为14-15 min,底水量为175ml(针对1000ml浓钛液)时,水解后偏钛酸粒径可达到0.3-0.4μm,水解率可达到95﹪以上.通过对体积为30m<'3>的工业水解罐的应用试验,工业操作条件下,控制钛液总钛为225-230g/l(钛液体积15.08m<'3>),放料时间17-18 min,Fe/TiO<,2>为0.25-0.30时,可以根据水解偏钛酸粒径要求利用回归方程式估算底水加量.结果表明,偏钛酸平均粒径稳定的控制在0.3-0.4μm.

目录

文摘

英文文摘

1前言

1.1钛白粉的特性及用途

1.2二氧化钛的生产工艺

1.2.1硫酸法

1.2.2氯化法

1.2.3两种工业化生产方法的发展趋势

1.3硫酸法钛白水解的工艺技术现状

1.3.1被人们实践过的水解方法

1.3.2目前仍在各国广泛使用的钛液水解方法

1.4本论文的研究意义

2工艺基本原理

2.1盐类的水解

2.2钛液水解工艺基本原理

2.2.1钛液的水解反应

2.2.2钛液加热水解的反应机理

2.2.3钛液加热水解过程

3自生晶种常压水解控参数与水解粒子粒径的相关性研究

3.1影响自生晶种常压水解粒子粒径的因素分析及实验条件的选择

3.1.1钛液的性质和组成的影响

3.1.2自生晶种常压水解操作过程的影响

3.2实验原料及实验装置

3.2.1实验原料

3.2.2实验装置及操作

3.3实验操作及分析方法

3.3.1实验操作

3.3.2分析方法

3.4实验结果与数据处理

3.4.1试验方法的确定

3.4.2因素与水平的选取

3.4.3试验方案的确定

3.4.4自生晶种常压水解均匀试验结果及分析

3.4.5均匀试验回归方程的建立

4工业应用

4.1水解工业生产流程及操作过程

4.1.1钛液预热

4.1.2底水预热

4.1.3水解操作

4.2工业应用分析

4.2.1回归方程分析

4.2.2实际生产控制过程分析

4.3工业应用结果

5结论

6展望

参考文献

附录1计算过程

附录2偏钛酸粒径及粒度分布检测方法

附录3硫酸钛液总钛含量的测定

附录4滴定法测定硫酸钛液中三价钛

附录5滴定法测定硫酸钛液中有效酸及F值

附录6硫酸钛液稳定性测定

附录7硫酸钛液澄清度测定

附录8重量法测定钛液中固含量

附录9滴定法测定钛液中亚铁含量及铁钛比

附录10滴定法测定水解浆料的水解率

附录11比色法测定偏钛酸铁含量

附录12煅烧落窑品PH值检测

附录13钛白粉消色力测定

致谢