硫酸法制鈦白的工藝設(shè)計(jì) 2

1、第一章 概論1.1 設(shè)計(jì)的目的1 鞏固和運(yùn)用所學(xué)的課程知識(shí)、理論聯(lián)系實(shí)際，培養(yǎng)工藝觀點(diǎn)；訓(xùn)練、觀察、分析和解決工程實(shí)際問(wèn)題及獨(dú)立工作能力。2掌握鈦白粉生產(chǎn)酸解工段的知識(shí)和技能，學(xué)習(xí)和操作控制與生產(chǎn)管理的有關(guān)知識(shí)。3畢業(yè)設(shè)計(jì)是高等工科學(xué)校教學(xué)計(jì)劃的重要組成部分，是培養(yǎng)學(xué)生開展科研，綜合運(yùn)用的所學(xué)知識(shí)和技能，提高分析和解決本專業(yè)范圍內(nèi)的一般工程技術(shù)問(wèn)題的能力的重要教學(xué)環(huán)節(jié)。1.2 設(shè)計(jì)的實(shí)際意義通過(guò)畢業(yè)設(shè)計(jì)應(yīng)使學(xué)生獲得工程師所必須的初步的綜合訓(xùn)練，在不同的程度上提高調(diào)研，查閱文獻(xiàn)和收集資料的能力，分析和制定設(shè)計(jì)或?qū)嶒?yàn)方案的能力，設(shè)計(jì)，計(jì)算，繪圖和使用工具書的能力，技術(shù)經(jīng)濟(jì)的分析和組織工作的能力，撰

2、寫論文或說(shuō)明書的能力等。1.3 設(shè)計(jì)的課程本設(shè)計(jì)的課題為“年產(chǎn)1萬(wàn)噸鈦白粉廠酸解水解工序的工藝設(shè)計(jì)”1.4 設(shè)計(jì)依據(jù)1中鹽珠化鈦白粉廠生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)；2硫酸法鈦白粉生產(chǎn)工藝；3無(wú)機(jī)鹽工藝學(xué)鈦白粉章節(jié)；1.4 設(shè)計(jì)的課程 本設(shè)計(jì)的課題為“年產(chǎn)2萬(wàn)噸鈦白粉硫酸法制備工序的工藝設(shè)計(jì)”1.5 設(shè)計(jì)方案及生產(chǎn)規(guī)模（1）年生產(chǎn)力：折算成100銳鈦型鈦白粉噸（2）年工作時(shí)間：300天（3）日產(chǎn)量：按100的鈦白粉計(jì)劃噸（4）生產(chǎn)方法 以鈦鐵礦或富鈦料(包括鈦渣，酸溶性鈦渣、天然和人造金紅石)為原料，用硫酸法生產(chǎn)鈦白粉的稀有金屬冶煉廠設(shè)計(jì)。（5）原料組成 經(jīng)研磨、干燥的鈦精礦（含42%-60%的TiO2)、濃硫

3、酸92%94%。1.6 設(shè)計(jì)任務(wù)1對(duì)生產(chǎn)鈦白粉的酸解工段提出流程設(shè)計(jì)3. 對(duì)生產(chǎn)鈦白粉的水解工段提出流程設(shè)計(jì)4對(duì)該工藝流程進(jìn)行物料衡算5對(duì)該工藝流程的主要設(shè)備提出設(shè)計(jì)和選型6繪制帶控制點(diǎn)的工藝流程圖第2章 緒論二氧化鈦俗稱鈦白，它不但物理性質(zhì)十分穩(wěn)定，而且還具有良好的光學(xué)、電學(xué)性能和卓越的顏料特性，是當(dāng)前一種最佳的白色顏料。它的一些其它特性也使它在現(xiàn)代工業(yè)、現(xiàn)代農(nóng)業(yè)、現(xiàn)代國(guó)和現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)方面得到越來(lái)越廣泛的應(yīng)用。有關(guān)鈦白粉的制備和性能的研究，始于1824年，由于提取的困難和尋求適當(dāng)?shù)挠猛?，直?910年在鈦元素發(fā)現(xiàn)100年后，才分別由挪威的杰布森與法魯普，法國(guó)的羅西和美國(guó)的巴頓共同完成了用硫酸

4、法及熔融法從鈦鐵礦中制備二氧化鈦的生產(chǎn)工藝研究。1916年在挪威的菲特烈斯得建成了世界上第一個(gè)年產(chǎn)1000噸含25的二氧化鈦的復(fù)合顏料廠。1918年美國(guó)的鈦顏料公司在尼亞加拉瀑布成功建廠，并于1919年開始生產(chǎn)二氧化鈦復(fù)合顏料。再此期間，由于一戰(zhàn)和當(dāng)時(shí)硫酸法工藝存在缺陷，使得二氧化鈦工業(yè)的發(fā)展速度非常緩慢。19211923年，法國(guó)的布盧姆菲爾德首創(chuàng)采用稀釋法晶種對(duì)鈦的硫酸鹽溶液水解制備水合二氧化鈦的工藝進(jìn)行了重大改革，由法國(guó)的塞恩茲公司于1923年采用并生產(chǎn)出含有9699的顏料鈦白。至于純的的生產(chǎn)，是由美國(guó)的國(guó)家鉛業(yè)公司在1925年完成的。1930麥克倫堡采用外加堿中和晶種，對(duì)硫酸鹽水解法制備

5、鈦白的工藝作了又一次改革，接著硫酸法的工藝從各方面得到不少改進(jìn)，更趨完善，促使鈦白粉的成本不斷降低而產(chǎn)品質(zhì)量大幅度提高，遠(yuǎn)遠(yuǎn)超越了其它白色顏料，至1951年加拿大魅北克鐵鈦公司開始認(rèn)高品位高鈦渣為硫酸法鈦白的顏料，為鈦白生產(chǎn)減少了廢副產(chǎn)品，并提供了新的原料路線。鈦白粉的初始生產(chǎn)幾乎都是銳鈦型的，金紅石型被認(rèn)為難以人工制造。1930-1937年，在捷克用晶種法水解鈦的硫酸鹽溶液及四氯化鈦加熱的加熱方法首先制出了金紅石型鈦白粉，從1941年起美國(guó)組織了金紅石型二氧化鈦工業(yè)規(guī)模的生產(chǎn)，并向市場(chǎng)提供了產(chǎn)品。七十多年來(lái)，硫酸生產(chǎn)鈦白粉雖有成千上萬(wàn)的專利和改進(jìn)，但其基本工藝仍未脫離1910年的雛形，鈦白生

6、產(chǎn)的工藝流程長(zhǎng)，操作要求精細(xì)，生產(chǎn)技術(shù)繁雜，幾乎要使用所有的化學(xué)單元設(shè)備，側(cè)線手段要求多，建廠投資也很高，這是由于鈦白粉的生產(chǎn)不僅要求化學(xué)純度高，而且尚須具有確定的晶型，化學(xué)性質(zhì)和其它應(yīng)用性能。上述特點(diǎn)使鈦白粉工業(yè)目前仍集中在少數(shù)工業(yè)技術(shù)先進(jìn)的國(guó)家內(nèi)生產(chǎn)，其規(guī)模多在2-10萬(wàn)噸/年之間。目前世界約有二十多個(gè)國(guó)家，五十多家公司，一百多家工廠生產(chǎn)鈦白粉。我國(guó)鈦白粉生產(chǎn)始于50年代，70年代初南京油脂化工廠利用化工部涂料工業(yè)的研究所的技術(shù)，開始生產(chǎn)金紅石型的鈦白粉，為了綜合利用我國(guó)攀枝花的礬鈦磁鐵礦資源，1981年化工部涂料工業(yè)研究所與化工部第三設(shè)計(jì)院和現(xiàn)江蘇太白集團(tuán)合作，在該廠進(jìn)行的認(rèn)攀礦為原料生

7、產(chǎn)500噸涂料用金紅石型硫酸法鈦白粉中間試驗(yàn)，獲得了用攀礦生產(chǎn)涂料用金紅石型鈦白粉的技術(shù)基礎(chǔ)。自70年代開放以來(lái)，鈦白粉行業(yè)與國(guó)外同行接觸頻繁，發(fā)現(xiàn)我國(guó)鈦白粉生產(chǎn)與國(guó)外差距很大。因此引進(jìn)先進(jìn)技術(shù)以加快提高我國(guó)鈦白粉生產(chǎn)工業(yè)水平，到80年代初，全國(guó)約有30多家鈦白粉生產(chǎn)單位。世界鈦白粉產(chǎn)品設(shè)計(jì)意義二氧化鈦（或稱鈦白粉）廣泛用于各類結(jié)構(gòu)表面涂料、紙張涂層和填料、塑料及彈性體，其他用途還包括陶瓷、玻璃、催化劑、涂布織物、印刷油墨、屋頂鋪粒和焊劑。鈦白粉既可用于鈦鐵礦、金紅石制取，也可用鈦渣制取。鈦白粉生產(chǎn)工藝有兩種：即硫酸鹽工藝和氯化物工藝，硫酸鹽法的技術(shù)比氯化法更完善。2.3 廠址選擇的原則由于硫

8、酸法生產(chǎn)鈦白粉所產(chǎn)生的廢水、廢氣、廢渣對(duì)化境污染嚴(yán)重，且需水、礦量大，在廠址選擇是應(yīng)遵循以下原則：（1） 廠址應(yīng)選在原料，燃料供應(yīng)和產(chǎn)品銷售便利的地區(qū)，并在存儲(chǔ)，機(jī)修，公用工程和生活設(shè)施等方面具有良好協(xié)作條件的地區(qū)。（2） 廠址應(yīng)靠近水量充足和水質(zhì)良好礦水源區(qū)。（3） 應(yīng)有便利交通條件，最好靠近鐵路和河流。（4） 選廠址應(yīng)注意當(dāng)?shù)刈匀画h(huán)境條件，并對(duì)提產(chǎn)后對(duì)環(huán)境可能造成的影響做出評(píng)估，生產(chǎn)區(qū)和生活區(qū)應(yīng)同時(shí)確定。（5） 廠址不占或少占耕地，自然地形應(yīng)有利于廠房和管路的布置、交通聯(lián)系和場(chǎng)地排水。以鈦鐵礦或富鈦料（包括鈦渣，酸溶性鈦渣、天然和人造金紅石）為原料，用硫酸法生產(chǎn)鈦白粉的稀有金屬冶煉廠設(shè)計(jì)。

9、2.5 車間組成與配置硫酸法鈦白粉廠的主要車間有酸解車間、水解車間、焙燒車間、后處理車間和綜合回收車間。硫酸貯庫(kù)要單獨(dú)布置，與生產(chǎn)廠房保持一定的距離，滿足安全技術(shù)規(guī)程的要求。后處理車間布置在廠區(qū)的上風(fēng)向，防止廢氣污染產(chǎn)品。副產(chǎn)品回收和“三廢”處理可以集中布置。第三章 工藝敘述（1）原礦準(zhǔn)備 鈦精礦一般粒度比較粗，比表面積較小，酸解時(shí)與硫酸接觸面積小，不易被硫酸有效地分解。因此，在使用前必須將其磨細(xì)，以增加反應(yīng)接觸面，使酸解反應(yīng)能夠正常進(jìn)行。 參加酸解反應(yīng)的礦粉不僅必須達(dá)到一定的細(xì)度，而且粒度分布要求窄而均勻，這樣才能得到較高的酸解率，得到符合工藝要求的硫酸鈦液。 按照酸解的工藝要求，用雷蒙磨磨

10、礦，將鈦精礦粉碎至一定的粒度。一般礦粉細(xì)度要求為：325目 篩余1.5%。（2）酸解 酸分解作業(yè)是在耐酸瓷磚的酸解罐中進(jìn)行的。將濃度為92-94的濃硫酸裝入酸解罐中并通入壓縮空氣，在攪拌的情況下加入磨細(xì)的鈦精礦。精礦與硫酸的混合物用蒸氣加熱以誘酸解主反應(yīng)的進(jìn)行，主反應(yīng)結(jié)束后，讓生成的固相物在酸解罐中熟化，使鈦精礦進(jìn)一步分解，分解后所得固相物基本上是由鈦鐵硫酸鹽和一定數(shù)量的硫酸組成。固相物冷卻到一定溫度后，用水浸出，并用壓縮空氣攪拌，浸出完全以后，浸出溶液用鐵屑還原，將溶液的硫酸高鐵還原成硫酸亞鐵。（3）鈦液的凈化 鈦液凈化包括沉降、結(jié)晶、分離、過(guò)濾等工序。 沉降是借助于重力作用，向鈦液中加入沉

11、降劑（主要絮凝劑是改性聚丙烯酰胺），除去鈦液中的不溶性雜質(zhì)和膠體顆粒，使鈦液初步凈化。 冷凍結(jié)晶在冷凍鍋中進(jìn)行，主要利用硫酸亞鐵的溶解度隨著鈦液溫度降低而降低的性質(zhì)。用冷凍鹽水帶走鈦液熱量，使其降至適當(dāng)?shù)臏囟?，從而使大量的硫酸亞鐵結(jié)晶析出。分離、過(guò)濾是由錐藍(lán)離心機(jī)分離，抽濾及板框壓濾三個(gè)工序構(gòu)成。冷凍后的鈦液經(jīng)錐藍(lán)離心機(jī)分離及抽濾池抽濾，得到初步凈化的稀鈦液，最后將稀鈦液通過(guò)板框壓濾，得到符合生產(chǎn)需要的清鈦液。（4）鈦液濃縮 鈦液濃縮采用連續(xù)式薄膜蒸發(fā)器，在減壓真空的條件下蒸發(fā)掉鈦液中的水份，以符合水解工序的需要。（5）水解水合二氧化鈦是由鈦的硫酸鹽溶液熱水解而生成的。為了促進(jìn)熱水解反應(yīng)，并使

12、得到的水合二氧化鈦符合要求，一般采用引入晶種或自生晶種的方法。（6）水洗及漂洗 由于水解反應(yīng)是在較高的酸度下進(jìn)行的，因此大部分雜質(zhì)磷酸鹽仍以溶解狀態(tài)留在母液中。水洗的任務(wù)是將水合二氧化鈦與母液分離，再用水洗滌以除盡偏鈦酸中所含可溶性雜質(zhì)。經(jīng)過(guò)水洗而仍殘留在水合二氧化鈦中的最后一部分雜質(zhì)（高鐵為主），則以漂洗來(lái)除去，即在酸性條件下以還原劑將不溶的高鐵還原為可溶性的亞鐵，再進(jìn)行二次水洗。（7）鹽處理 鹽處理是在鹽處理鍋中進(jìn)行。在充分?jǐn)嚢璧那闆r下，向偏鈦酸漿液中加入碳酸鉀和磷酸等鹽處理劑，可防止煅燒物料燒結(jié)，隱蔽雜質(zhì)元素的顯色，使煅燒產(chǎn)品顆粒松軟，色澤潔白等。（8）煅燒 回轉(zhuǎn)窯是目前最廣泛采用的煅燒

13、設(shè)備。鹽處理后的偏鈦酸在回轉(zhuǎn)窯中經(jīng)高溫脫水、脫硫及晶型轉(zhuǎn)化等過(guò)程，得到具有顏料性能的鈦白粉。在煅燒階段，隨著S03和酸霧的排除，不可避免要夾帶一些細(xì)微的TiO2粒子，縷縷煙氣明顯可見(jiàn)。因此，工廠必須設(shè)有回收Ti02粒子、除塵和除酸霧的裝置，以使煅燒尾氣處理后排放。（9）后處理 二氧化鈦后處理是按照不同用途對(duì)煅燒所得二氧化鈦進(jìn)行各種處理以彌補(bǔ)它的光活性缺陷，并改變它的表面性質(zhì)。后處理包括分級(jí)，無(wú)機(jī)和有機(jī)表面包膜處理，過(guò)濾，干燥、超微粉碎和計(jì)量包裝等，從而獲得表面性質(zhì)好，分散性高的二氧化鈦成品。流程簡(jiǎn)圖圖（一）硫酸法生產(chǎn)銳鈦型鈦白粉的工藝流程框圖酸解浸出沉降分離冷凍結(jié)晶過(guò)濾壓濾化濃縮水解水洗漂白漂

14、洗鹽處理脫水熔燒溫度分液表面處理過(guò)濾粉碎包裝分散鈦鐵礦鈦白粉分散劑硫酸水鐵屑絮凝劑綠礬廢酸處理水還原劑鹽處理劑3. 酸解的基本原理鈦鐵礦與硫酸的反應(yīng)非常緩慢，在常溫下幾乎不發(fā)生變化。為了促進(jìn)這個(gè)反應(yīng)，往往需要加熱，引導(dǎo)反應(yīng)的開始。如以偏鈦酸亞鐵FeTiO3代表鈦鐵礦的主要成份，則酸解反應(yīng)中的主反應(yīng)：FeTiO3+3H2SO4Ti(SO4)2+FeSO4+3H2OFeTiO3+2H2S04TiOSO4+FeSO4+2H2OFe2O3+3H2SO4 Fe2(SO4)3+3H2O 從這些反應(yīng)式看，反應(yīng)結(jié)果得到的是（正）硫酸鈦Ti(S04)2 硫酸氧鈦TiOSO4，硫酸亞鐵FeSO4和硫酸高鐵Fe2(

15、SO4)3這四種物質(zhì)。硫酸氧鈦的生成，也可以視為是硫酸鈦初步水解的產(chǎn)物。Ti(SO4)2+H2 O TiOSO4+H2SO4酸解后生成的硫酸鈦Ti(SO4)2和硫酸氧鈦TiOSO4之間的比例由酸解條件而定。從方程式中可以看出，生成硫酸鈦每一份需要二份硫酸，而生成硫酸氧鈦每一份只需要一份硫酸。組分組成5034131113.4 原料及產(chǎn)品的技術(shù)條件 原料鈦鐵礦成分（攀礦）表2 原料鈦鐵礦成分（攀礦）2鈦白粉成品的質(zhì)量指標(biāo) 表3 鈦白粉成品的質(zhì)量指標(biāo)項(xiàng)目一級(jí)合格白度（與稱樣比）不低于近似總鈦（不少于稱樣）98%98%消色力（不小于稱樣）100%90%吸油量g/100g（不小于稱樣）262845 mm

16、篩條（不大于稱樣）水溶性鹽（不大于稱樣）水懸浮液ph值105揮發(fā)水分（不大于稱樣）水解工段的基本原理 鈦液的水解屬鹽類水解,但又與一般鹽類的水解有所不同,它沒(méi)有一個(gè)固定的pH值,只要在稀釋或者加熱的條件下它即能水解而析出氫氧化鈦的水合物沉淀。在常溫下用水稀釋鈦液時(shí),析出膠體氫氧化鈦沉淀。其反應(yīng)方程式為:TiOSO4+3H2O Ti (OH)4+H2SO4 ； 如果將鈦液加熱使其維持沸騰也會(huì)發(fā)生水解反應(yīng),生成白色偏鈦酸沉淀。這是硫酸法鈦白生產(chǎn)在工業(yè)上制取偏鈦酸的惟一方法。其反應(yīng)方程式為:TiOSO4+2H2O 沸騰 H2TiO3+H2SO4。水解生成的偏鈦酸具有無(wú)定型結(jié)構(gòu)或者不明顯的微晶體結(jié)構(gòu),

17、其直徑為3 nm10 nm,它們按一定的方向(2030個(gè))配位成為膠粒。膠粒在硫酸鹽離子的作用下加速凝聚,構(gòu)成凝聚體(偏鈦酸)而沉析出來(lái)。凝聚體大小約為0·6m0·7m,是由約1 000個(gè)60nm75nm的小微粒膠粒凝聚而成,每個(gè)微粒約含有20個(gè)2nm的微晶體,這是加到液中去的晶種。水解的過(guò)程可分為3個(gè)步驟: （1）晶核的形成；（2）晶體的成長(zhǎng)與沉淀的形成；（3）沉淀物的組成以及溶液的組成隨著水解作用的進(jìn)展而改變。水解在二氧化鈦生產(chǎn)中極為重要,水解的條件決定著微晶體、膠粒和粒子的大小,歸根到底也是決定著最終產(chǎn)品的質(zhì)量。第四章 物料衡算質(zhì)量守恒定律即：進(jìn)入一個(gè)系統(tǒng)的全部物料量

18、必等于離開這個(gè)系統(tǒng)的全部物料量，再加上過(guò)程中損失量和在系統(tǒng)中積累量。依據(jù)質(zhì)量守恒定律，對(duì)研究系統(tǒng)作物料衡算，可用下式表示：G進(jìn)=G出+ G損+G積式中G進(jìn)輸入物料量總和；G出離開物料量總和；G損總的損失量；G積系統(tǒng)中積累量。計(jì)算依據(jù)1鈦鐵礦的組成（%）2投料礦酸比約為1：1.60（100%）3鐵屑（85%）加量為礦粉的5.5%4硫酸濃度：稀釋前 92.5% 稀釋后 88%5廢酸濃度：100g/t 9.5%6固相物用廢酸用量為浸取水量的1/67酸解率 94%8.水解率 98.5%9鐵液的質(zhì)量指標(biāo)濃度130g/t 含量為3g/t 穩(wěn)定性400 沉降凈化收率 98.5%10計(jì)算標(biāo)準(zhǔn)：以每噸100%計(jì)

19、11年操作日：根據(jù)設(shè)計(jì)任務(wù)，鈦白粉的年生產(chǎn)能力為40000噸每年，開工因子=生產(chǎn)裝置時(shí)間/年自然時(shí)間，為了充分利用設(shè)備，開工因子應(yīng)取的較大，接近1，但又不能等于1，因?yàn)檫€要考慮到設(shè)備的檢修以及開停車等情況，開工因子一般取為0.80.9，全年365天，則年生產(chǎn)300330天；因此除去季保養(yǎng)、月保養(yǎng)、修理、放假等總計(jì)65天，則年工作日為（36565）天=300天，定晝夜生產(chǎn)為三班。12化合物分子量和元素原子量如下：表4 分子量和元素原子量各工序收率分配圖 圖（二）各工序收率分配圖 沉 降 酸 解 粉 碎 2777.9kg 2722.36 2559.02 98% 94% 98.5% 水 解 結(jié)晶過(guò)濾

20、 濃 縮 晶 種 98.5% 97.0% 煅 燒 鹽處理 水 洗 2408.33 2324.04 2126.5 2084 96.5% 91.5% 98% 成 品 粉 碎注：1表示每噸成品需要處理的物料量（公斤）（以為準(zhǔn)）2表示每小時(shí)需要處理的物料量（公斤）（以為準(zhǔn)）3工序收率4工序累計(jì)收率酸解水解物料衡算計(jì)算基準(zhǔn)：（單位除標(biāo)注處，均以kg/t 計(jì)）×1000/24=2777.92 kg1原料輔助材料消耗量×÷50%=5444.72 kg/t ×5.5%=299.46 kg/t ×1.6=8711.55 kg/t 2礦粉酸解理論計(jì)算a礦粉中與反應(yīng)

21、b礦粉中與反應(yīng)c與反應(yīng)d為了保證鈦液中含量為3g/t,需要加入的鐵屑與硫酸反應(yīng)時(shí)因?yàn)樗峤饨『蟮拟佉后w積為×50%×所以鈦液中的重量為（以計(jì)）3×19.68=56.67 kg由2與的關(guān)系×÷(2×79.9)=136.14 kg因此鐵屑總用量為e礦粉中與反應(yīng)f礦粉中與反應(yīng)g礦粉中的與硫酸反應(yīng)當(dāng)?shù)V粉中的以元素硅存在時(shí)，可以認(rèn)為是不參加反應(yīng)，但當(dāng)硅酸鹽存在時(shí)硅組成能參與酸解反應(yīng)，并生成帶正電的硅酸，本計(jì)算假定它不與硫酸反應(yīng)。綜合計(jì)算結(jié)果，酸解中硫酸理論需要量與反應(yīng)后的生成物組成如下： 3.稀釋濃硫酸（92.5%的硫酸）用廢酸水（9.5%的硫

22、酸）的量生產(chǎn)一噸鈦白粉需要100%的硫酸8711.55kg，按酸解時(shí)配制的88%的硫酸計(jì)為：其中，假設(shè)92.5% 硫酸用量為kg 9.5% 廢酸用量為kg上兩式聯(lián)列方程組解得，其中 =8651.03kg =60.52kg 參考國(guó)內(nèi)某廠生產(chǎn)測(cè)定數(shù)據(jù)，酸解主反應(yīng)時(shí)，每噸每分鐘排出56廢氣，其中含500，, 酸解反應(yīng)與上述類似，當(dāng)投礦量為5444.72kg/鍋，主反應(yīng)時(shí)間為10分鐘，則排出廢氣量為 其中：考慮到酸解其他階段的排氣，假定主反應(yīng)排出的廢氣為總排出廢氣量的80%所以每噸100%排出的廢氣量為：其中 將和換算成或的量，則排出的廢酸組成為：由酸解反應(yīng)可知，進(jìn)酸解鍋的物料量（以生產(chǎn)一噸100%的

23、計(jì)）所以排出廢氣量為：所以固相物量為：由 其中 v- 浸取后鈦液的體積 19.68 d- 浸取后鈦液的比重 1530 kg/所以 其中廢酸水的用量參考國(guó)內(nèi)某廠經(jīng)驗(yàn)約為浸取水量的1/6，則加入的廢酸水的量為：其中： 因此自來(lái)水的量為：a已知酸解率為94%即另有6%的礦粉不酸解，并殘留在鈦液中b 礦粉中假定1%不反應(yīng)，認(rèn)為全部殘留在鈦液中c鐵屑雜質(zhì)的量所以鈦液浸取后雜質(zhì)含量（以干基計(jì)）F=鈦液中有效酸的含量/鈦液中含量 =8鈦液的組成a98.5%× (98.5%- 沉降收率)b98.5%×c98.5%×5620.06=5535.76 d98.5%×e98.5

24、%×f98.5 %×() =gabcdefgh雜質(zhì)Ti(SO4) +HO TiOSO+HSOTiOSO+HO HTiO+ HSO經(jīng)上面計(jì)算可知2HTiO98.5%2H298.5%182 H2SO4 98.5%159.9=2974.79 kg/t TiO2為了使水解更完全通常加入物料5%的水由于水解后的偏鈦酸液有雜質(zhì)，需要用稀硫酸洗滌，通常每生產(chǎn)It成品鈦白粉要產(chǎn)生8-l0t“濃廢酸”。4.4物料平衡表（1）酸解物料平衡表（以kg/t計(jì)） 表5 酸解物料平衡表（以kg/t計(jì)）序號(hào)進(jìn)料序號(hào)出料1 酸解反應(yīng) 酸解廢氣 鈦鐵礦粉 固相物合 計(jì)合 計(jì)序號(hào)進(jìn)料序號(hào)出料 固相物1 鐵屑2

25、 廢酸水34 自來(lái)水5678 雜質(zhì)合計(jì)合計(jì)（2）沉降物料平衡表（以kg/t計(jì)） 表六 沉降物料平衡表（以kg/t計(jì)）序號(hào)進(jìn)料序號(hào)出料1 鈦液1清鈦液 雜質(zhì)計(jì)合計(jì)2 沉降泥渣 雜質(zhì)計(jì)合計(jì)(3)水解反應(yīng)物料平衡表序號(hào)進(jìn)料序號(hào)出料1 1 HTiO2 2 3 雷蒙磨；酸解罐；沉降設(shè)備；程序控制的SX型離心機(jī)；板框過(guò)濾機(jī)；濃縮罐；水解鍋；葉濾機(jī)；回轉(zhuǎn)窯；氣流粉碎機(jī)等等。1. 依據(jù)（1） 處理鈦鐵礦粉量 （2） 浸取后鈦液比重 1530kg/m3（3） 設(shè)備容積利用率 80%（4） 基準(zhǔn)：以每鍋處理的物料量計(jì)算2. 計(jì)算3. 由物料衡算可知，每生產(chǎn)1t100%的TiO2需浸取的鈦液量為15415.02kg

26、，則生產(chǎn)10000t100%的TiO2，每天獲得鈦液量為：10000：為年產(chǎn)10000噸100%的TiO2300：為年操作日300天3/天每天酸解按9釜操作，酸解鍋的容積利用率為80%，則需要的酸解鍋的體積為：3取Vg=15m3,查手冊(cè)得Vg=25m3參考中鹽株化集團(tuán)酸解鍋操作時(shí)間為8小時(shí)所以酸解鍋臺(tái)數(shù)為：n=9x8/24=3臺(tái)實(shí)際選4臺(tái)，其中一臺(tái)為備用設(shè)備。3. 根據(jù)上述計(jì)算設(shè)計(jì)直徑 3200（3200+3200） 錐角60°材質(zhì)：鋼殼內(nèi)搪鉛并襯2層瓷板4. 沉淀槽選型計(jì)算因?yàn)樗峤飧?Vg=25m3沉淀槽 Vg=25x0.8=20m3所以 Vg取20m3由于鈦液沉淀槽數(shù)量為2臺(tái)另加1臺(tái)備用沉淀槽主要設(shè)備一覽表序號(hào) 設(shè)備名稱及主要技術(shù)特性 型號(hào) 數(shù)量 備