CN107162046A - 一种低成本金红石型钛白粉的制备方法 - Google Patents

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CN107162046A CN201710524263.6A CN201710524263A CN107162046A CN 107162046 A CN107162046 A CN 107162046A CN 201710524263 A CN201710524263 A CN 201710524263A CN 107162046 A CN107162046 A CN 107162046A
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Abstract

本发明公开了一种低成本金红石型钛白粉的制备方法，属于钛白粉制备技术领域。本发明制备钛白粉的操作分为废盐酸的浓缩、晶种用盐酸的配置与钛白粉的制备三个部分，对农药废盐酸进行提纯、吸收后获得浓缩后盐酸溶液，再将工业盐酸与浓缩后盐酸溶液按照一定比例混合配置，配置所得晶种用盐酸用于钛白粉晶种制备的酸溶工序，所得钛白粉晶种在制备钛白粉的盐处理工序中加入。本发明使用农药的副产物废盐酸，其价格低廉，即降低了农药厂家处理废酸的费用，又降低了钛白粉厂家购买工业盐酸的成本，且其设备成本较低，抗腐蚀性强，使用寿命长。

Description

一种低成本金红石型钛白粉的制备方法
技术领域
本发明涉及钛白粉制备技术领域，更具体地说，涉及一种低成本金红石型钛白粉的制备方法。本发明通过对农药废酸进行浓缩，并用其进行酸溶得到钛白粉晶种，达到了降低农药厂家与钛白粉厂家生产成本的目的。
背景技术
钛白粉是一种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。钛白粉生产工艺属于精细化工范围，不断优化生产工艺，在不影响钛白粉产量和质量的情况下，最大限度的降低钛白粉的生产成本，一直是钛白粉生产厂家追求的目标。
在农药比如乐果、草甘膦等的制备工艺中，产生最多的副产物即是酸含量大约在15％-18％的废盐酸，由于酸含量较强，所以不能直接排放，农药厂家在处理该副产物废盐酸时，通常需要用大量的碱进行中和。而又由于废盐酸中含有大量NaCl等杂质，在其他应用领域不能直接利用。所以，目前的农药厂家除了采用碱中和的方法，就是出资请相关厂家帮助处理，对农药生产厂家来说，对废盐酸的处理成本无疑会很高。
针对农药副产物中废酸的处理问题，专利号为CN200810233979.1，发明创造名称为：一种草甘膦生产中废酸回收的工艺，该申请案以草甘膦生产中15％-20％的缩合废酸为原料，经过氯碱生产***的二合一装置的两级降膜吸收塔浓缩成31％盐酸，再返回农药生产***的草甘膦脱氢工段酸化岗位和缩合工段(亚磷酸法)使用，以达到降低生产成本，减轻环保压力的目的。该申请案实现了废酸资源的循环利用，不失为一种很好的降本增效的方案，但若想实现该方案需农药厂家配套上线一套废酸回收***，而并不是所有农药厂家都能够承担或者愿意承担这笔额外的支出。
专利号为CN201510938229.4，发明创造名称为：一种废酸自循环的非高炉钛渣硫酸法生产钛白的方法；该申请案以钒钛磁铁矿非高炉冶炼钛渣为原料，将钛白生产过程产出的废酸与非高炉钛渣进行混合处理，得到含铁、铝、镁较低的预处理钛渣，预处理钛渣再用浓硫酸酸解熟化，然后经水浸、浓缩、水解、焙烧等工序生产钛白，水解后废酸返回循环使用。该申请案的最大特征是采用钛白废酸对钛渣进行预处理，既脱除了钛渣中的大部分铝、镁杂质，消除钛渣中铝、镁等杂质对钛白生产的影响，简化了钛铁矿硫酸法工艺净化流程，为生产高品质钛白奠定了基础；同时实现了钛白水解废酸的直接循环利用，但该申请案首先利用非高炉冶炼钛渣生产钛白，在实际生产过程中比较受限制，使用该工艺制备钛白不能成为主流，其次，该申请案的整个制备工艺也较繁琐，性价比较低。
而关于将工业废酸应用到钛白粉制备上，申请号为CN201510818825.9的专利，还公开了一种氯化废酸用于钛白粉包膜的方法；该申请案通过对利用氯化尾气水洗回收的粗盐酸进行了静置、沉淀去杂后，稀释，并通过钛白粉包膜过程中的工艺调整，避免其他杂质在钛白粉上沉积，得到质量优良的钛白粉包膜产品。该申请案将工业回收的粗盐酸应用到了钛白粉包膜工艺中，已经是一种很好的废物再利用方案，但如何开发工业废酸在钛白粉制造工艺中的其他利用价值，如利用废盐酸制备钛白粉晶种，经检索并没有发现行之有效的方案，仍需要进一步的研究。
发明内容
1.发明要解决的技术问题
本发明目的在于解决现有技术中农药生产副产物废盐酸存在严重浪费现象，不能得到很好的回收利用问题，提供了一种低成本金红石型钛白粉的制备方法；采用本发明提供的技术方案，农药生产副产物废盐酸经过浓缩、吸收，浓度达到20％-22％，再与工业盐酸配成浓度为25％-28％的盐酸，用于钛白粉晶种的制备；使用此盐酸可以大幅度降低钛白粉生产成本；且使用本发明提供的生产***耐腐蚀，使用时间长，维修简单，成本低廉。
2.技术方案
为达到上述目的，本发明提供的技术方案为：
本发明的一种低成本金红石型钛白粉的制备方法，操作分为废盐酸的浓缩、晶种用盐酸的配置与钛白粉的制备三个部分，对农药废盐酸进行提纯、吸收后获得浓缩后盐酸溶液，再将工业盐酸与浓缩后盐酸溶液按照1:1-2:1的比例混合配置，配置所得晶种用盐酸用于钛白粉晶种制备的酸溶工序，所得钛白粉晶种在制备钛白粉的盐处理工序中加入。
更进一步地，制备钛白粉晶种的生产***包括废盐酸浓缩单元、晶种用盐酸配置单元和钛白粉晶种制备单元，所述的废盐酸浓缩单元与晶种用盐酸配置单元相连，废盐酸浓缩单元对农药废盐酸进行提纯、吸收后输入晶种用盐酸配置单元，晶种用盐酸配置单元的输出管道与钛白粉晶种制备单元的酸溶锅相连，晶种用盐酸配置单元配置完成的盐酸输入酸溶锅中。
更进一步地，所述的废盐酸浓缩单元包括废盐酸储槽、蒸发器、气液分离器、吸收塔和盐酸储槽，废盐酸储槽与蒸发器相连，蒸发器顶部与气液分离器相连，气液分离器上部与吸收塔相连，吸收塔底部与盐酸储槽相连。
更进一步地，蒸发器的水平位置要高于废盐酸储槽，蒸发器底部连有管道至废盐酸储槽；气液分离器底部也连有管道至废盐酸储槽。
更进一步地，所述的晶种用盐酸配置单元包括盐酸配制槽、工业盐酸储槽和晶种用盐酸储槽，盐酸储槽与盐酸配制槽相连，工业盐酸储槽也与盐酸配制槽相连，盐酸配制槽下端与晶种用盐酸储槽相连。
更进一步地，所述的钛白粉晶种制备单元包括酸溶锅、酸溶压滤机、酸溶制浆槽、偏钛酸储槽、偏钛酸计量槽、碱溶锅、碱溶压滤机、碱溶制浆槽；按照物料的输送方向，偏钛酸储槽、偏钛酸计量槽、碱溶锅、碱溶压滤机、碱溶制浆槽、酸溶锅、酸溶压滤机、酸溶制浆槽依次相连，晶种用盐酸储槽通过晶种用盐酸计量槽与酸溶锅相连。
更进一步地，农药废盐酸的浓缩及晶种用盐酸的配置具体过程为：
步骤一、开启蒸发器，控制蒸发器负压在300-400KPa之间。
步骤二、开启废盐酸储槽转料泵，给蒸发器供废盐酸。
步骤三、供酸一段时间后，蒸发器开始给气液分离器供HCl与水蒸气的混合气体；
步骤四、蒸发器给气液分离器供汽后开启吸收塔，供汽一段时间后气液分离器液体被分出，转至废盐酸储槽；气液分离器向吸收塔供汽一段时间后，将吸收塔吸收的浓缩盐酸转至盐酸储槽。
步骤五、盐酸储槽内浓缩盐酸体积达50m3以后转30m3至盐酸配制槽；再从工业盐酸储槽转30m3-60m3工业盐酸至盐酸配制槽，搅拌一段时间后测盐酸浓度；浓度达到25％-31％转至晶种用盐酸储槽备用。
更进一步地，钛白粉晶种制备的具体过程为：
步骤一、将制备好的偏钛酸从偏钛酸储槽转至偏钛酸计量槽，升温至60-80℃；
步骤二、碱溶锅内加入一定体积质量百分比浓度为49％的液碱，升温至75-95℃；
步骤三、将偏钛酸计量槽内已升温的偏钛酸转入碱溶锅，温度升至108℃，陈化2h；
步骤四、碱溶锅加入与偏钛酸等体积的脱盐水，温度降低，碱溶锅夹套内加砂滤水，将浆料降温至60-70℃；
步骤五、将碱溶锅内碱溶完成后的浆料转入碱溶压滤机，去离子水洗涤，直到滤液中NaOH含量小于5g/L，滤液转入滤液槽；
步骤六、碱溶压滤机中浆料转入碱溶制浆槽，碱溶制浆槽中水与浆料的质量比为7:1，持续搅拌一段时间；
步骤七、将碱溶制浆槽的浆料转至酸溶锅，从晶种用盐酸计量槽加稀盐酸至酸溶锅，调节pH<3.1，搅拌一段时间后再加稀盐酸确保pH<3.1，升温至40-50℃；
步骤八、将酸溶锅的浆料升温至60-65℃，再次加盐酸调节pH为0-1.0；继续升温至100-110℃，陈化120分钟；测金红石转化率R需大于98.5％，总钛浓度为110-120g/L；
步骤九、将酸溶锅制备好的浆料转至酸溶压滤机，去离子水洗涤，直到滤液中NaCl含量低于1g/L；
步骤十、酸溶压滤机下料，在酸溶制浆槽内制浆，控制总钛浓度为110-120g/L，即可得到钛白粉金红石晶种。
更进一步地，利用钛白粉金红石晶种制备钛白粉的过程为：
步骤一、将制备好的钛白粉金红石晶种按照折钛比为4％-6％的比例加到偏钛酸浆料的盐处理工序中，搅拌均匀；
步骤二、将步骤一中处理好的偏钛酸浆料进行板框压榨，除去多余水分，固含量控制在48％-50％；
步骤三、将压榨后的偏钛酸滤饼下料转至煅烧大窑进行煅烧，得到钛白粉粗品。
更进一步地，酸溶过程中以1℃/min的升温幅度，升温至酸溶温度为100-110℃，呈沸腾状态。
3.有益效果
采用本发明提供的技术方案，与已有的公知技术相比，具有如下显著效果：
(1)本发明的一种低成本金红石型钛白粉的制备方法，其废盐酸经过蒸发器蒸发，蒸发出的气体通过气液分离器进行气液分离，分离出的HCl气体转入吸收塔，吸收塔利用不带入任何杂质的去离子水做吸收剂，通过上述简单的浓缩提纯、吸收，即可得到纯度较高的盐酸，仅会含有少量NaCl，但NaCl杂质不影响钛白粉晶种的制备，不影响其活性，完全可以用于钛白粉晶种的制备；
(2)本发明的一种低成本金红石型钛白粉的制备方法，鉴于浓缩后盐酸浓度只能达到20％-22％，不能满足晶种制备对盐酸浓度的要求，而再对浓缩后盐酸进一步加工，需要的成本较高、工艺也较复杂，性价比不高；改为不完全利用浓缩得到的盐酸，而是设置一个晶种用盐酸配置单元，通过将工业盐酸和浓缩得到的盐酸混配，来获得适合钛白粉晶种制备的盐酸，进一步减少了钛白粉晶种制备的成本；
(3)本发明的一种低成本金红石型钛白粉的制备方法，农药废盐酸经过简单的浓缩提纯、吸收、混配即可获得适合钛白粉晶种制备的盐酸，工艺简单；农药废盐酸可以以较低的价格甚至不用任何成本从农药生产厂家取得，一方面降低了钛白粉厂家的原料采购成本，另一方面也减少了农药厂家使用液碱进行中和排放，大幅度降低了农药生产成本；
(4)本发明的一种利用氯化废酸制备钛白粉晶种的生产***，结构简单，通过转料泵进行物料输送，更便于控制；蒸发器、气液分离器设置回流装置，更利于环保以及物料的循环使用；废盐酸储槽、蒸发器、气液分离器等废盐酸浓缩、提纯设备内部材质采用石墨，能够避免腐蚀，延长设备使用寿命。
附图说明
图1为本发明中采用农药废盐酸制备钛白粉晶种的生产***结构示意图；
图2为本发明中低成本金红石型钛白粉的制备流程图。
1、废盐酸储槽；2、蒸发器；3、气液分离器；4、吸收塔；5、盐酸储槽；6、盐酸配制槽；7、工业盐酸储槽；8、晶种用盐酸储槽；9、晶种用盐酸计量槽；10、酸溶锅；11、酸溶压滤机；12、酸溶制浆槽；13、偏钛酸储槽；14、偏钛酸计量槽；15、碱溶锅；16、碱溶压滤机；17、碱溶制浆槽；18、去离子水储槽。
具体实施方式
为进一步了解本发明的内容，结合附图和实施例对本发明作详细描述。
实施例1
本实施例的一种采用农药废盐酸制备钛白粉晶种的生产***，对农药废酸进行浓缩处理，包括提纯、吸收，既除去了废盐酸中杂质，又可以提高其浓度，达到钛白粉晶种制备条件；既能降低农药厂处理废盐酸成本，又能降低钛白粉厂家购买工业盐酸的成本。废盐酸浓缩原理为：通过调整蒸发压力达到氯化氢气体从液相向气相转移。
结合图1，本实施例的生产***具体包括废盐酸储槽1、蒸发器2、气液分离器3、吸收塔4、盐酸储槽5、盐酸配制槽6、工业盐酸储槽7、晶种用盐酸储槽8、晶种用盐酸计量槽9、酸溶锅10、酸溶压滤机11、酸溶制浆槽12、偏钛酸储槽13、偏钛酸计量槽14、碱溶锅15、碱溶压滤机16、碱溶制浆槽17和去离子水储槽18。
所述的废盐酸储槽1侧端直接用泵与蒸发器2相连，蒸发器2的水平位置要高于废盐酸储槽1，蒸发器2底部连有管道至废盐酸储槽1，蒸发器2蒸发完成后含有少量HCl的稀盐酸通过重力作用经蒸发器2底部管道转入废盐酸储槽1。蒸发器2顶部与气液分离器3相连，蒸发器2的气体通过管道转至气液分离器3，气液分离器3上部与吸收塔4相连，气液分离器3中分离出的HCl气体从气液分离器3上部转入吸收塔4。气液分离器3底部连有管道至废盐酸储槽1，液体通过重力作用从气液分离器3底部管道流出转至废盐酸储槽1。
吸收塔4的溶剂为去离子水，该去离子水通过吸收塔4上部的去离子水储槽18加入，给吸收塔4供去离子水做吸收剂，并且不带入任何杂质。吸收塔4底部与盐酸储槽5相连，将吸收后的盐酸转入盐酸储槽5。吸收后的盐酸即盐酸储槽5内HCl浓度大约在20％-22％的盐酸溶液，由于吸收的HCl气体含有少量的水蒸气，水蒸气会携带少量NaCl，即吸收后的盐酸会含有少量NaCl。
此处值得说明的是，钛白粉的晶种制备需要用大量的盐酸，要求HCl浓度在25％-31％。并且在钛白粉晶种制备过程中，第一步碱溶会残留大量的液碱，洗涤后会存有少量液碱，酸溶时会与盐酸反应生产浓度较高的NaCl，也就是说吸收后的盐酸含有少量NaCl并不影响晶种的制备。本实施例采用农药废盐酸制备钛白粉晶种，农药废盐酸可以以较低的价格甚至不用任何成本从农药生产厂家取得，但由于回收的废盐酸浓度不足，并含有一定量的NaCl，不能直接使用，还需要经过进一步处理，提高废盐酸浓度、减小NaCl含量，使其适用于钛白粉晶种的制备。
所述的盐酸储槽5与盐酸配制槽6相连，在盐酸储槽5与盐酸配制槽6之间设置有泵，通过泵将盐酸储槽5内的低浓度盐酸转至盐酸配制槽6。盐酸配制槽6同时与工业盐酸储槽7相连，盐酸配制槽6与工业盐酸储槽7之间也设置有泵，通过泵将工业盐酸储槽7内的工业盐酸转至盐酸配制槽6，盐酸配制槽6内部设有搅拌器，用于配制适宜晶种制备浓度的盐酸，本实施例中晶种用盐酸是用工业盐酸与浓缩后的盐酸按照1:1-2:1的比例混合配置的。
盐酸配制槽6下端与晶种用盐酸储槽8相连，盐酸配制槽6和晶种用盐酸储槽8之间设置有泵，配制好的适宜浓度盐酸转至晶种用盐酸储槽8备用，至此晶种用盐酸配置完毕。本实施例中废盐酸储槽1、蒸发器2、气液分离器3、吸收塔4、盐酸储槽5、盐酸配制槽6、工业盐酸储槽7和晶种用盐酸储槽8其内部材质均选用石墨，防止发生腐蚀。
按照物料的输送方向，所述的偏钛酸储槽13、偏钛酸计量槽14、碱溶锅15、碱溶压滤机16、碱溶制浆槽17、酸溶锅10、酸溶压滤机11、酸溶制浆槽12依次相连，晶种用盐酸储槽8经晶种用盐酸计量槽9与酸溶锅10相连。碱溶锅15内有蒸汽管用于蒸汽升温，且碱溶锅15带夹套，可蒸汽升温或者砂滤水降温，并配有搅拌。晶种用盐酸计量槽9和酸溶锅10内部材质也均采用石墨，酸溶锅10带搅拌。偏钛酸储槽13将制备好的偏钛酸转至偏钛酸计量槽14，偏钛酸计量槽14根据实际需要在指定时间段内将偏钛酸转入碱溶锅15，碱溶锅15将碱溶完成后的浆料转入碱溶压滤机16。碱溶压滤机16下料至碱溶制浆槽17，碱溶制浆槽17将浆料转至酸溶锅10，同时晶种用盐酸计量槽9将稀盐酸加入酸溶锅10；酸溶锅10再将制备好的浆料转至酸溶压滤机11，酸溶压滤机11下料，在酸溶制浆槽12内制浆，即可得到金红石晶种。
利用本实施例提供的生产***，采用农药废盐酸制备钛白粉晶种的具体过程为：
步骤一、开启蒸发器2，控制蒸发器2负压在370-380Kpa范围内。
步骤二、开启废盐酸储槽1转料泵，给蒸发器2供废盐酸。
步骤三、5min后，蒸发器2开始给气液分离器3供HCl与水蒸气的混合气体；蒸发器2底部有少量含有HCl的稀盐酸排出至废盐酸储槽1。
步骤四、蒸发器2给气液分离器3供汽后，开启吸收塔4，供汽10min后气液分离器3液体被分出，转至废盐酸储槽1，气液分离器3向吸收塔4供汽30min后，将吸收塔4吸收后的浓缩盐酸转至盐酸储槽5。
步骤五、盐酸储槽5内盐酸体积达50m3以后转30m3至盐酸配制槽6；之后再从工业盐酸储槽7转55m3工业盐酸至盐酸配制槽6，搅拌10min，测其浓度；浓度达到27.5％以后转至晶种用盐酸储槽8备用。
步骤六、将制备好的体积为7.5m3的偏钛酸从偏钛酸储槽13转至偏钛酸计量槽14，升温至76℃。
步骤七、碱溶锅15加入5.2m3质量百分比为49％的液碱，升温至90℃。
步骤八、30min内将偏钛酸计量槽14内已升温的偏钛酸转入碱溶锅15(带夹套)，温度升至108℃，陈化2h。
步骤九、碱溶锅15内加入与偏钛酸等体积的脱盐水，温度降低，夹套内加砂滤水，浆料降温至68℃。
步骤十、将碱溶锅15内碱溶完成后的浆料转入碱溶压滤机16，洗涤、直到测滤液中NaOH含量为3.5g/L，滤液转入滤液槽。
步骤十一、下料至碱溶制浆槽17，碱溶制浆槽17中水与浆料的质量比为7:1，搅拌30min。
步骤十二、将碱溶制浆槽17的浆料转15m3至酸溶锅10，从晶种用盐酸计量槽9中加1.2m3的稀盐酸至酸溶锅10，调节pH为3.0，搅拌10min后再加稀盐酸0.1m3，测pH为2.9，升温至48℃。
步骤十三、给酸溶锅10的浆料升温至60℃，再次加盐酸，大约1.9m3，调pH为0.9；打开蒸汽阀门继续升温至107℃沸腾，升温速度1℃/min，陈化120分钟。
步骤十四、测99.2％、总钛浓度为116g/L。
步骤十五、将酸溶锅10制备好的浆料转至酸溶压滤机11，洗涤除去未反应的盐酸、浓缩盐酸带入的NaCl及碱溶后残留的NaOH与盐酸反应生成的NaCl，直到滤液中NaCl含量为0.6g/L。
步骤十六、酸溶压滤机11下料，在酸溶制浆槽12内制浆，总钛浓度为115g/L，即可得到钛白粉金红石晶种。
本实施例制浆得到的金红石晶种是经过除离子的，可以直接加到盐处理工序，省去传统工艺中晶种加到水解工序需经过后续多工序生产而产生的能耗，降低成本。得到的钛白粉金红石晶种按照折钛比为6％的比例加到偏钛酸浆料的盐处理工序中，搅拌均匀；所谓折钛比即钛白粉金红石晶种中含钛量与偏钛酸浆料中含钛量的比值。再将处理好的偏钛酸浆料进行板框压榨，除去多余水分，固含量控制在48％；将压榨后的偏钛酸滤饼下料转至煅烧大窑进行煅烧，得到钛白粉粗品。
实施例2
本实施例的一种采用农药废盐酸制备钛白粉晶种的生产***，基本同实施例1，本实施例采用农药废盐酸制备钛白粉的具体过程为：
步骤一、废盐酸储槽1通过转料泵给蒸发器2供废盐酸，蒸发器2负压在350-360KPa之间波动。
步骤二、蒸发器2给气液分离器3供HCl与水蒸气的混合气体；蒸发器2底部有少量含有HCl的稀盐酸排出至废盐酸储槽1。
步骤三、气液分离器3供汽后开启吸收塔4，气液分离器3液体被分出，转至废盐酸储槽1，气液分离器3向吸收塔供汽，将吸收塔4吸收后的浓缩盐酸转至盐酸储槽5。
步骤四、盐酸储槽5内盐酸体积达50m3以后转30m3至盐酸配制槽6；之后再从工业盐酸储槽7转58m3工业盐酸至盐酸配制槽6，搅拌10min，测其浓度；浓度达到28％以后转至晶种用盐酸储槽8备用。
步骤五、将制备好的7.5m3偏钛酸从偏钛酸储槽13转至偏钛酸计量槽14，升温至76℃。
步骤六、碱溶锅15加5.2m3质量百分比为49％液碱，升温至90℃。
步骤七、30min内将偏钛酸计量槽14内已升温的偏钛酸转入碱溶锅15(带夹套)，温度升至108℃，陈化2h。
步骤八、碱溶锅15内加入与偏钛酸等体积的脱盐水，温度降低，夹套内加砂滤水，浆料降温至65℃。
步骤九、将碱溶锅15内碱溶完成后的浆料转入碱溶压滤机16，洗涤、直到测滤液中NaOH含量为2.3g/L，滤液转入滤液槽。
步骤十、下料至碱溶制浆槽17，碱溶制浆槽17中水与浆料的质量比为7:1，搅拌30min。
步骤十一、将碱溶制浆槽17的浆料转15m3至酸溶锅10，从晶种用盐酸计量槽9加1.3m3的稀盐酸至酸溶锅10，调节pH为2.5，搅拌10min后再测pH为2.8，升温至46℃。
步骤十二、给酸溶锅10的浆料升温至60℃，再次加盐酸2.0m3，调pH为0.7；打开蒸汽阀门继续升温至106℃沸腾，升温速度1℃/min，陈化120分钟。
步骤十三、测转化率R为99.5％、总钛浓度为115g/L。
步骤十四、将酸溶锅10制备好的浆料转至酸溶压滤机11，洗涤，直到滤液中NaCl含量为0.4g/L。
步骤十五、酸溶压滤机11下料，在酸溶制浆槽12内制浆，总钛浓度为116g/L，即可得到钛白粉金红石晶种。
步骤十六、将制备好的钛白粉金红石晶种按照折钛比为4％的比例加到偏钛酸浆料的盐处理工序中，搅拌均匀。
步骤十七、将中处理好的偏钛酸浆料进行板框压榨，除去多余水分，固含量控制在50％。
步骤十八、将压榨后的偏钛酸滤饼下料转至煅烧大窑进行煅烧，得到钛白粉粗品。
实施例3
本实施例的一种采用农药废盐酸制备钛白粉晶种的生产***，基本同实施例1，本实施例采用农药废盐酸制备钛白粉的具体过程为：
步骤一、废盐酸储槽1通过转料泵给蒸发器2供废盐酸，蒸发器2负压在300-400KPa之间波动。
步骤二、蒸发器2给气液分离器3供HCl与水蒸气的混合气体；蒸发器2底部有少量含有HCl的稀盐酸排出至废盐酸储槽1。
步骤三、气液分离器3供汽后开启吸收塔4，气液分离器3液体被分出，转至废盐酸储槽1，气液分离器3向吸收塔供汽，将吸收塔4吸收后的浓缩盐酸转至盐酸储槽5。
步骤四、盐酸储槽5内盐酸体积达50m3以后转30m3至盐酸配制槽6；之后再从工业盐酸储槽7转30m3工业盐酸至盐酸配制槽6，搅拌10min，测其浓度；浓度达到25％以后转至晶种用盐酸储槽8备用。
步骤五、将制备好的7.5m3偏钛酸从偏钛酸储槽13转至偏钛酸计量槽14，升温至80℃。
步骤六、碱溶锅15加5.2m3质量百分比为49％液碱，升温至95℃。
步骤七、30min内将偏钛酸计量槽14内已升温的偏钛酸转入碱溶锅15(带夹套)，温度升至108℃，陈化2h。
步骤八、碱溶锅15内加入与偏钛酸等体积的脱盐水，温度降低，夹套内加砂滤水，浆料降温至60℃。
步骤九、将碱溶锅15内碱溶完成后的浆料转入碱溶压滤机16，洗涤、直到测滤液中NaOH含量为2.8g/L，滤液转入滤液槽。
步骤十、下料至碱溶制浆槽17，碱溶制浆槽17中水与浆料的质量比为7:1，搅拌30min。
步骤十一、将碱溶制浆槽17的浆料转15m3至酸溶锅10，从晶种用盐酸计量槽9加1.3m3的稀盐酸至酸溶锅10，调节pH为2.5，搅拌10min后再测pH为2.8，升温至46℃。
步骤十二、给酸溶锅10的浆料升温至65℃，再次加盐酸1.2m3，调pH为1.0；打开蒸汽阀门继续升温至110℃沸腾，升温速度1℃/min，陈化120分钟。
步骤十三、测转化率R为98.7％、总钛浓度为110g/L。
步骤十四、将酸溶锅10制备好的浆料转至酸溶压滤机11，洗涤，直到滤液中NaCl含量为0.2g/L。
步骤十五、酸溶压滤机11下料，在酸溶制浆槽12内制浆，总钛浓度为113g/L，即可得到钛白粉金红石晶种。
步骤十六、将制备好的钛白粉金红石晶种按照折钛比为5％的比例加到偏钛酸浆料的盐处理工序中，搅拌均匀。
步骤十七、将中处理好的偏钛酸浆料进行板框压榨，除去多余水分，固含量控制在49％。
步骤十八、将压榨后的偏钛酸滤饼下料转至煅烧大窑进行煅烧，得到钛白粉粗品。
实施例4
本实施例的一种采用农药废盐酸制备钛白粉晶种的生产***，基本同实施例1，本实施例采用农药废盐酸制备钛白粉的具体过程为：
步骤一、废盐酸储槽1通过转料泵给蒸发器2供废盐酸，蒸发器2负压在320-350KPa之间波动。
步骤二、蒸发器2给气液分离器3供HCl与水蒸气的混合气体；蒸发器2底部有少量含有HCl的稀盐酸排出至废盐酸储槽1。
步骤三、气液分离器3供汽后开启吸收塔4，气液分离器3液体被分出，转至废盐酸储槽1，气液分离器3向吸收塔供汽，将吸收塔4吸收后的浓缩盐酸转至盐酸储槽5。
步骤四、盐酸储槽5内盐酸体积达50m3以后转30m3至盐酸配制槽6；之后再从工业盐酸储槽7转60m3工业盐酸至盐酸配制槽6，搅拌10min，测其浓度；浓度达到31％以后转至晶种用盐酸储槽8备用。
步骤五、将制备好的7.5m3偏钛酸从偏钛酸储槽13转至偏钛酸计量槽14，升温至60℃。
步骤六、碱溶锅15加5.2m3质量百分比为49％液碱，升温至75℃。
步骤七、30min内将偏钛酸计量槽14内已升温的偏钛酸转入碱溶锅15(带夹套)，温度升至108℃，陈化2h。
步骤八、碱溶锅15内加入与偏钛酸等体积的脱盐水，温度降低，夹套内加砂滤水，浆料降温至70℃。
步骤九、将碱溶锅15内碱溶完成后的浆料转入碱溶压滤机16，洗涤、直到测滤液中NaOH含量为3.8g/L，滤液转入滤液槽。
步骤十、下料至碱溶制浆槽17，碱溶制浆槽17中水与浆料的质量比为7:1，搅拌30min。
步骤十一、将碱溶制浆槽17的浆料转15m3至酸溶锅10，从晶种用盐酸计量槽9加1.3m3的稀盐酸至酸溶锅10，调节pH为2.5，搅拌10min后再测pH为2.8，升温至46℃。
步骤十二、给酸溶锅10的浆料升温至60℃，再次加盐酸调pH为0.6；打开蒸汽阀门继续升温至100℃沸腾，升温速度1℃/min，陈化120分钟。
步骤十三、测转化率R为99.1％、总钛浓度为114g/L。
步骤十四、将酸溶锅10制备好的浆料转至酸溶压滤机11，洗涤，直到滤液中NaCl含量为0.2g/L。
步骤十五、酸溶压滤机11下料，在酸溶制浆槽12内制浆，总钛浓度为115g/L，即可得到钛白粉金红石晶种。
步骤十六、将制备好的钛白粉金红石晶种按照折钛比为4.8％的比例加到偏钛酸浆料的盐处理工序中，搅拌均匀。
步骤十七、将中处理好的偏钛酸浆料进行板框压榨，除去多余水分，固含量控制在49.5％。
步骤十八、将压榨后的偏钛酸滤饼下料转至煅烧大窑进行煅烧，得到钛白粉粗品。
以上示意性的对本发明及其实施方式进行了描述，该描述没有限制性，附图中所示的也只是本发明的实施方式之一，实际的结构并不局限于此。所以，如果本领域的普通技术人员受其启示，在不脱离本发明创造宗旨的情况下，不经创造性的设计出与该技术方案相似的结构方式及实施例，均应属于本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种低成本金红石型钛白粉的制备方法，其特征在于：操作分为废盐酸的浓缩、晶种用盐酸的配置与钛白粉的制备三个部分，对农药废盐酸进行提纯、吸收后获得浓缩后盐酸溶液，再将工业盐酸与浓缩后盐酸溶液按照1:1-2:1的比例混合配置，配置所得晶种用盐酸用于钛白粉晶种制备的酸溶工序，所得钛白粉晶种在制备钛白粉的盐处理工序中加入。
2.根据权利要求1所述的一种低成本金红石型钛白粉的制备方法，其特征在于：制备钛白粉晶种的生产***包括废盐酸浓缩单元、晶种用盐酸配置单元和钛白粉晶种制备单元，所述的废盐酸浓缩单元与晶种用盐酸配置单元相连，废盐酸浓缩单元对农药废盐酸进行提纯、吸收后输入晶种用盐酸配置单元，晶种用盐酸配置单元的输出管道与钛白粉晶种制备单元的酸溶锅(10)相连，晶种用盐酸配置单元配置完成的盐酸输入酸溶锅(10)中。
3.根据权利要求2所述的一种低成本金红石型钛白粉的制备方法，其特征在于：所述的废盐酸浓缩单元包括废盐酸储槽(1)、蒸发器(2)、气液分离器(3)、吸收塔(4)和盐酸储槽(5)，废盐酸储槽(1)与蒸发器(2)相连，蒸发器(2)顶部与气液分离器(3)相连，气液分离器(3)上部与吸收塔(4)相连，吸收塔(4)底部与盐酸储槽(5)相连。
4.根据权利要求3所述的一种低成本金红石型钛白粉的制备方法，其特征在于：蒸发器(2)的水平位置要高于废盐酸储槽(1)，蒸发器(2)底部连有管道至废盐酸储槽(1)；气液分离器(3)底部也连有管道至废盐酸储槽(1)。
5.根据权利要求3或4所述的一种低成本金红石型钛白粉的制备方法，其特征在于：所述的晶种用盐酸配置单元包括盐酸配制槽(6)、工业盐酸储槽(7)和晶种用盐酸储槽(8)，盐酸储槽(5)与盐酸配制槽(6)相连，工业盐酸储槽(7)也与盐酸配制槽(6)相连，盐酸配制槽(6)下端与晶种用盐酸储槽(8)相连。
6.根据权利要求5所述的一种低成本金红石型钛白粉的制备方法，其特征在于：所述的钛白粉晶种制备单元包括酸溶锅(10)、酸溶压滤机(11)、酸溶制浆槽(12)、偏钛酸储槽(13)、偏钛酸计量槽(14)、碱溶锅(15)、碱溶压滤机(16)、碱溶制浆槽(17)；按照物料的输送方向，偏钛酸储槽(13)、偏钛酸计量槽(14)、碱溶锅(15)、碱溶压滤机(16)、碱溶制浆槽(17)、酸溶锅(10)、酸溶压滤机(11)、酸溶制浆槽(12)依次相连，晶种用盐酸储槽(8)通过晶种用盐酸计量槽(9)与酸溶锅(10)相连。
7.根据权利要求6所述的一种低成本金红石型钛白粉的制备方法，其特征在于：农药废盐酸的浓缩及晶种用盐酸的配置具体过程为：
步骤一、开启蒸发器(2)，控制蒸发器(2)负压在300-400KPa之间。
步骤二、开启废盐酸储槽(1)转料泵，给蒸发器(2)供废盐酸。
步骤三、供酸一段时间后，蒸发器(2)开始给气液分离器(3)供HCl与水蒸气的混合气体；
步骤四、蒸发器(2)给气液分离器(3)供汽后开启吸收塔(4)，供汽一段时间后气液分离器(3)液体被分出，转至废盐酸储槽(1)；气液分离器(3)向吸收塔(4)供汽一段时间后，将吸收塔(4)吸收的浓缩盐酸转至盐酸储槽(5)。
步骤五、盐酸储槽(5)内浓缩盐酸体积达50m3以后转30m3至盐酸配制槽(6)；再从工业盐酸储槽(7)转30m3-60m3工业盐酸至盐酸配制槽(6)，搅拌一段时间后测盐酸浓度；浓度达到25％-31％转至晶种用盐酸储槽(8)备用。
8.根据权利要求7所述的一种低成本金红石型钛白粉的制备方法，其特征在于：钛白粉晶种制备的具体过程为：
步骤一、将制备好的偏钛酸从偏钛酸储槽(13)转至偏钛酸计量槽(14)，升温至60-80℃；
步骤二、碱溶锅(15)内加入一定体积质量百分比浓度为49％的液碱，升温至75-95℃；
步骤三、将偏钛酸计量槽(14)内已升温的偏钛酸转入碱溶锅(15)，温度升至108℃，陈化2h；
步骤四、碱溶锅(15)加入与偏钛酸等体积的脱盐水，温度降低，碱溶锅(15)夹套内加砂滤水，将浆料降温至60-70℃；
步骤五、将碱溶锅(15)内碱溶完成后的浆料转入碱溶压滤机(16)，去离子水洗涤，直到滤液中NaOH含量小于5g/L，滤液转入滤液槽；
步骤六、碱溶压滤机(16)中浆料转入碱溶制浆槽(17)，碱溶制浆槽(17)中水与浆料的质量比为7:1，持续搅拌一段时间；
步骤七、将碱溶制浆槽(17)的浆料转至酸溶锅(10)，从晶种用盐酸计量槽(9)加稀盐酸至酸溶锅(10)，调节pH<3.1，搅拌一段时间后再加稀盐酸确保pH<3.1，升温至40-50℃；
步骤八、将酸溶锅(10)的浆料升温至60-65℃，再次加盐酸调节pH为0-1.0；继续升温至100-110℃，陈化120分钟；测金红石转化率R需大于98.5％，总钛浓度为110-120g/L；
步骤九、将酸溶锅(10)制备好的浆料转至酸溶压滤机(11)，去离子水洗涤，直到滤液中NaCl含量低于1g/L；
步骤十、酸溶压滤机(11)下料，在酸溶制浆槽(12)内制浆，控制总钛浓度为110-120g/L，即可得到钛白粉金红石晶种。
9.根据权利要求8所述的一种低成本金红石型钛白粉的制备方法，其特征在于：利用钛白粉金红石晶种制备钛白粉的过程为：
步骤一、将制备好的钛白粉金红石晶种按照折钛比为4％-6％的比例加到偏钛酸浆料的盐处理工序中，搅拌均匀；
步骤二、将步骤一中处理好的偏钛酸浆料进行板框压榨，除去多余水分，固含量控制在48％-50％；
步骤三、将压榨后的偏钛酸滤饼下料转至煅烧大窑进行煅烧，得到钛白粉粗品。
10.根据权利要求9所述的一种低成本金红石型钛白粉的制备方法，其特征在于：酸溶过程中以1℃/min的升温幅度，升温至酸溶温度为100-110℃，呈沸腾状态。
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