硫酸法钛白粉的生产--酸解、浸取、还原VIP免费

http://www.titaniumdioxide.cn/硫酸法钛白粉的生产--酸解、浸取、还原一、酸解方法根据参与反应的硫酸浓度和最终反应产物的状态，钛铁矿酸解的方法有液相法、两相法和固相法三种。1.液相法采用55%-65％的硫酸，酸解反应在液相进行，反应温度为130℃-140℃，反应时间为12-16h,为了防止早期水解，酸比值（F）控制在3-3.2，直接得到硫酸钛溶液。2.两相法采用65%-80％的硫酸，反应温度为150-200℃，反应时间为6-8h，F值控制在1.8-2.2，加热至有沉淀析出为止，所得产物呈糊状，加水浸取后，生成悬浮溶液，反应率达85％一90％。3.固相法采用80％以上的硫酸，反应剧烈迅速，在5-30min内完成，反应最高温度达250℃，由于硫酸的沸点为338℃，所以能够适应这一要求。所得产物为固相物然后加水浸取为溶液，控制F值在1.6-2.0，最高酸解率可达97％。二、固相法酸解的优点液相法和两相法酸解的反应时间长，耗用硫酸多，钛铁矿的分解率低。与这两种方法比较，固相法具有下列优点：①耗用硫酸量最少；②反应最迅速，可减少加温时间，缩短生产周期，提高设备利用率和产量节约燃料；③酸解率最高；④溶液F值比较低，有利于后期水解的进行；http://www.titaniumdioxide.cn/http://www.titaniumdioxide.cn/⑤设备强度大，生产能力高。正是由于固相法酸解的优点多，所以工业生产一般都采用固相法。三、酸解发生的化学反应钛铁矿的化学组成是偏钛酸亚铁(FeTi03），它是一种弱酸弱碱盐，能与强酸反应，并能进行得比较完全。硫酸分解铁铁矿的反应一般认为是按下列反应式进行：酸解后生成的硫酸钛和硫酸氧钛之间的比例，由酸解条件而定，从反应式(1)、反应式(2)可以看出，每生成lmol的硫酸钛，需要2mo1的硫酸，而每生成lmol的硫酸氧钛，只需要1mol的硫酸。由此可见，硫酸过量得越多，越有利于反应的进行，且生成硫酸钛。四、有效酸在酸解产物浸取所得的钛液中，硫酸主要以三种形式存在：①与钛结合的硫酸；②与其他金属（主要是铁）结合的硫酸；③未被结合，过剩的游离酸。由于无法单独测定与钛结合的酸和游离酸，只能测定这二者的总和，因此就把这两者的总和称为有效酸。http://www.titaniumdioxide.cn/http://www.titaniumdioxide.cn/有效酸=与铁结合的酸＋游离酸同样的钛液，如果经过浓缩或稀释，其浓度变化了，但其性质仍没有变化。五、酸比值及其影响因素，酸比值的高低将产生的影响钛液中有效酸与总钛含量之比值称为酸比值，酸比值又称酸度系数，通常用F来表示：从公式看，游离酸、与钛结合酸和总TiO2含量等三个因素会影响F值。但是F值只是一个酸比值，它在很多情况下，并不能说明一些本质的问题。例如，钛液经过浓缩或稀释后，其总TiO2浓度和有效酸浓度变化了，但其性质和F值是保持不变的，溶液中硫酸氧钛与硫酸钛的比值改变时，游离酸也随之而变，但是其F值却不会改变；有效酸的测定由于终点不够明显，也容易出现误差，因此F值只能作为生产参考，对其数值要结合工艺过程进行具体分析。F值的高低，除了能显示钛液中钛的组成、能评价酸的效果与质量外，还会影响水解速率、水解率和水解产物偏钛酸的结构。六、固相法酸解所得钛液可用硫酸氧钛表达中，既有硫酸钛，也有硫酸氧钛。可以认为，如果全部是硫酸钛，则其F值应为2.45，再加上铁液中尚有一定量的游离酸，那么，其F值更应该大于2.45。但是固http://www.titaniumdioxide.cn/http://www.titaniumdioxide.cn/相法浸取所得的钛液的F值，一般只有1.6-2.0，其F值远远没有达到2.45，更没有超过2.45，因此铁液中硫酸钛的含量不会很多，而铁液的F值＜2.45时，都说明其含量是以硫酸氧钛为主。固相法钛液的F值只有1.6-2.0，就可以用硫酸氧钛表达。在酸解反应的200℃以上，反应物水和反应生成的水都已蒸发了，具备生成Ti(S04)2的条件，但是用酸矿比为(1.45-1.55)：1，不足以将钛变成Ti(S04）2，所以在固相物中还存在TiOS04。Ti(S04）2只存在于固相物，一旦浸取遇水即水解生成TiOS04，因此钛液的钛均以TiOS04的形式存在。七、与钛结合酸和游离酸的计算固相法酸解得的钛液，一般F值在1.6-2.0之间，则FOA值就在30.45％-63.07％之间。F值每相差0.1，则FOA值相差8....