引言

二氧化鈦是一種真有折射率高、消色力強(qiáng)、遮蓋力大、耐 候性強(qiáng)、分散性好、色澤好、物理化學(xué)性能穩(wěn)定等優(yōu)良特性E 的白色無(wú)機(jī)填料，廣泛應(yīng)用于較高檔的涂料、油墨生產(chǎn)中，其 工業(yè)生產(chǎn)方法有硫酸法和氯化法”V ,我國(guó)二氧化鈦行業(yè)以 硫酸法生產(chǎn)為主。偏鈦酸的水洗工序是硫酸法生產(chǎn)二氧化鈦 一個(gè)很重要的環(huán)節(jié)，在硫酸法二氧化鈦生產(chǎn)工藝中，水解后的 水合二氧化鈦表面吸附了大量的游離酸、硫酸亞鐵以及部分 稀有金屬雜質(zhì)，直接影響成品的光學(xué)性質(zhì)和顏料性質(zhì)，水洗目 的就是要除去水解偏鈦酸中的硫酸和以二價(jià)鐵為主的可溶性 的硫酸鹽，一次水洗偏鈦酸濾餅含鐵W1.5&/L。某集團(tuán)的二 氧化鈦廠(chǎng)1.5萬(wàn)t/a二氧化鈦生產(chǎn)線(xiàn)，采用國(guó)產(chǎn)的隔膜壓濾機(jī)代替摩爾葉濾用于二氧化鈦生產(chǎn)中的一、二次水洗，幾年 來(lái)裝置運(yùn)行狀況良好。本研究根據(jù)隔膜壓濾機(jī)洗滌操作條 件，分析影響洗滌效果的因素，優(yōu)化洗滌工藝參數(shù)，對(duì)隔膜壓 濾機(jī)洗滌技術(shù)的推廣應(yīng)用具有重要意義。

隔膜壓濾機(jī)應(yīng)用

某集團(tuán)的二氧化鈦廠(chǎng)于2004年建成1. 5萬(wàn)t/a二氧化鈦 生產(chǎn)線(xiàn)，采用國(guó)產(chǎn)隔膜壓濾機(jī)取代傳統(tǒng)的摩爾葉濾機(jī)來(lái)完成 偏鈦酸的一次和二次水洗任務(wù)，經(jīng)過(guò)幾年的生產(chǎn)實(shí)踐，現(xiàn)有6臺(tái)過(guò)濾面積為350 m2臺(tái)隔膜壓濾機(jī)及配套廢酸冋收裝置已 實(shí)現(xiàn)了連續(xù)穩(wěn)定生產(chǎn)，單臺(tái)隔膜壓濾機(jī)的產(chǎn)能已達(dá)到350 t/ 月，二次水洗后偏鈦酸鐵含量合格（W0. 08 g/L干基），隔膜機(jī) 單位產(chǎn)量的電耗為85.3 kWh/t,摩爾葉濾機(jī)249.9 kWh/t,是 隔膜壓濾機(jī)系統(tǒng)的3倍。隔膜壓濾機(jī)的水耗為每噸TiO₂ 40 t 水，摩爾葉濾機(jī)為每噸TiO₂ 60t左右，每噸TiO₂水耗降低10 -20 t_，經(jīng)隔膜壓濾機(jī)洗滌壓榨后濾餅的固含最可達(dá)65% ~ 70%,后續(xù)干燥工序節(jié)省了大量的燃料消耗，降低了生產(chǎn)成 本’句。國(guó)產(chǎn)隔膜壓濾機(jī)用于二氧化鈦生產(chǎn)工藝的一、二次水 洗，具有能耗低、投資少和單臺(tái)設(shè)備產(chǎn)能大等優(yōu)點(diǎn)S ,克服了 摩爾葉濾機(jī)的水耗量大、占地面積大、操作過(guò)程繁雜、環(huán)境差 等不足”，是二氧化鈦生產(chǎn)節(jié)能增效的重要手段。

進(jìn)料壓力、進(jìn)料量與進(jìn)料時(shí)間

在改變進(jìn)料壓力的前提下，進(jìn)料體積15m3，漿料濃度控 制在165g/L進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，進(jìn)料壓力、進(jìn)料時(shí)間與進(jìn)料量的關(guān)系可知:進(jìn)料量隨著壓力的增加而增大，但并不成倍 增加，因此在濾板可以承受壓力的前提下，盡量提升進(jìn)料壓 力，有利于縮短進(jìn)料時(shí)間.提高圧濾機(jī)的使用率，生產(chǎn)中進(jìn)料 壓力一般取0.45 MPa較適宜，同時(shí)還發(fā)現(xiàn)，進(jìn)料前15 min,進(jìn) 料體積可以達(dá)到10 ~ 12m3，前段時(shí)間進(jìn)料瞬時(shí)流速大，后段流速小，漿料基本：在前15min填充濾板之間的空間，后段只 是一個(gè)補(bǔ)充的作用，因而太長(zhǎng)的進(jìn)料時(shí)間不可取，進(jìn)料時(shí)間為 30min較適宜.，

洗滌時(shí)間

對(duì)同一批水解偏鈦酸物料在同一臺(tái)壓濾機(jī)進(jìn)行試驗(yàn)。釆 用進(jìn)料30 min,進(jìn)料15氐，濃度165 g/L,改變中心洗滌時(shí)間、洗滌時(shí)間進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，洗滌周期為 h.觀(guān)察洗滌效果，可以看出，洗滌時(shí)間的分配對(duì)洗滌效果有?定影 響,C的效果較佳，水洗濃度最低，打漿鐵含量。

水洗溫度和酸度

水洗的目的是除去偏鈦酸中游離酸及鐵等金屬硫酸鹽， 溫度影響金屬硫酸鹽在水中溶解度，酸度決定水解生成氫氧 化物沉淀時(shí)的pH,不同的水洗溫度和酸度對(duì)洗滌效果的影響所示，提高水洗溫度降低濾液黏度，增加亞鐵鹽的溶解度,加快除鐵速率，縮短水洗時(shí)間,減少用水量。 洗水中的鐵含量隨pH增加逐漸下降,pH達(dá)到1. 5左右時(shí)達(dá) 到最低點(diǎn)。因?yàn)閬嗚F離子逐漸被氧化為Fe^3t?,開(kāi)始水解成 Fe（OH）₃沉淀難被洗去。有報(bào)道在洗水中加入檸檬酸絡(luò)合 Fe³⁺，可抑制Fe^3t的水解，明顯降低水洗后偏鈦酸中的鐵含 量⑻。工業(yè)生產(chǎn)中，水洗溫度50 -60℃（冬季），40 -50 ℃（夏季），酸度pH = 1.5，洗滌效果較好。

濾布

在洗滌方式確定的條件下，合理地選擇濾布將直接影響洗滌效果，由于物料和洗滌環(huán)境處于酸性條件下，首先考慮合成纖維等耐酸性濾布。其次濾布的松散度與透氣性影響水洗 速度和滲透性，聚酯長(zhǎng)纖維織物緊密、滲透少，但容易堵塞，影 響水洗速度,濾布清洗次數(shù)增多;短纖維濾布較松軟，滲透性 好易過(guò)濾洗滌，但容易跑濾。工業(yè)生產(chǎn)中選用758AB濾布較 適宜。

結(jié)語(yǔ)

（1）隔膜壓濾機(jī)具有能耗低、投資少和單臺(tái)設(shè)備產(chǎn)能大等 優(yōu)點(diǎn)，釆用先進(jìn)的隔膜壓濾機(jī)取代傳統(tǒng)的摩爾葉濾機(jī)用于二 氧化鈦水洗是節(jié)能減排的優(yōu)選裝置。

（2）從進(jìn)料壓力、進(jìn)料量與進(jìn)料時(shí)間，洗滌方式、洗滌時(shí)間，水洗溫度與酸度、濾布等方面，分析了影響隔膜壓濾機(jī)水洗洗滌效果的因素，得到隔膜壓濾機(jī)水洗較佳工藝參數(shù)為：進(jìn)料量15m3，進(jìn)料30min,濃度165 g/L,水溫度50 – 60 ℃(冬季)，40 ~ 50 ℃(夏季)，酸度pH = 1.5,洗滌周期3h, 一次水洗偏鈦酸 濾餅含鐵≤1.5 g/L。

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