氯化法鈦白粉生產(chǎn)工藝及產(chǎn)污環(huán)節(jié)之研究

趙波 馬艷萍 劉紅星 和奔流

摘 要：氯化法鈦白粉的生產(chǎn)過程是不間斷的生產(chǎn)過程，氯化法生產(chǎn)出來的鈦白粉質(zhì)量更高，化學(xué)性能更好，成本低廉，排放的廢氣物也很少，是適合現(xiàn)代化社會綠色文明建設(shè)的理念，符合我國可持續(xù)發(fā)展的要求，鈦白粉在現(xiàn)代工業(yè)、農(nóng)業(yè)、國防、科學(xué)技術(shù)等領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用，它也是世界上僅次于合成氨和磷酸的第三大無機(jī)化學(xué)品，有著很高的用途價值。龍蟒佰利聯(lián)有限公司秉承著綠色可持續(xù)的發(fā)展理念，開創(chuàng)了氯化法鈦白粉生產(chǎn)，但是即使是產(chǎn)污極少的氯化法也會產(chǎn)生污染，因此要嚴(yán)格管理，本文針對它的生產(chǎn)工藝和產(chǎn)污環(huán)節(jié)進(jìn)行分析，展現(xiàn)了氯化法鈦白粉生產(chǎn)過程。

關(guān)鍵詞：氯化法鈦白粉;生產(chǎn)工藝;產(chǎn)污環(huán)節(jié);研究

鈦白粉又稱二氧化鈦，它呈現(xiàn)白色的粉末狀他是最重要的無機(jī)化工顏料，龍蟒佰利聯(lián)集團(tuán)股份有限公司更是在鈦白粉生產(chǎn)中做出了極大的貢獻(xiàn)，龍蟒佰利聯(lián)總部在河南省焦作市，集團(tuán)經(jīng)過30多年發(fā)展，初步形成了從礦山開發(fā)到原料加工，再到鈦白粉制造，延伸到海綿鈦及高端鈦合金制造的全產(chǎn)業(yè)鏈鈦體系，并涵蓋釩、鋯、鐵、鈧等金屬資源綜合利用體系的高質(zhì)量發(fā)展產(chǎn)業(yè)格局，2018全年鈦白粉產(chǎn)銷超60萬t，龍蟒佰利集團(tuán)積極響應(yīng)高質(zhì)量發(fā)展的政策引導(dǎo)，秉持綠色、智能、清潔、高效、可持續(xù)的發(fā)展理念，首創(chuàng)了硫酸法、氯化法產(chǎn)業(yè)鏈硫氯耦合綠色發(fā)展工藝，為鈦白粉的發(fā)展做出了先鋒模范作用，

1 氯化法鈦白粉生產(chǎn)工藝

鈦白粉的制作方法主要有硫酸法和氯化法兩種，但是硫酸法制作的時間長，對水資源消耗大，產(chǎn)生的廢棄物對環(huán)境破壞污染嚴(yán)重。所以企業(yè)采用氯化法制作鈦白粉，對環(huán)境保護(hù)非常有意義。氯化法一般采用富鈦渣作為原材料，以石油焦為還原劑，在高溫下通過氯氣氯化從而生成氯化鈦，然后在高溫下進(jìn)一步氧化成氧化碳，通過進(jìn)一步的過程從而得到鈦白粉，通過這樣的過程。得到的鈦白粉，它消耗的能量，制作流程很短，可以進(jìn)行連續(xù)化的操作，從而擴(kuò)大產(chǎn)量，最重要的是對環(huán)境的污染非常小，而且產(chǎn)生的廢棄物少[1]。

氯化法的工藝流程主要分為氯化、氧化、后處理這三個主要階段。配料、氯化、精制、氧化、處理這五個具體的階段，

首先是鈦白粉氯化法的配料，將提濃處理過的高鈦渣與石油焦，按照一定的比例放到輸送機(jī)里，經(jīng)過初次的混合后，再放入流化裝置中，然后經(jīng)過放置處理，送到氯化階段。

然后就是氯化階段，將提前混合好的高鈦渣和石油焦加入氯化爐中，與在氯化階段回收的氯氣和重新進(jìn)行補(bǔ)充的氯氣在高溫下產(chǎn)生化學(xué)反應(yīng)，從而生成氯化鈦的混合氣體，氯化反應(yīng)在開始的時候要進(jìn)行電加熱，當(dāng)氯化反應(yīng)開始之后，氯化反應(yīng)會放射出足夠的熱量，這時可以停止外部的電加熱，向氯化鈦的混合氣體中加入釩渣泥漿和粗四氯化鈦泥漿來回收鋁化鈦，并讓反應(yīng)的熱氣流變涼，從而在分離器中分離出釩渣，鐵等氯化物雜質(zhì)，這時候，通過分離器分離排出的含有氯化鈦的氣體就會進(jìn)入冷凝器中，進(jìn)行冷凝后得到液態(tài)的粗氯化鈦，將粗氯化鈦放入精制階段[2]。

在氯化鈦的精致階段，將液態(tài)粗氯化鈦和礦物油按照一定的比例連續(xù)送入到除釩反應(yīng)器裝置中，要控制反應(yīng)器的壓力和溫度，使礦物油和氯化鈦中含有的三氯揚(yáng)釩發(fā)生反應(yīng)，從而生成不溶性的二氯揚(yáng)釩。與此同時，讓四氯化鈦大量蒸發(fā)形成蒸汽，進(jìn)入到蒸餾塔中，從塔頂排出的四硫化態(tài)氣體在經(jīng)過冷凝處理后得到精四氯化碳，除釩反應(yīng)后，將廢棄釩渣返回到氯化階段可以回收四氯化鈦。

然后進(jìn)入氧化階段。從精制階段得到的精四氯化鈦，用裝置加入到四氯化碳預(yù)熱器中，通過燃料油進(jìn)行外部加熱，預(yù)熱后的四氯化鈦氣體進(jìn)入氯化鋁發(fā)生器中，將氯氣和鋁粉按照精確標(biāo)準(zhǔn)加入到氯化鋁發(fā)生器中，通過反應(yīng)生成氯化鋁，利用反應(yīng)產(chǎn)生的熱量進(jìn)一步加熱四氯化鈦，然后氯化鋁和四氯化鈦混合物進(jìn)到氧化反應(yīng)器中[3]。

最后進(jìn)入處理階段，主要是進(jìn)行分散，濕膜表面處理，過濾洗滌，干燥，微粉碎以及成品包裝。通過對氧化階段得來的二氧化鈦加入各種分散劑，均勻攪拌，將鈦白粉進(jìn)行分級除去粗粒子后得到合格的二氧化鈦送到表面處理罐，加入各種表面處理劑，在不同條件下得到不同品種的鈦白粉，表面處理后過濾洗滌，洗滌合格后將其放在干燥機(jī)上，讓水分蒸發(fā)。干燥后送到氣流粉碎機(jī)裝置里，對其進(jìn)行超微粉碎，然后進(jìn)入疊縮機(jī)和整形機(jī)進(jìn)行包裝，這就是氯化法鈦白粉的生產(chǎn)工藝。

2 氯化法鈦白粉產(chǎn)污環(huán)節(jié)

氯化法的產(chǎn)污環(huán)節(jié)主要會產(chǎn)生廢氣，廢水和固體廢棄物。產(chǎn)污環(huán)節(jié)主要在以下幾個階段，主要是在原料破碎階段會產(chǎn)生污染氣體粉塵在進(jìn)行氯化階段會產(chǎn)生氯氣，氯化氫和二氧化硫等污染氣體，同時在四氯化鈦預(yù)熱階段以及氧化階段，干燥階段粉碎階段都會產(chǎn)生粉塵等廢氣產(chǎn)生廢氣的階段，大部分都是連續(xù)產(chǎn)生的廢氣，因此需要對這些階段進(jìn)行針對性的廢氣治理[4]。同時在氯化階段以及洗滌階段和進(jìn)行最后處理階段都會產(chǎn)生污水，除了在后處理過程中，其他階段產(chǎn)生的廢水方式都是階段性產(chǎn)生的，在處理洗滌階段會產(chǎn)生連續(xù)性的廢水，所以對于這些廢水要及時送到污水處理廠處理。除此之外，氯化法生產(chǎn)鈦白粉的過程中，還會出現(xiàn)固體污染物，主要是在鋁化階段產(chǎn)生的廢渣，主要包括氯化物，沒有反應(yīng)的石油焦和少量的重金屬，在氧化階段產(chǎn)生的金屬氧化物和微量的重金屬，這些污染物要送到專門的機(jī)構(gòu)進(jìn)行系統(tǒng)處理。

3 鈦白粉重要性以及產(chǎn)污環(huán)節(jié)處理的重要意義

鈦白粉又稱二氧化鈦，它呈現(xiàn)白色的粉末狀他是最重要的無機(jī)化工顏料，主要在涂料工業(yè)方面發(fā)揮了極大的作用，用鈦白粉制作的涂料，色彩鮮艷，覆蓋性強(qiáng)，著色度高，用量省，種類多，對于介質(zhì)的物理穩(wěn)定可以起到一個很好的保護(hù)作用，同時可以增強(qiáng)漆膜的機(jī)械強(qiáng)度和附著力，防止漆膜產(chǎn)生裂紋，防止紫外線和水分滲透，延長漆膜的使用壽命。

在塑料工業(yè)也大量的使用鈦白粉，在塑料中加入太白粉，可以讓塑料制品的質(zhì)量更好，提高塑料制品的耐熱性，抗光性，從而增強(qiáng)塑料制品的使用壽命，節(jié)省成本。此外，在造紙工業(yè)中也使用鈦白粉，鈦白粉主要是作為紙張的填充料，用在高級紙張和薄紙的制作中，可以使紙張具有比較好的光澤度。

鈦白粉還可以用于油墨中，使油墨耐久不變色，濕潤度著色度好，同時，在化妝品中，幾乎各種粉類都添加有鈦白粉，因為鈦白粉本身無毒，可以減弱皮膚的油膩感還可以增加皮膚透明感，提升妝感效果。

鈦白粉具有化學(xué)性能穩(wěn)定，耐熱，著色度高等一系列優(yōu)秀特點(diǎn)生產(chǎn)高質(zhì)量的鈦白粉對企業(yè)和社會都有重要的意義，龍蟒佰利聯(lián)集團(tuán)開創(chuàng)并采用的氯化法鈦白粉的生產(chǎn)，是一種清潔生產(chǎn)工藝，是未來鈦白粉生產(chǎn)發(fā)展的必經(jīng)之路，但是采用氯化法生產(chǎn)鈦白粉也是會出現(xiàn)一點(diǎn)污染問題，這些污染對人體是有害的，因此必須對產(chǎn)污環(huán)節(jié)進(jìn)行嚴(yán)格把關(guān)，通過對產(chǎn)污環(huán)節(jié)把關(guān)和污水廢氣的處理，真正做到無污染生產(chǎn)，這是十分有意義的，龍蟒佰利聯(lián)集團(tuán)在焦作地區(qū)生產(chǎn)，及時對污水處理有利于焦作當(dāng)?shù)氐乃|(zhì)質(zhì)量不受到破壞，美化當(dāng)?shù)厣鷳B(tài)環(huán)境，增強(qiáng)人民群眾生活質(zhì)量，有利于踐行可持續(xù)發(fā)展理念，為集團(tuán)帶來更大的經(jīng)濟(jì)價值，有利于后代子孫的幸福成長。

4 結(jié)束語

本文針對氯化法鈦白粉的生產(chǎn)，通過對氯化法鈦白粉生產(chǎn)的工藝和產(chǎn)污環(huán)節(jié)進(jìn)行了重點(diǎn)的分析，讓人們意識到鈦白粉的重要作用。有利于氯化法鈦白粉生產(chǎn)工藝的了解，對于無廢氣物的控制處理，減少環(huán)境污染，讓龍蟒佰利聯(lián)集團(tuán)更好的發(fā)展鈦白粉工藝同時做好嚴(yán)格的廢棄物監(jiān)管，秉承國家既要金山銀山，又要綠水青山的經(jīng)濟(jì)發(fā)展理念，讓龍蟒佰利聯(lián)集團(tuán)在未來有著更好的發(fā)展。

參考文獻(xiàn)：

[1]申利，錢春花.影響氯化法鈦白粉表面處理效果的因素[J].中國涂料，2017，32（8）.

[2]李偉.淺析硫酸法鈦白粉生產(chǎn)狀況[J].中國化工貿(mào)易，2017，9（22）.

[3]郭睿.化工產(chǎn)品鈦白粉可持續(xù)發(fā)展能力探源[J].企業(yè)研究，2018（1）：56-57.

[4]黃俊，李榮興，田林，等.氯化法鈦白生產(chǎn)工藝中四氯化鈦氧化微觀反應(yīng)機(jī)理研究進(jìn)展[J].化工進(jìn)展，2018，37 （3）：1054-1061.