国产隔膜压滤机代替真空叶滤机用于钛白粉生产一二次水洗的可行性分析.docVIP

国产隔膜压滤机代替真空叶滤机用于钛白粉 生产中一、二次水洗的可行性分析 唐 建 中盐湖南株洲化工集团 （湖南株洲 412004） 摘 要 硫酸法钛白粉生产工艺中水洗工序是影响钛白粉质量的关键岗位，传统钛白粉工艺一直采用真空叶滤机作为一、二次水洗设备。近年来随着引进几套钛白粉生产装置中进口隔膜压滤机的国内成功应用，使得国产隔膜压滤机生产厂商和钛白粉厂家一直在努力摸索使其试用。中盐株化是第一家在3.0万t/a扩改装置上全部用国产隔膜压滤设备代替真空叶滤机的钛白粉生产企业，通过二年多的改进和运行证明，完全可以用国产隔膜压滤设备作为钛白粉生产中的一、二次水洗。 关键词 国产隔膜压滤机 真空叶滤机 钛白粉 可行性 0 前 言 在硫酸法钛白粉生产工艺中，水解后的水合二氧化钛表面吸附着大量的游离酸，这些被吸附的游离酸中含有大量的硫酸亚铁以及铬、钒、锰、铜、铅等金属的硫酸盐，这些杂质的存在会严重影响钛白粉的光学性质和颜料性能。钛白粉生产工艺中常用水洗的方法来解决除杂质问题。水洗的目的是利用水合二氧化钛颗粒不溶于水，而一些低价金属杂质的硫酸盐溶于水的特点，通过水洗把吸附在水合二氧化钛表面上的游离酸、未水解的钛液以及以铁为主的可溶性杂质离子用水洗掉，从而达到净化水合二氧化钛的目的。 传统的硫酸法钛白粉生产工艺中，水洗设备主要为真空叶滤机，它用来作为水合二氧化钛过滤和洗涤。在此生产工序中，洗涤比过滤更重要，因此选择一种合适的兼有充分洗涤功能的液固分离过程与洗涤设备是十分必要的。 近年来随着几套钛白粉引进装置的投产，国外隔膜压滤技术开始替代传统的真空叶滤机用于水洗。由于进口设备操作难度大、造价高、加上专有技术的必威体育官网网址，隔膜压滤机一直未能在钛白粉行业水洗工序得到大规模推广和使用。 中盐株化钛白粉厂在2005年1.5万t/a扩改到3.0万t/a钛白粉工程中，在国内率先全部采用河北景津集团生产的隔膜压滤机代替真空叶滤机用于钛白粉生产中一、二次水洗，经过二年多的操作条件、工艺路线摸索和部分设备的改进，可以证明：国产隔膜压滤机用在钛白粉生产中使用情况较好，可完全代替传统真空叶滤机用于一、二次水洗。 1 传统的真空叶滤机使用状况 传统的叶滤机，又称莫尔（Moor）式过滤机，从过滤推动力可分为加压和真空两种类型。钛白粉生产装置主要采用真空叶滤机作为一、二次水洗设备。该机的叶片呈长方形，每片过滤面积为3~8m2（两面），板上面开有拉槽和孔，开槽率一般不低于50%，每个叶片内部接有2~4根真空管，10~30块叶滤片组成一组；每块叶片中的真空管与该组上部的真空总管相连接，每块叶片表面套有（或粘贴、嵌入）耐酸工业滤布；叶片的材质大多选用硬聚氯乙烯（PVC）、聚丙烯、ABS、硬橡胶、木材等耐酸性能良好的材料制成。 在进行偏钛酸（水合二氧化钛）水洗操作时，首先将真空叶滤机中叶片用桥式吊车吊入偏钛酸浆料槽中，该偏钛酸浆料应事先冷却至60℃以下，以免温度过高损坏叶片及浆料槽中内衬的耐腐蚀材料。待开启真空后，在负压的作用下，浆料中的滤液穿过滤布通过叶片中的集液管（真空管），抽至自动倒液罐，而偏钛酸颗粒截留在滤布上形成滤饼。在吸片时要不断添加浆料，保持叶片始终浸没在浆料中，当滤饼达到一定厚度后，在保持真空的情况下，将整组叶片吊起，稍许抽干放入一水洗池中，在不断添加清水，并保持叶片完全浸入水中的状态下，进行连续洗涤操作直至洗涤合格。 真空叶滤机是一种较古老的间隙过滤操作设备，在钛白粉生产中一直作为一、二次水洗关键设备。真空叶滤机的结构虽然简单，但是它的排液系统还是比较复杂，排液系统性能的好坏直接影响水洗过程的平稳操作和物料回收。我国目前钛白粉企业大多使用的排液设备有两种：小型企业一段仍用自动倒液罐，大中型企业多采用卧式自动连续排液系统。由于它结构简单、造价较低、生产能力很大、没有任何传动部件、维修保养较方便；并同时具备过滤与水洗的功能，特别是对滤饼的洗涤很充分，加上它在水洗操作时整个叶片浸没在水中操作，可以防止滤饼（偏钛酸）接触空气，避免滤饼中的低价铁（硫酸亚铁）等离子在空气中被氧化成高价状态而无法洗掉，因此在国内外钛白粉行业中得到广泛使用。但真空叶滤机主要缺点是耗水量较大、劳动强度高、属于间断生产，不易实现自控状况，同时设备占地较多、一次投资费用较高等。 2 国产隔膜压滤机在我厂使用情况 从2005年开始，中盐株化在3.0万t/a钛白粉扩改工程中首次全部使用国产隔膜压滤机作为钛白粉生产的一次、二次水洗设备。我们是在无任何技术资料的情况下，进行试车、生产摸索操作条件。但因设计上的缺陷和部分辅助设备的选型等问题，在试生产阶段隔膜压滤机的生产能力、工艺质量控制合格率一直较低，很难达到设计能力。主要表现在： ①试车阶段隔膜压滤机的进料泵扬程偏高、流量小，造成启