鈦白粉實(shí)習(xí)報(bào)告

鈦白粉廠認(rèn)識(shí)實(shí)習(xí)匯報(bào)院系：班級(jí):姓名：學(xué)號(hào)：地點(diǎn)：鈦白粉廠時(shí)間：一：鈦白粉的性質(zhì)和用途鈦白粉學(xué)名二氧化鈦（TiO2），分子量:79.88，是一種白色無(wú)機(jī)顏料，具有無(wú)毒、最佳的不透明性、最佳白度和光亮度，被認(rèn)為是目前世界上性能最佳的一種白色顏料，廣泛應(yīng)用于涂料、塑料、造紙、印刷油墨、化纖、橡膠、化妝品等工業(yè)。鈦白粉有兩種重要結(jié)晶形態(tài)：銳鈦型（Anatase），簡(jiǎn)稱A型和金紅石型(Rutile)，簡(jiǎn)稱R型。涂料工業(yè)是鈦白粉的第一大顧客，尤其是金紅石型鈦白粉，大部分被涂料工業(yè)所消耗。伴隨中國(guó)汽車工業(yè)和建筑業(yè)發(fā)展，涂料工業(yè)不僅從數(shù)量上需要更多的鈦白粉，并且對(duì)品種和質(zhì)量也有更高的規(guī)定。用鈦白粉制造的涂料，色彩鮮艷，遮蓋力高，著色力強(qiáng)，用量省，品種多，對(duì)介質(zhì)的物理穩(wěn)定性可起到保護(hù)作用，并能增強(qiáng)漆膜的機(jī)械強(qiáng)度和附著力，防止裂紋，防止紫外線和水分透過(guò)，延長(zhǎng)漆膜壽命。塑料工業(yè)是鈦白粉的第二大顧客。在塑料中加入鈦白粉，可以提高塑料制品的耐熱、耐光、耐候性，使塑料制品的物理化學(xué)性能得到改善，增強(qiáng)制品的機(jī)械強(qiáng)度，延長(zhǎng)使用壽命。造紙工業(yè)是鈦白粉第三大顧客。鈦白粉作為紙張?zhí)盍?，重要用在高?jí)紙張和薄型紙中。在紙張中加入鈦白粉，可使紙張具有很好的白度，光澤好，強(qiáng)度高，薄而光滑，印刷時(shí)不穿透，質(zhì)量輕。造紙用鈦白粉一般使用未經(jīng)表面處理的銳鈦型鈦白粉，可以起到熒光增白劑的作用，增長(zhǎng)紙張的白度。但層壓紙規(guī)定使用通過(guò)表面處理的金紅石型鈦白粉，以滿足耐光、耐熱的規(guī)定。鈦白粉是高級(jí)油墨中不可缺乏的白色顏料。具有鈦白粉的油墨耐久不變色，表面潤(rùn)濕性好，易于分散。油墨行業(yè)所用的鈦白粉有金紅石型，也有銳鈦型。紡織和化學(xué)纖維行業(yè)是鈦白粉的另一種重要應(yīng)用領(lǐng)域。化纖用鈦白粉重要作為消光劑。因銳鈦型比金紅石型軟，因此一般使用銳鈦型?；w用鈦白粉一般不需表面處理，但某些特殊品種為了減少二氧化鈦的光化學(xué)作用，防止纖維在二氧化鈦光催化的作用下降解，需進(jìn)行表面處理。鈦白粉在橡膠工業(yè)中既作為著色劑，又具有補(bǔ)強(qiáng)、防老化、填充作用。在白色和彩色橡膠制品中加入鈦白粉，在日光照射下，耐日曬，不開(kāi)裂、不變色，且伸展率大及耐酸堿。橡膠用鈦白粉，重要用于汽車輪胎以及膠鞋、橡膠地板、手套、運(yùn)動(dòng)器材等，一般以銳鈦型為主。但用于汽車輪胎生產(chǎn)時(shí)，常加入一定量的金紅石型產(chǎn)品，以增強(qiáng)其抗臭氧和抗紫外線能力。鈦白粉在化妝品中應(yīng)用也日趨廣泛。由于鈦白粉無(wú)毒，遠(yuǎn)比鉛白優(yōu)越，因此多種香粉幾乎都用鈦白粉來(lái)替代鉛白和鋅白。香粉中只須加入5-8%的鈦白粉就可以得到永久白色，使香料更滑膩，有附著力、吸取力和遮蓋力。在水粉和冷霜中鈦白粉可減弱油膩及透明的感覺(jué)。其他多種香料、防曬霜、皂片、白色香皂、剃鬚膏和牙膏中往往也用鈦白粉。用鈦白粉制得的瓷釉透明度強(qiáng)，具有質(zhì)量輕、抗沖擊力強(qiáng)、機(jī)械性能好、色彩鮮艷、不易污染等特點(diǎn)。鈦白粉制造措施也有兩種：硫酸法(SulphateProcess)和氯化法(ChlorideProcess)。

硫酸法是將鈦鐵粉與濃硫酸進(jìn)行酸解反應(yīng)生產(chǎn)硫酸亞鈦，經(jīng)水解生成偏鈦酸，再經(jīng)煅燒、粉碎即得到鈦白粉產(chǎn)品。此法可生產(chǎn)銳鈦型和金紅石型鈦白粉。硫酸法的長(zhǎng)處是能以價(jià)低易得的鈦鐵礦與硫酸為原料，技術(shù)較成熟，設(shè)備簡(jiǎn)樸，防腐蝕材料易處理。其缺陷是流程長(zhǎng)，只能以間歇操作為主，濕法操作，硫酸、水消耗高，廢物及副產(chǎn)物多，對(duì)環(huán)境污染大。氯化法氯化法是將金紅石或高鈦渣粉料與焦炭混合后進(jìn)行高溫氯化生產(chǎn)四氯化鈦，經(jīng)高溫氧化，再通過(guò)濾、水洗、干燥、粉碎得到鈦白粉產(chǎn)品。氯化法只能生產(chǎn)金紅石型產(chǎn)品。氯化法長(zhǎng)處是流程短，生產(chǎn)能力易擴(kuò)大，持續(xù)自動(dòng)化程度高，能耗相對(duì)低，“三廢”少，能得到優(yōu)質(zhì)產(chǎn)品。其缺陷是投資大，設(shè)備構(gòu)造復(fù)雜，對(duì)材料規(guī)定高，要耐高溫、耐腐蝕，裝置難以維修，研究開(kāi)發(fā)難度大。二：鈦白粉的生產(chǎn)工藝硫酸法銳鈦型鈦白粉的工藝簡(jiǎn)述：1、鈦礦粉碎：將購(gòu)進(jìn)的鈦礦砂用雷蒙機(jī)或者風(fēng)掃磨等粉碎成符合工藝規(guī)定的鈦礦粉，并送到儲(chǔ)存和計(jì)量鈦礦粉的料倉(cāng)。2、酸解：用濃硫酸分解鈦礦，制取可溶性的鈦的硫酸鹽。鈦鐵礦的重要成分為偏鈦酸鐵（FeTiO3），是一種弱酸弱堿鹽，可以用強(qiáng)酸把它分解。用過(guò)量的酸就能使反應(yīng)進(jìn)行究竟。由于這個(gè)反應(yīng)是一種放熱反應(yīng)，最高溫度可以到達(dá)250℃，因此必須采用高沸點(diǎn)的酸--硫酸才能適應(yīng)這一反應(yīng)。在酸分解的過(guò)程當(dāng)中，礦粉當(dāng)中的多種雜質(zhì)大部分也被分解，生成對(duì)應(yīng)的可溶性硫酸鹽，并在浸取的時(shí)候與鈦的可溶性鹽一起進(jìn)入溶液當(dāng)中，形成黑鈦液。為了除鐵，用金屬鐵把鈦液中的高價(jià)鐵還原成亞鐵，同步，為了防止亞鐵的再一次氧化，還必須用過(guò)量的金屬鐵把定量的四價(jià)鈦還原成三價(jià)鈦。3、沉降：酸解浸取、還原后來(lái)的體系是一種復(fù)雜的體系，具有可溶性雜質(zhì)和不溶性的雜質(zhì)。鐵、釩、鉻、錳等金屬的硫酸鹽為可溶性的雜質(zhì)，在結(jié)晶或水解、水洗的過(guò)程中除去。不溶性雜質(zhì)中的大多數(shù)，如未分解的鈦礦、沙粒等靠重力的作用可以自然沉降除掉。不溶性雜質(zhì)中的另一部分是硅和鋁的膠體化合物，以及某些初期水解了的鈦，雖然數(shù)量并不大，但具有很高的動(dòng)力穩(wěn)定性，需要此外加沉降劑，強(qiáng)化沉降澄清過(guò)程。4、洗渣:通過(guò)凈化沉降后的泥渣中還具有大量的可溶性與不可溶性的鈦，為保證收率，要通過(guò)用板框壓濾機(jī)壓濾的措施回收其中的大部分可以溶解的鈦元素，不溶性鈦和其他的未溶解雜質(zhì)作為廢渣排掉。5、結(jié)晶:結(jié)晶有兩種方式：冷凍結(jié)晶和真空結(jié)晶。FeSO4溶解度受溶液的溫度影響很大。因此，在構(gòu)成一定的鈦液中，F(xiàn)eSO4的溶解度隨溫度的減少而減少，本工序的重要目的就是使鈦液的溫度減少。5.1

冷凍結(jié)晶是運(yùn)用制冷介質(zhì)(液氨或者氟利昂或者溴化鋰等)的蒸發(fā)帶走熱量，使冷凍鹽水溫度減少，通過(guò)盤管換熱，從而使鈦液的溫度減少下來(lái)，導(dǎo)致FeSO4處在過(guò)飽和狀態(tài)，過(guò)飽和的部分便以含七個(gè)結(jié)晶水的FeSO4?7H2O的形式結(jié)晶析出，同步帶出部分結(jié)晶水，然后將其分離除去。5.2

根據(jù)溶液絕熱蒸發(fā)的原理，運(yùn)用閃蒸的方式使鈦液中的水分迅速絕熱蒸發(fā)，吸取鈦液的熱量從而使鈦液的溫度減少，導(dǎo)致FeSO4處在過(guò)飽和狀態(tài)，過(guò)飽和的部分便以含七個(gè)結(jié)晶水的FeSO4?7H2O的形式結(jié)晶析出，同步帶出部分結(jié)晶水，然后將其分離除去。6、鈦液壓濾:沉降后的鈦液當(dāng)中尚有某些肉眼看不到的懸浮雜質(zhì)，這些雜質(zhì)假如不除去的話，將會(huì)影響到成品的色相。因此，必須要進(jìn)行精密過(guò)濾。運(yùn)用板框壓濾機(jī)，并以木炭粉(或者硅藻土、珍珠巖)為助濾劑進(jìn)行壓濾，運(yùn)用木炭粉的強(qiáng)吸附作用深入除去鈦液中的不溶性雜質(zhì)，到達(dá)凈化的目的。7、濃縮:濃縮是為了將鈦液的濃度提高到水解所規(guī)定的指標(biāo)。鈦液的沸點(diǎn)較高，已經(jīng)高于鈦液水解的臨界溫度，因此，鈦液的濃縮必須在較低溫度下進(jìn)行。運(yùn)用溶液在真空狀態(tài)下沸點(diǎn)減少的原理，在低溫下使鈦液沸騰，將鈦液中的水分蒸發(fā)掉，使精濾后的鈦液濃度得以提高，以符合水解規(guī)定。8、水解:鈦液的水解是二氧化鈦從液相（鈦液）重新轉(zhuǎn)變?yōu)楣滔嗟倪^(guò)程。鈦液具有一般離子溶液的性質(zhì)，在PH值＞0.5時(shí)便發(fā)生水解。更重要的是，鈦液具有膠體溶液的性質(zhì)。在游離酸很高的狀況下，使其維持沸騰狀態(tài)也會(huì)發(fā)生水解反應(yīng)，這是我們制取一定應(yīng)用性能和制品性能的水合二氧化鈦的根據(jù)。通過(guò)控制加熱的速度，使鈦液按照需要的水解速度發(fā)生水解反應(yīng)，生成我們需要的水和二氧化鈦粒子。9、水洗:水解后的水合二氧化鈦具有硫酸以及鐵、鋁、錳、銅、鎳、釩、鉛等離子，這些離子假如伴隨水合二氧化鈦進(jìn)入轉(zhuǎn)窯，通過(guò)煅燒就生成對(duì)應(yīng)的氧化物，顯示多種顏色，從而不一樣程度的污染產(chǎn)品，因此必須進(jìn)行水洗，將它們除去。水合二氧化鈦不溶于水，而硫酸以及鐵、鋁、錳、銅、鎳、釩、鉛等離子是可以溶于水的，這是進(jìn)行水洗的先決條件，運(yùn)用洗滌用水和水合二氧化鈦中雜質(zhì)離子的濃度差將雜質(zhì)用水除去。水洗過(guò)程重要是防止可溶性的雜質(zhì)離子轉(zhuǎn)變成不溶性的雜質(zhì)沉淀，因此，對(duì)洗滌水中的鐵以及其他固體雜質(zhì)的含量有一定的規(guī)定，否則雜質(zhì)在水合二氧化鈦上積聚而污染產(chǎn)品。10、漂白:通過(guò)初次水洗的偏鈦酸，在一定的濃度下，加入定量的濃硫酸，使部分偏鈦酸與濃硫酸反應(yīng)生成硫酸氧鈦，然后加入鋁粉，把硫酸氧鈦溶于水中的四價(jià)鈦還原成三價(jià)鈦，保持漂白后來(lái)的料液中有一定量的三價(jià)鈦，把在水洗過(guò)程中又被氧化的鐵離子還原為低價(jià)鈦鐵離子，使偏鈦酸洗滌的更徹底。11、鹽處理:偏鈦酸在煅燒前需要加入不一樣類型的添加劑，以使得在煅燒過(guò)程中，溫度合適，內(nèi)部變化平穩(wěn)，使成品的二氧化鈦具有穩(wěn)定的晶型，良好的色相、光澤，很好的著色力、遮蓋力，較低的吸油量和合適的晶粒大小、形狀，以及在使用介質(zhì)中良好的分散性。鹽處理劑的作用如下：加入鉀鹽，可以使產(chǎn)品疏松、潔白，并且減少脫硫的溫度，變化煅燒的條件，提高著色力等顏料性能；加入磷酸，可以使產(chǎn)品質(zhì)地柔軟，色澤比較白，并提高產(chǎn)品的耐候性。12、煅燒:煅燒是把水合二氧化鈦通過(guò)脫水、脫硫轉(zhuǎn)變?yōu)殇J鈦型二氧化鈦。高溫下，將水合二氧化鈦中的游離水、結(jié)合水、三氧化硫等除去，然后在高溫區(qū)進(jìn)行晶型的整頓和轉(zhuǎn)化，形成二氧化鈦的顆粒料。13、粉碎和包裝:將煅燒后的有些粘結(jié)的物料進(jìn)行破碎。物料在雷蒙機(jī)內(nèi)，通過(guò)高速旋轉(zhuǎn)的磨輥和磨環(huán)的撞擊，迅速被粉碎，再通過(guò)度級(jí)葉輪的分級(jí)，粗料返回粉碎室細(xì)料進(jìn)入袋濾器，經(jīng)星型下料器進(jìn)入螺旋送料器，送至成品料倉(cāng)，進(jìn)行包裝后即為成品。三：認(rèn)識(shí)實(shí)習(xí)心得一天的參觀實(shí)習(xí)很快就結(jié)束了，我覺(jué)得這種形式的參觀實(shí)習(xí)非常的故意思，由于這比坐在課堂里聽(tīng)講來(lái)得更為實(shí)際、直觀。通過(guò)實(shí)地參觀，我理解了工廠進(jìn)行材料加工實(shí)際生產(chǎn)的設(shè)備、工藝、產(chǎn)品缺陷等技術(shù)問(wèn)題，對(duì)材料生產(chǎn)的各個(gè)環(huán)節(jié)和重要設(shè)備均有了一定認(rèn)識(shí)，并對(duì)這幾家工廠或企業(yè)有了一定的理解。我感到自己真的是學(xué)到了諸多知識(shí)，不僅包括需要理解、掌握的與材料專業(yè)有關(guān)的知識(shí)，也提高了我在生產(chǎn)實(shí)踐中認(rèn)識(shí)、分析問(wèn)題的能力，還使我可以從材料技術(shù)、企業(yè)戰(zhàn)略、經(jīng)濟(jì)發(fā)展等問(wèn)題進(jìn)行綜合考慮。通過(guò)這一天的認(rèn)識(shí)實(shí)習(xí)，我感覺(jué)到了伴隨科技的不停發(fā)展，新工藝，新技術(shù)的發(fā)明和引進(jìn)，安全問(wèn)題，環(huán)境問(wèn)題等等一系列問(wèn)題都正在被處理。作為一名工科大學(xué)生，應(yīng)當(dāng)更多地得到這方面的鍛