鈦白粉實習(xí)報告

鈦白粉廠認識實習(xí)匯報院系：班級:姓名：學(xué)號：地點：鈦白粉廠時間：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，是一種白色無機顏料，具有無毒、最佳的不透明性、最佳白度和光亮度，被認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），簡稱A型和金紅石型(Rutile)，簡稱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，用量省，品種多，對介質(zhì)的物理穩(wěn)定性可起到保護作用，并能增強漆膜的機械強度和附著力，防止裂紋，防止紫外線和水分透過，延長漆膜壽命。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，增強制品的機械強度，延長使用壽命。造紙工業(yè)是鈦白粉第三大顧客。鈦白粉作為紙張?zhí)盍希匾迷诟呒壖垙埡捅⌒图堉?。在紙張中加入鈦白粉，可使紙張具有很好的白度，光澤好，強度高，薄而光滑，印刷時不穿透，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，增長紙張的白度。但層壓紙規(guī)定使用通過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?；w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。化纖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，又具有補強、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、運動器材等，一般以銳鈦型為主。但用于汽車輪胎生產(chǎn)時，常加入一定量的金紅石型產(chǎn)品，以增強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。由于鈦白粉無毒，遠比鉛白優(yōu)越，因此多種香粉幾乎都用鈦白粉來替代鉛白和鋅白。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。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，具有質(zhì)量輕、抗沖擊力強、機械性能好、色彩鮮艷、不易污染等特點。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。硫酸法的長處是能以價低易得的鈦鐵礦與硫酸為原料，技術(shù)較成熟，設(shè)備簡樸，防腐蝕材料易處理。其缺陷是流程長，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行高溫氯化生產(chǎn)四氯化鈦，經(jīng)高溫氧化，再通過濾、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。氯化法長處是流程短，生產(chǎn)能力易擴大，持續(xù)自動化程度高，能耗相對低，“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，對材料規(guī)定高，要耐高溫、耐腐蝕，裝置難以維修，研究開發(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述：1、鈦礦粉碎：將購進的鈦礦砂用雷蒙機或者風(fēng)掃磨等粉碎成符合工藝規(guī)定的鈦礦粉，并送到儲存和計量鈦礦粉的料倉。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，可以用強酸把它分解。用過量的酸就能使反應(yīng)進行究竟。由于這個反應(yīng)是一種放熱反應(yīng)，最高溫度可以到達250℃，因此必須采用高沸點的酸--硫酸才能適應(yīng)這一反應(yīng)。在酸分解的過程當(dāng)中，礦粉當(dāng)中的多種雜質(zhì)大部分也被分解，生成對應(yīng)的可溶性硫酸鹽，并在浸取的時候與鈦的可溶性鹽一起進入溶液當(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，還必須用過量的金屬鐵把定量的四價鈦還原成三價鈦。3、沉降：酸解浸取、還原后來的體系是一種復(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，但具有很高的動力穩(wěn)定性，需要此外加沉降劑，強化沉降澄清過程。4、洗渣:通過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，要通過用板框壓濾機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，通過盤管換熱，從而使鈦液的溫度減少下來，導(dǎo)致FeSO4處在過飽和狀態(tài)，過飽和的部分便以含七個結(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處在過飽和狀態(tài)，過飽和的部分便以含七個結(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，將會影響到成品的色相。因此，必須要進行精密過濾。運用板框壓濾機，并以木炭粉(或者硅藻土、珍珠巖)為助濾劑進行壓濾，運用木炭粉的強吸附作用深入除去鈦液中的不溶性雜質(zhì)，到達凈化的目的。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行。運用溶液在真空狀態(tài)下沸點減少的原理，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^程。鈦液具有一般離子溶液的性質(zhì)，在PH值＞0.5時便發(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入轉(zhuǎn)窯，通過煅燒就生成對應(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，這是進行水洗的先決條件，運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鈦還原成三價鈦，保持漂白后來的料液中有一定量的三價鈦，把在水洗過程中又被氧化的鐵離子還原為低價鈦鐵離子，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)的物料進行破碎。物料在雷蒙機內(nèi)，通過高速旋轉(zhuǎn)的磨輥和磨環(huán)的撞擊，迅速被粉碎，再通過度級葉輪的分級，粗料返回粉碎室細料進入袋濾器，經(jīng)星型下料器進入螺旋送料器，送至成品料倉，進行包裝后即為成品。三：認識實習(xí)心得一天的參觀實習(xí)很快就結(jié)束了，我覺得這種形式的參觀實習(xí)非常的故意思，由于這比坐在課堂里聽講來得更為實際、直觀。通過實地參觀，我理解了工廠進行材料加工實際生產(chǎn)的設(shè)備、工藝、產(chǎn)品缺陷等技術(shù)問題，對材料生產(chǎn)的各個環(huán)節(jié)和重要設(shè)備均有了一定認識，并對這幾家工廠或企業(yè)有了一定的理解。我感到自己真的是學(xué)到了諸多知識，不僅包括需要理解、掌握的與材料專業(yè)有關(guān)的知識，也提高了我在生產(chǎn)實踐中認識、分析問題的能力，還使我可以從材料技術(shù)、企業(yè)戰(zhàn)略、經(jīng)濟發(fā)展等問題進行綜合考慮。通過這一天的認識實習(xí)，我感覺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，安全問題，環(huán)境問題等等一系列問題都正在被處理。作為一名工科大學(xué)生，應(yīng)當(dāng)更多地得到這方面的鍛