塑料工业是钛白粉的二大用户。在塑料中加人钛白粉,可以提高塑料制品的耐热、耐光、耐候性,使塑料制品的物理化学性能得到改善,增强制品的力学强度,延长使用寿命。
造纸工业是钛白粉的第三大用户。钛作为纸张填料,主要用在高级纸张和薄型纸中。在纸张中加人钛白粉,可使纸张具有较好的白度,并且光泽好,强度高,薄而光滑,印刷时不穿透,质量轻。造纸用钛白粉一般使用未经表面处理的锐钛型钛白粉,它可以起到荧光增白剂的作用,增加纸张的白度。但层压纸要求使用经过表面处理的金红石型钛白粉,以满足耐光、耐热的要求。
钛白粉是高级油墨中不可缺少的白色颜料。含有钛白粉的油墨耐久不变色,表面润湿性好,易于分散。油墨行业所用的钛白粉有金红石型,也有锐钛型。
钛白粉煅烧窑的结构类似于氧化铝、水泥等行业中的回转窑,其筒体由钢板卷制而成,内镶砌耐火衬,与水平线形成规定的角度。筒体上套有三件矩形轮带支撑在各档支撑装置上。在中间轮带附近的筒体上用切向弹簧板固定一个大齿圈,其下3Oo处有一小齿轮与其啮合。正常运转时,由主传动电动机经主减速器向该开式齿轮装置传递动力,驱动回转窑。
钛白粉窑主要工作原理为:将经过滤后的二氧化钛水解物滤饼输入具有一定斜度且缓慢回转的窑体尾端(筒体的高端),同时窑头方向(筒体的低端)的燃烧混合室将洁净的火焰及热风吹入窑内对滤饼加以脱水、煅烧。经1000℃以上高温进行脱水、煅烧后的水解二氧化钛滤饼借助倾斜的回转窑体,既沿圆周方向翻滚又沿轴向(从高端向低端)移动,不断完成脱水和煅烧的工艺过程。最终通过窑头罩下部的双液压翻板卸料阀进入冷却机,经冷却、筛分后的物料即为钛白粉成品。
钛白粉厂设计(engineering design of titanium white plant)
以钛铁矿或富钛料(包括钛渣,酸溶性钛渣、天然和人造金红石)为原料,用硫酸法或氯化法生产钛白粉的稀有金属冶炼厂设计。
简史 硫酸法生产钛白粉的工厂设计,开始于20世纪30年代,到1950年只设计了3家钛白粉厂。1950~1960年,新设计的硫酸法钛白粉厂有20余家,总产量达到120.4万t/a。用氯化法生产钛白粉厂的建设始于1958年,其后,类似工厂相继出现。到1985年,钛白粉厂总生产能力约达300万t/a,其中硫酸法约占60%,氯化法占40%。
中国从60年代开始,先后设计建成了30多个钛自粉厂,1989年开始设计年产15000t的钛白粉厂。
设计规模 国外钛白粉厂的设计规模多在年产30000t以上。20世纪80年代末,较大的达到年产288000t,只有日本等少数国家钛白粉厂的设计规模为年产15000~20000t。中国硫酸法钛白粉厂的设计规模达6000t。新建氯化法钛白粉厂,一般年产15000t以上,并留有发展的余地。
产品方案 设计产品品种随应用领域的扩大逐步增多,国外钛白粉产品有700多个牌号,其中应用于涂料工业的约占一半。钛白粉产品品种一般以通用型为主,销量小的特殊品种为辅。为考虑多品种方案,设计应留有余地。20世纪80年代末,欧洲、美洲、亚洲和太平洋地区钛白粉的消费分配率为:涂料工业占55%~67%;塑料工业占14%~16%;造纸工业占6%~20%;橡胶工业占1%~5%;油墨、纺织、陶瓷和其他工业占8%~15%。