新型有機(jī)還原劑用于鈦白生產(chǎn)工藝的可行性研究

翟曉康，甘 影，李 慶

[安徽金星鈦白（集團(tuán)）有限公司，安徽馬鞍山 243051]

在硫酸法鈦白粉生產(chǎn)中，水解工序異常重要，但雜質(zhì)粒子的去除也非常關(guān)鍵[1]。目前常見(jiàn)的偏鈦酸洗滌有負(fù)壓莫爾洗滌和正壓隔膜洗滌兩種方式，其目的都是將鐵在短時(shí)間內(nèi)通過(guò)大量的水帶走。為了降低偏鈦酸中的有色金屬雜質(zhì)元素，增加了三價(jià)鈦制備、漂白和二次洗滌單元，這三個(gè)單元基本上是目前硫酸法鈦白裝置必不可少的標(biāo)準(zhǔn)配置[2]。其主要目的是將一次洗滌合格后的偏鈦酸通過(guò)三價(jià)鈦的還原作用，將Fe3+還原至Fe2+，以鐵為主，同時(shí)作用于其他重金屬離子，在二次洗滌中予以洗滌除去，達(dá)到降低鐵含量的目的。本實(shí)驗(yàn)就是摸索新型有機(jī)還原劑對(duì)不同鹽處理產(chǎn)品的影響程度，實(shí)驗(yàn)以H-131作為漂白還原劑，在實(shí)驗(yàn)室選取加入H-131還原劑的鹽處理前物料，實(shí)驗(yàn)室模擬鹽處理、烘干、煅燒過(guò)程，根據(jù)煅燒實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)判定該還原劑在鈦白生產(chǎn)中的可行性[3]。

1 實(shí)驗(yàn)部分

1.1 試劑及設(shè)備

試劑：足量加入H-131還原劑的鹽處理前物料：偏鈦酸、緩沖液、硫酸鋁溶液、氧化鋅。

設(shè)備：若干500 mL 燒杯、移液管、比重瓶、電子秤、攪拌裝置和加熱裝置。

1.2 實(shí)驗(yàn)方案

選取足量H-131還原劑鹽處理前物料，實(shí)驗(yàn)室模擬鹽處理、烘干及煅燒過(guò)程。實(shí)驗(yàn)分為兩次，每次分為5組，使用H-131還原劑鹽處理前物料，改變鹽處理加量制備不同的鋁鹽（鋅鹽）小樣，再經(jīng)過(guò)相同的烘干煅燒過(guò)程，通過(guò)小樣指標(biāo)數(shù)據(jù)，判斷出H-131還原劑對(duì)不同鹽處理產(chǎn)品的影響程度。

1.3 實(shí)驗(yàn)結(jié)果

煅燒數(shù)據(jù)見(jiàn)表1。

表1 鋁鹽和鋅鹽不同溫度和時(shí)間煅燒數(shù)據(jù)對(duì)比

1.4 數(shù)據(jù)分析

①由上述數(shù)據(jù)可知，使用H-131還原劑制備的鋁鹽和鋅鹽小樣中，鋅鹽小樣的指標(biāo)總體表現(xiàn)較好，尤其在L值和B值上，達(dá)到了一等品的標(biāo)準(zhǔn)，而對(duì)于鋁鹽小樣來(lái)說(shuō)，L值下降較明顯，B值上升較明顯，有多數(shù)不合格品出現(xiàn)。②由小樣指標(biāo)可知，對(duì)于TCS和SCX 兩個(gè)指標(biāo)來(lái)說(shuō)，添加H-131還原劑并未對(duì)其有所影響，同時(shí)較鋁鹽來(lái)說(shuō)，鋅鹽的煅燒強(qiáng)度較低，需要注意轉(zhuǎn)化率的控制。

2 實(shí)驗(yàn)結(jié)果

2.1 轉(zhuǎn)窯指標(biāo)

數(shù)據(jù)中組號(hào)A 為鋁鹽正常三價(jià)鈦還原劑物料，組號(hào)B 為鋁鹽H-131還原劑物料，組號(hào)C 為鋅鹽正常三價(jià)鈦還原劑物料，組號(hào)D 為鋅鹽H-131還原劑物料。物料數(shù)據(jù)對(duì)比見(jiàn)表2。

表2 鋁鹽、鋅鹽使用不同還原劑物料數(shù)據(jù)對(duì)比

2.2 L值、B值指標(biāo)變化趨勢(shì)分析

（1）由A、B 兩組物料的粗品指標(biāo)對(duì)比可知（見(jiàn)表2），使用H-131還原劑物料的鋁鹽粗品各項(xiàng)指標(biāo)下降較明顯，L值平均由95.18下降至94.58，下降幅度為0.6，同時(shí)B值升高0.1左右，且有較多個(gè)批次L值在94.80以下，后期出現(xiàn)B值超2.00的情況，TCS、SCX 基本一致，還原劑物料指標(biāo)表現(xiàn)較差，綜合粗品判級(jí)為不合格品。

（2）由C、D 兩組物料的粗品指標(biāo)對(duì)比可知（見(jiàn)表2），使用H-131還原劑物料的鋅鹽粗品各項(xiàng)指標(biāo)均有不同程度的下降，L值平均由95.50 下降至94.20，下降幅度為0.3，同時(shí)B值升高0.1左右，TCS、SCX基本一致，但對(duì)于鋅鹽粗品來(lái)說(shuō)，L值和B值的可波動(dòng)區(qū)間較大，其還原劑物料指標(biāo)總體表現(xiàn)較好，綜合粗品判級(jí)一等品。

3 結(jié)論

3.1 數(shù)據(jù)分析

根據(jù)上述實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可知，該新型有機(jī)還原劑對(duì)鋁鹽粗品指標(biāo)的影響較大，尤其表現(xiàn)在L值和B值上，存在不合格品的概率較大，不建議后期繼續(xù)試用；而該有機(jī)還原劑對(duì)于鋅鹽粗品來(lái)說(shuō)，影響相對(duì)較少，粗品的合格率較高，可大量試用[4]。綜上所述，在硫酸法鈦白粉生產(chǎn)工藝中，該新型有機(jī)還原劑在鋅鹽粗品生產(chǎn)中具有較高的可行性。

3.2 工藝調(diào)整及優(yōu)化

按照硫酸法鈦白粉加工工藝的技術(shù)要求，在使用還原劑的比例、加工工藝、濃度、時(shí)間、頻率等內(nèi)容上，分析確定符合實(shí)際工藝生產(chǎn)規(guī)范要求，提升還原劑開(kāi)發(fā)研究的精準(zhǔn)性和多樣性，注意操作步驟的細(xì)化，做好記錄，明確過(guò)程，分析結(jié)果[5]。經(jīng)過(guò)精準(zhǔn)的數(shù)據(jù)跟蹤分析，對(duì)每一項(xiàng)操作進(jìn)行生產(chǎn)工藝、成本經(jīng)濟(jì)、環(huán)保效益等要素的分析，明確不同環(huán)境下，不同還原劑的獲取量，達(dá)到更好的優(yōu)化加工工藝的目標(biāo)[6]。

4 結(jié)論

新型有機(jī)還原劑用于鈦白粉生產(chǎn)工藝具有良好效果，符合產(chǎn)業(yè)工藝發(fā)展和工藝生產(chǎn)內(nèi)容需求，符合還原制劑操作研究精準(zhǔn)思路，符合多樣化價(jià)值管理過(guò)程。在工藝、步驟、過(guò)程、結(jié)果等多項(xiàng)要素階段上，實(shí)現(xiàn)了有效的數(shù)據(jù)革新和技術(shù)工藝提升，達(dá)到了鈦白粉工藝綜合水平的提升，縮短了與國(guó)際先進(jìn)工藝之間的距離，符合生產(chǎn)工藝發(fā)展不同環(huán)境條件的要求，是降低成本、提高工藝水平、明確配套產(chǎn)業(yè)服務(wù)價(jià)值的重要關(guān)系方法。