钛白粉生产工艺之偏钛酸的煅烧

硫酸法钛白生产中，偏钛酸是通过高温煅烧转变为二氧化钛的。煅烧过程主要是除去偏钛酸中

　　的水份和三氧化硫，同时使二氧化钛转变成所需要的晶型，并呈现出钛白的基本颜料性能。 偏钛酸煅烧是一个强烈的吸热过程，工业上都采用回转窑煅烧。煅烧工序是由偏钛酸输送、二

　　氧化钛冷却及输送、窑后排风收尘和燃料供给系统所组成。 经过盐处理的偏钛酸料浆，送至煅烧工序的储槽内，然后用积压泵(或软管泵)打入内燃式回转窑内进行煅烧。若生产电焊条、冶金、搪瓷、电容器等级别的钛白粉，水解大都采用常压法，其 所得的偏钛酸颗粒较粗，为节约燃料起见，可用离心机甩干后，用固体输送设备直接送至煅烧工序， 再用斗式提升机将偏钛酸块料加入窑内进行煅烧。迥转窑由变速电动机传动，可根据浆料、温度等 工艺条件的要求进行调速。窑内采用逆流加热，从窑尾端加入的偏钛酸，随着回转窑的旋转，被带 到一定高度后，由于自身的转动而不断的升起和落下。由于窑体有 2%-4%的倾斜度，物料每升起 再落下一次，便向窑头方向前进一定的距离，偏钛酸就是借助重力作用，向窑前移动;燃料及助燃 空气由较低的窑头端入窑，经燃烧产生的高温气体自窑头向窑尾流动，与偏钛酸浆料成了逆流运行。 偏钛酸就是这样从窑尾送到窑头，同时在温度逐渐升高的过程中完成脱水、脱硫、晶型转化和粒子 成长等一系列物理化学变化，而形成一定晶型的钛白粉产品。钛白粉经窑头下料口落入冷却转鼓进 行冷却，然后通过斗式提升机送至储粉斗，备粉碎之用。

　　燃烧生成的大量废气从窑尾排出，其中除燃烧产物，水汽、三氧化硫外，带有部分二氧化钛粉 尘(俗称窑灰)。为了提高回收率，需将废气送入收尘系统以回收二氧化钛粉尘。工业上采用重力收 尘(如沉降室)，湿法收尘(喷淋装置)，离心收尘(旋风分离器)及电收尘(静电收尘器)等，分 离粉尘后的尾气含有一定量的三氧化硫，经三氧化硫吸收装置降低到符合排放标准后排空。

　　如采用煤气及天然气等气体燃料，可直接通过一定规格的喷嘴进入窑内燃烧，如用柴油等液体 燃料，尚需附有燃油储罐、喷油、雾化等装置。燃烧所需的氧气来自空气，用鼓风机将空气送至窑 头助燃。

　　A、 偏钛酸燃烧的物理化学变化 偏钛酸燃烧时，除脱水脱硫外，最主要的是晶型转化及粒子成长两个过程;具有颜料性能的钛

　　白粉有锐钛型及金红石型两种晶型。 燃烧窑的区域划分：燃烧窑按偏钛酸在各部位发生的不同变化，可划分为干燥区、晶型转化区和粒子成长区三个区域。窑内的温度根据窑的大小、物料离热源中心的远近和热电偶所放测温点的 位置离热源点的远近都有关系，各厂不一样，一般温度范围如表 6-2：

　　表 6-2 煅烧迥转窑各区域的温度范围表

区域

干燥区

晶型转化区

粒子成长区

温度℃

200-800

800-860

860-920

　　各区域中发生的物理化学变化：

1. 干燥区 在干燥区域中，偏钛酸发生脱水和脱硫的变化。这种变化可用下式表示： TiO2.xH2O.ySO3=TiO2+xH2O+ySO3
   　　脱水：偏钛酸所含的水有两种形式：一种是湿存水，即附着在颗粒表面及夹带在颗粒间隙里的 水。这部分水与 TiO2 的结合不牢固，在 100-200℃之间便蒸发掉。另一种是化合水，即结合在偏钛 酸分子内部的水，这部分水与二氧化钛的结合比较牢固，要在 200-300℃之间才能脱掉。
   　　脱硫：水解生成的偏钛酸浆料中，含有的硫酸大部分是游离酸，通过水洗即可除去。但是占偏 钛酸总量 7%-8%的硫酸，以 SO2 的形式与偏钛酸结合得很牢固。由于偏钛酸形成的条件和夹带的杂 质不同，它所含的硫酸要在 500-800℃间，才能分解成 SO2 和 SO3 气体而脱去。
2. 晶体转化区 一般硫酸法制得的偏钛酸全部是锐钛型晶体。经较低温度的煅烧后，得到的全部是锐钛型钛白粉。这种锐钛型通常在 900℃以下是稳定的，当温度超过 950℃时，就开始向金红石型晶型转化。纯 净的锐钛型晶型必须在 1200℃以上的高温，才能完全转化为金红石型晶型。在这样的高温下煅烧， TiO2 易烧结，为此，必须加入各种金红石型转化促进剂，是其晶型转化的温度降低到 800-860℃之间， 使��其成长的锐钛型晶体顺利地完全地向金红石型晶体转化。
3. 粒子成长区

　　细小晶体聚结成颜料粒子需要获得一定的能量。煅烧温度越高， 粒子成长的速度便越快。在 600℃以下，....