白度是鈦白粉最重要的質量指標(biāo)之一。影響鈦白粉白度的因素是複雜的。在鈦白粉的實際生產中,具有實際意義的是二氧化(huà)鈦中的(de)雜質含量和粒徑與粒徑分布。因此,為了提高(gāo)二(èr)氧化鈦的白度,應(yīng)盡(jìn)可能地減少雜質(zhì)含量(liàng)。鈦液中的不溶性雜質在沉降及精濾過程中除去。可溶性雜質在偏鈦酸水洗過程中除去。
我國目前及(jí)今後較長的一(yī)段時間內仍以硫酸(suān)法生產(chǎn)鈦白為主。在(zài)這一生產(chǎn)過程中,"三廢"的(de)排放量較大,鈦白行業(yè)的環境治理問題變得(dé)更加突出,嚴重製約了行業的發展。治汙的費用越來越高。采用先進的(de)生產設備及(jí)生產工藝,最大限度的減(jiǎn)少(shǎo)廢物的排放量,又不使(shǐ)產品的質量降低,成為各企(qǐ)業(yè)追求的目標,也是我(wǒ)國鈦白(bái)行業(yè)能夠發展壯大的必由之路。應用過濾設備對二氧化鈦進行(háng)過濾與水洗,實現二(èr)氧化鈦同其他雜質的(de)分離,過濾設備的發展進(jìn)步為鈦白行業的節能減排提供了保障(zhàng)。
1 過濾設備的分類
工業上用於過濾操作的設備種(zhǒng)類很多,按操作方式不同可分為間歇式和連續式兩類;按照過濾(lǜ)推動力的不同可分為重力(lì)過濾、加(jiā)壓過濾(lǜ)、真空過濾和(hé)離心過濾;按照過濾介質的不同可分(fèn)為粒狀(zhuàng)介質過濾、織物介質過濾和(hé)微空管過濾。
鈦(tài)白工業通常應用的過濾設備有以下幾種:
圓盤過濾機;
真空(kōng)轉(zhuǎn)鼓過(guò)濾機;
真空葉濾機;
板框式壓(yā)濾機;
管式過濾機。
2 過(guò)濾的基本原理
在壓力差的作用下,懸浮液(yè)中的液體透過過濾介質,固體顆粒被(bèi)介質截留,從而實現固液分離。完整的過濾操(cāo)作過程為過濾、洗滌、抽(chōu)幹及卸料四(sì)個階段(duàn)。
過濾設備的生產(chǎn)能力(lì)通常用單(dān)位麵積(jī)上單位時間內積聚的濾餅量表示。過(guò)濾麵積一定時(shí)生(shēng)產能(néng)力取決於過濾速度。達西提出的過濾方程為:
u=dV/Adt=K△P/(?L)
u--液體通過過濾層的平均線速(sù)度,m/s
V--時間t內累積(jī)的濾液體積,m3
A--過濾麵積,m2
t--過濾時間,s
K--濾層的滲透性(xìng)係數,m2
△P--跨過濾層的壓(yā)強(qiáng)降,Pa
?--濾液的粘度,Pa·s
L--濾層的厚度,m
由上(shàng)式看出,在(zài)一定物料下,過濾速度與過濾壓力成正比,即過濾壓力大,過濾(lǜ)速度快。
雖然過濾的(de)基本原理是一樣的,但不同的過濾設備具有各(gè)自不同的特點(diǎn),根(gēn)據各自不同的特點,應用於不同的過(guò)濾過(guò)程。過濾機的選型主要根據濾(lǜ)漿的過濾特性(xìng)、濾漿的特性及生產規模等因素綜合(hé)考慮。
下麵(miàn)簡要介紹一下(xià)幾種過濾設備在鈦白生產(chǎn)中的應(yīng)用及其進展。
3 不同(tóng)類型的過濾設(shè)備的工作特點及在鈦白生產中的應用(yòng)與進展
鈦白生產中的過濾過程分為(wéi)三部分:A)鈦液的分離淨化;B)水解偏鈦酸的過濾水洗;C)後處理物料的過濾水洗。
3.1 應用(yòng)於鈦液的分離淨化的過濾設備
3.11 離心機
主要用於鈦液中(zhōng)硫(liú)酸亞鐵的分離,又分為三足(zú)式離心機、錐蘭式離心機和臥式活塞式離心機。三(sān)足式離心機為問歇操作,勞動強度大。錐蘭式離心(xīn)機和臥(wò)式活塞式離心(xīn)機為連續操作,自動化程度高,硫酸(suān)亞鐵含(hán)水量小,洗滌水少,產出硫酸亞(yà)鐵純度高,二氧化(huà)鈦的流失少。缺點是要求懸浮液的濃(nóng)度高,濾網的耐腐蝕性差(chà),尤(yóu)其是含硫高的鈦(tài)礦(kuàng)影響更大,需經(jīng)常更換濾網。其生產能力小,適用於小規模生產。國內(nèi)有的企業用進口的臥螺(luó)式刮刀離心機(jī)分離能力大,自動(dòng)化程度高(gāo),適合於大規模生產。
3.1.2水平圓盤式過濾機
主要用於鈦液中硫酸亞鐵的分離。是連續真空過濾設備(bèi)。過濾(lǜ)、洗滌、抽幹連續運行,獲得較好的洗滌效果。生產能力大,運(yùn)行平穩,易損件少(shǎo)。缺點是硫酸亞鐵含水量高。
3.1.3 板框壓濾機
板框壓濾機是一種間歇式操作設備,由多塊濾板排列而成,又分為廂式板(bǎn)框壓濾機和隔膜板框壓濾(lǜ)機(jī)。流出液方式為明流與暗流兩(liǎng)種(zhǒng)。黑鈦液(yè)的(de)泥渣分離和控製過濾主要用廂式板框過濾機,一般為明流,便於檢查濾布是否破損及過濾質量。
3.2 應用於水解偏鈦酸的過濾(lǜ)水洗設備
水解偏(piān)鈦(tài)酸的過濾水洗在鈦白生(shēng)產中(zhōng)占有重要位置。水解偏鈦(tài)酸(suān)是具有粒狀結構的凝膠,粘度較大,水解(jiě)偏鈦酸的粒徑分布及雜質含量是(shì)影響水洗質量的內部因素(sù)。過濾設備的正確(què)應用是影響水洗質量的外部因素。
3.2.1 真空葉(yè)濾機
這是我國眾多鈦白企業長期應(yīng)用的水洗設(shè)備。主要用於(yú)水(shuǐ)解(jiě)偏鈦酸的過濾水洗及鹽處理漿料(liào)的脫水。葉片為長方形,每組有10到30塊葉片,每片套有耐酸濾布。在負壓的作用下,濾液穿過(guò)濾布通過葉片中的真空管抽入倒液罐(guàn)中。
利用葉濾機進行水洗方式有兩種,分為高位水洗和低(dī)位水洗。高位水洗即(jí)水洗槽與倒液槽位差在10 m以上,濾液在重(chóng)力作用下進入倒液槽。真空(kōng)穩定,氣流暢通,水洗速度快。國外(wài)應用葉濾機進行水洗的企業(yè)大多采用高位水洗。低(dī)位水洗為水洗(xǐ)槽與(yǔ)倒液係統在同一(yī)水平麵上,這樣布置影響(xiǎng)了(le)濾液的連續排除,造成真(zhēn)空損(sǔn)失及不穩定,延長了水洗時(shí)間,增大了用水量,這是國內許多企業水洗時間長、水的單耗(hào)高的原因之一。
3.2.2 真空(kōng)轉鼓過濾機
真空轉(zhuǎn)鼓過濾機將過濾、洗滌、吹幹、卸料等操作在轉動的轉鼓(gǔ)中完成(chéng),生(shēng)產效率高,生產(chǎn)能力大。缺點是(shì)濾餅的含水量(liàng)大,洗滌不徹底。目前鈦白行業主要用(yòng)於鹽處理漿料的脫水。國外有用於偏鈦酸水(shuǐ)洗的(de)報道。
3.2.3 隔膜板框壓濾機
隔膜板框壓濾機是近幾年來鈦(tài)白(bái)行(háng)業應用(yòng)的過濾水洗設備。由隔膜板(bǎn)與廂式板交叉間隔排列組(zǔ)成(chéng)過濾係(xì)統。濾室是由(yóu)隔膜板和廂式板及夾在濾板之間的濾布組成,過濾洗滌等操作均在濾(lǜ)室內進行,減少了環境汙染。操(cāo)作過程一般為:壓緊濾板(bǎn)、進料過濾、預壓榨、中心洗和角洗(xǐ)、終壓榨、反吹角吹、回程拉板。隔膜板框壓濾機為正壓(yā)過濾水洗設備,因此,過濾、水洗時間短,省(shěng)時節水,水洗效率高(gāo)。生產一個周期為2~3 h,偏鈦酸的水洗單耗在25 m3之內。缺點是濾布的再生較麻煩,拆卸(xiè)繁瑣。所得濾餅硬,打漿費(fèi)時。山東金(jīn)虹太白化(huà)工有限(xiàn)公司進口的高懸梁隔膜壓濾機帶有高壓水洗設備(bèi),可(kě)對濾布進行(háng)水(shuǐ)洗,延長了濾布的使用壽命,提高了工作效率。
隔膜板(bǎn)框壓濾(lǜ)機由於能在較高壓力下對物料(liào)進行壓榨,所得濾(lǜ)餅含水量少,所含遊離水僅為45%。因(yīn)此,應用於煆燒前鹽處理物料的(de)脫水,將得到較好(hǎo)的節能(néng)效果。用真空轉鼓過濾機所得濾餅含(hán)水量為60%,比隔膜板框壓濾機物(wù)料多含15%的水份。按生產lt 鈦白粉計算,煆燒前物料:
隔膜板框壓濾機濾餅含水為l/55%一(yī)1=0.82(t)
真空轉鼓過濾機濾餅含水為l/40%一1=1.5(t)
蒸(zhēng)發1t 水需熱量Q:
(1)1t水由20℃升溫至100℃需熱(rè)量Q1
Ql = cm△t =4.2×10''J/(Kg·℃)×1 000 Kg·(100℃-20℃) = 3.36×108 J
(2)1t水由100℃液(yè)態變成氣態需熱量Q2(水的蒸發熱為2.26×103 J/g)
Q2 = 2.26×103 J/g ×106g = 2.26×109 J
Q = Ql + Q2 = 2.6×109 J
蒸發真空轉鼓過濾機濾餅(bǐng)含水比蒸發隔膜板框壓(yā)濾機濾餅含水多用熱量:
2.6×109 J×(1.5-0.82) = 1.77×109 J = 4.21×105 Kcal
回轉窯煆燒如以天然氣為燃料,天然氣熱值為8500 Kcal/m3,則每生產1 t鈦白粉利用真空轉鼓過濾機生產比用隔膜板框壓濾機生產多耗天燃氣:
4.2l×105 Kcal/8 500 Kcal/m3 = 49.5 m3
按年產50 000 t鈦白粉計算,以現行天然氣價格2元/m3,則增加生產成本:
2×49.5×50 000=4.95×106 (元)
隔膜板框壓濾機用於鹽處理漿料脫(tuō)水的缺點是隨(suí)濾布使用(yòng)時間的延長,鹽處理(lǐ)劑的成分波動大,影響(xiǎng)煆燒效果。
3.2.4 管式過(guò)濾機
國內(nèi)鈦白生產應用還(hái)沒有報道,南京鈦白從(cóng)國外引進,目前還沒有投入生產(鈦白(bái)網(wǎng)報道)。據稱每噸鈦白可省水20 t。其正壓水洗(xǐ),沒有死角。上料、水洗、吹幹、卸料動態連續進行,濾布易於清洗,密(mì)閉生產,占地麵積小。因此,有其它過濾設備不(bú)能比擬(nǐ)的優點。
3.3後處理物料的過濾水洗
應用於後處理(lǐ)物料的過(guò)濾水洗設備目前主要為真空葉濾機和隔膜板框(kuàng)壓濾機。因包膜後處理物(wù)料不(bú)具(jù)有膠體的特點,易於過濾水洗。同樣由於隔膜板框壓濾機壓(yā)榨物料較(jiào)幹,利(lì)於下一工序的脫水幹燥,能夠達到節能的效果(guǒ)。

4 結語
鈦白生產過程中不同的物料選擇適宜的過濾設備(bèi),對節能減排有著積極的意義。影響過濾水洗的因素是多方麵的,物料的(de)質量是內因,過濾設備是外因。物料質量的好環,是能否順利過濾(lǜ)水洗的前(qián)提。物料質量穩定地條件下,有(yǒu)的過(guò)濾過程適合於用正壓過濾設備,有(yǒu)的適合(hé)於用負壓過濾設(shè)備(bèi),這不能一概(gài)而(ér)論。鈦白行業是排汙大戶,選擇良好的(de)過濾設備,節(jiē)能減排,是行業正確發(fā)展的方向(xiàng)之(zhī)一。
浙江17C.COM(dá)環保(bǎo)設備有限公司(sī):專注於臥螺沉(chén)降離心機、汙泥脫水機、汙泥處理設備、離心脫水機、汙泥脫水設備、固液分離設備、臥螺(luó)離心機、離心分離機、泥漿脫水機、泥漿脫水設備、泥漿處理(lǐ)設備、臥(wò)式離心機、固液分(fèn)離機等各類固液分離設備(bèi)的生產、銷售與服務。 歡迎廣大新老客戶前來谘詢與考察。
工廠地址(zhǐ):浙江省,麗水市,蓮(lián)都區碧湖鎮工業區九龍街(jiē)812號 電(diàn)話:0578-2788008 傳真(zhēn):0578-2788681
郵箱:zjzdhbsb@163.com 網址(zhǐ):https://www.dreamore.cn
手機:15857812218(毛先生) 15257826609(徐經理) 13906788367(徐先生)
