酸解反应的成败将会影响整个生产过程中的质量、安全、收率,是钛白粉生产的关键工序之一。虽然它的反应很复杂,可变因素很多,但可以归纳为如下几点:
a.钛铁矿的品质是酸解工艺的先决条件;
b.反应温度和冲气状况是酸解反应成败的关键;
c.矿酸比决定酸解反应过程及其工艺指标的好坏;
d.硫酸浓度和预热温度影响反应的整个历程及操作难易程度;
e.成熟时间是提高酸解率的重要措施;
f.浸取温度和浓度直接影响钛液品质的稳定性。
酸解反应过程中的主要不正常现象及处理方法。
①酸解反应过程中发生物料冲出酸解罐外的冒锅事故。发生这种事故的主要原因为:
a.反应时矿酸比例不恰当;b.硫酸浓度过高或硫酸预热温度过高;c.蒸汽预热温度过高或蒸汽中冷凝水多;d.矿粉中的Fe2O3含量过高;e.矿粉细度过www.t0917.com细;f.矿粉中含有油污、水分过高或含有其他有机杂质;g.蒸汽压力突然升高,或主反应时突然停止吹气。
防止冒锅事故的预防措施:
a.投矿前要根据矿粉的分析报告,根据其中的Fe2O3含量准确计算矿酸比;
b.尽量不使用高浓度(>95%)的硫酸,根据气温高低严格控制硫酸预热温度;
c.开蒸汽前要排净蒸汽中的冷凝水,当主反应开始时立即停止蒸汽加热,用压缩空气保持良好的搅拌。
d.降低硫酸预热温度和反应时的硫酸浓度或者www.t0917.com搭配使用Fe2O3含量低的矿粉;
e.调整矿粉粉碎细度,在使用袋滤器内及仓壁上的细矿粉时更要注意反应温度和浓度;
f.避免油污、纸、麻绳、麻袋碎片、塑料袋等混入矿粉中,潮矿粉要干燥后使用。
②酸解反应物发生早期水解。其主要原因为:
a.浸取时间过长,浸取时温度过高;b.加水时的速度过快或过慢;c.固相物温度过高,尚未冷却就浸取;d.反应物酸度过低;e.浸取时加水太多,造成总钛浓度过低;f.浸取过程中蒸汽阀门漏汽,或还原时温度过高。
解决和预防的办法为:
a.浸取时温度严禁超过80℃,利用蒸汽预热时蒸汽不能开得过大过快。在气温较高的情况下,可加入消泡剂(油酸乙醇酰胺等)或打开废气处理系统用风机帮助散热;
b.加水时采取先快后慢,待淹没固相物后再按一定速率加水浸取。大罐可以采用上下同时进水,或先加废酸后加水和小度水;
c.用压缩空气把固相物吹冷后再加水浸取;
d.调整矿酸比使反应物的F值保持在规定的范围内,并在浸取时补加废酸扩
e.减少加水量,在浸取过程中常测密度,随时掌握浓度的变化,避免总钛浓度过低;
f.蒸汽阀门最好安装双阀和压力表,杜绝蒸汽泄漏;
g.避免在温度过高的情况下加入小度水,防止因温度高使小度水中的硫酸氧钛水解;
h.减少废酸中偏钛酸含量,避免使用低浓度、已经早期水解的小度水。
③浸取完成后罐内仍残留较多的固相物:其主要是下列原因:
a.压缩空气分布不均匀有死角,或压缩空气的压力过低,矿粉搅拌不均匀,此时的固相物气孔小较死板;
b.固相物多孔性差,或已发生早期水解,此时固相物带有浅黄色;
c.硫酸浓度过高或过低(固相物呈黑色或灰白色),蒸汽预热温度过低反应平缓,或有冷凝水返回到罐中;
d.成熟时间过长,固相物温度太低;
e.罐内有上一罐未反应的固相物,以后越积越多;
f.矿粉质量差,钛液中胶体物质较多。
预防和解决的主要办法有:
a.每次投料前要检查多孔板是否堵塞,有杂物或大块的固相物应及时清除后再投料;
b.成熟后要加大吹气量,并避免在浸取时发生早期水解;
c.在压缩空气搅拌下加入矿粉,加矿粉的位置不要太偏尽量靠近中间;
d.调整硫酸浓度,已发现固相物坚实不易浸取时,应加大吹气力度加快浸取速度,同时严格控制温度和浓度;
e.浸取时温度保持在55~75℃,温度太低可略加蒸汽升温;
f.尽量不要使用硅、铝含量太高的钛铁矿,避免反应物中胶体物质过多。
④反应后酸解率过低,有下列主要原因:
a.矿酸比不恰当,或反应硫酸浓度过低;
b.钛铁矿中金红石含量较高不参加反应;
c.浸取时间过短,或温度过低、浓度过高、浸取速度较慢;
d.主反应不激烈,反应固相物多孔性差,熟化时间太短;
e.矿粉细度粗、细不均匀,矿粉质量差胶体物质多,或絮凝剂质量差沉降效果不好。
预防和解决的主要措施有5项:
a.应根据每批矿粉的质量情况,严格控制矿酸比和硫酸浓度、预热温度;
b.不要使用金红石含量过高的钛铁矿;
c.浸取温度应不低于55℃,控制浸取时总钛浓度不要过高,保证足够的浸取时间,避免因过早还原出现三价钛后不得不提前放料;
d.根据矿中的Fe2O3含量,调整矿酸比、硫酸浓度、预热温度、控制主反应的激烈程度,不要过快,也不要过慢,成熟后加大冲气量使反应物呈多孔状态;
e.调整矿粉细度在工艺指标内,必要时延长反应和成熟的时间。