一种定向控制钛白粉粒径的水解系统和方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种定向控制钛白粉粒径的水解系统和方法，属于钛白粉生产技术领域。
【背景技术】
[0002]钛液的水解是使二氧化钛组分从液相的钛液转变为固相的偏钛酸，从而与母液中的可溶性杂质分离，以提取纯净的二氧化钛。钛液的水解在硫酸法钛白粉生产过程中，是一种及其重要的工序。水解的好坏，不仅影响到工业生产的经济性，而且对最终产品的质量也影响很大。
[0003]目前国内水解工艺方案普遍采用自生晶种微压水解工艺，它是在水解罐中加入一定量的底水，升温至要求的温度，在规定的时间以规定的速度放入一定量、一定温度的钛液，迅速升温至100?105°C，所用蒸汽压力在0.1MPa?0.3MPa，加完料后继续升温至沸腾，观测变灰点，变灰后停止蒸汽及搅拌，20?30min后重新开启蒸汽和搅拌，加热物料至沸腾，沸腾后开始加水，均匀补充水分，使物料总钛降至15 O?17 O g / L，继续水解保持沸腾6 O?70min，结束水解。加热方式为直接蒸汽加热，水解时间为5.5?6h，搅拌速度8?15r/min，水解温度100?110°C，加热蒸汽压力0.1?0.3MPa。
[0004]由于该方案是在同一个水解罐内进行“自生晶种”、“混料”、“一沸”、“一沸保沸”、“灰变”、“二沸”、“二沸保沸”、“加稀释水”、“稀释保沸”等操作步骤，由于不同阶段沸点不一样、蒸汽流量不一样，所以所有水解偏钛酸的质量都不太稳定，也不能进行有效的微调节。同于由于地域、海拔的不同导致的沸点不同，工艺上为保证水解率，蒸汽消耗普遍偏高。
【发明内容】
[0005]有鉴于此，本发明提供一种可定向控制钛白粉粒径的水解系统和方法。
[0006]为解决以上技术问题，本发明采用的技术方案如下所述:
[0007]—种定向控制钛白粉粒径的水解系统，它包括5个顺序连接的水解罐，每个水解罐内均配置搅拌桨叶，前一个水解罐的溢流口连接后一个水解罐的进料口，第一个水解罐的进料口连接水解钛液罐和管道混合器，管道混合器连接晶种钛液罐和底水罐，第一、三、四、五个水解罐上分别设置蒸汽入口，第五个水解罐上设置稀释水入口。
[0008]进一步的，所述水解罐中的搅拌桨叶为上翻式桨叶，采用上翻式折页45°衬胶搅拌，防止重质晶种沉淀。
[0009 ]搅拌桨叶转动采用电机变频调速，电机转速为1440转，减速机速比为18。
[0010]进一步的，所述水解罐的材质从内至外依次为耐酸砖、丁基胶和钢，防止钛液中的酸对水解罐的腐蚀，提高水解罐的使用寿命。
[0011]进一步的，所述水解罐下部设置有清理人孔和放尽管，便于水解完成放料后水解罐的清洗，防止罐内剩余水解残留物对下次水解产生不良结晶中心的作用。
[0012]同时，本发明还提供了一种根据上述水解系统进行的钛液水解方法，它包括以下步骤:
[0013](I)将底水罐中的底水和晶种钛液罐的浓钛液分别预热至88?96°C后按照底水流速0.63m3/h和浓钛液流速0.08m3/h输送至管道混合器中恒温混合停留4_6min形成混合钛液;所述底水罐中的底水为清水，所述晶种钛液罐中浓钛液的浓度为230-240gTi02/L;
[0014](2)将水解钛液罐中待水解的钛液预热至88?96°C后按照22m3/h的流速与步骤
(I)形成的混合钛液并流进入第一个水解罐，第一个水解罐中加入蒸汽保持沸腾，第一个水解罐中搅拌桨叶的转速为60-80r/min;所述水解钛液罐中待水解的钛液浓度为190-220gTi02/L；
[0015](3)第一至第五个水解罐的有效容积分别为15m3、I Om3、1m3、7.5m3、40m3，前一个水解罐中的溶液分别通过溢流口溢流至后一个水解罐中，第一、三、四个水解罐中通入蒸汽保持沸腾，第五个水解罐中通入蒸汽保持微沸，第五个水解罐中按照3m3/h的流速加入稀释水，其稀释水的加入量可根据水解率、偏钛酸总钛适当调整;第二个水解罐中搅拌桨叶的转速为第一个水解罐的1/3，其余水解罐中搅拌桨叶的转速同第一个水解罐，各个水解罐中搅拌桨叶的转速可根据所需偏钛酸的粒径要求进行调节。
[0016]进一步的，所述步骤(I)、(2)中底水、浓钛液、待水解的钛液预热的温度根据海拔高度决定，海拔100m预热温度为96°C，海拔2000m预热温度为92°C，海拔3000m预热温度为88。。。
[0017]本发明的原理为:底水罐中的底水和晶种钛液罐中的浓钛液先被预热混合形成晶种在管道混合器中完成“自生晶种”步骤，然后待水解的钛液和混合钛液并流入第一个水解罐中完成“混料”、“一沸”、“一沸保沸”步骤，然后第一个水解罐中的溶液溢流至第二个水解罐中完成“灰变”，第三个水解罐中“二沸”，第四个水解罐中“二沸保沸”，第五个水解罐中“加稀释水”和“稀释保沸”。各个水解罐的体积根据各个步骤所需的时间和溶液流速来确定。
[0018]本发明将在一个水解罐中完成的水解步骤分开使其分别在不同的水解罐中进行，因此可以在不同的阶段设置不同的搅拌速率，不同的蒸汽流量，控制不同的沸点，同时可针对每一个环节进行有效的微调，保证水解质量稳定，并可根据所需的颜料性能设计不同的偏钛酸质量，定向控制钛白粉粒径。
【附图说明】
[0019]图1为本发明水解系统的结构不意图；
[0020]图2为本发明所用水解罐的结构示意图。
【具体实施方式】
[0021]为了使本领域的技术人员更好地理解本发明的技术方案，下面结合【具体实施方式】对本发明作进一步的详细说明。
[0022]参见图1，本发明提供了一种定向控制钛白粉粒径的水解系统，它包括顺序连接的5个水解罐1、2、3、4、5，每个水解罐内均配置搅拌桨叶10，前一个水解罐的溢流口连接后一个水解罐的进料口，第一个水解罐I的进料口 11连接水解钛液罐6和管道混合器9，管道混合器9连接晶种钛液罐7和底水罐8，第一、三、四、五个水解罐上分别设置蒸汽入口 12、32、42、52，第五个水解罐5上设置稀释水入口 53。
[0023]进一步的，所述水解罐中的搅拌桨叶10为上翻式桨叶，采用上翻式折页45°衬胶搅拌，防止重质晶种沉淀。搅拌桨叶10转动采用电机101变频调速，电机转速为1440转，减速机速比为18。
[0024]参见图2，所述水解罐的材质从内至外依次为耐酸砖14、丁基胶15和钢16，防止钛液中的酸对水解罐