中國粉體網訊 世界上目前生產鈦白粉的方法主要有硫酸法和氯化法兩種工藝,。由于在環(huán)保和產品質量上的優(yōu)勢,氯化法成為國內鈦白粉行業(yè)產業(yè)升級的方向,。在不久前召開的2015中國(德陽)磷鈦化工綠色發(fā)展高端論壇上,,對于這一先進工藝在國內的開發(fā)和應用,東華工程科技股份有限公司副總工程師徐興榮認為,,經過半個世紀的發(fā)展,,可以說我國已基本掌握該工藝的核心技術,,但氯化渣處理仍是難點,而大規(guī)模裝置的氯化和氧化技術也有待進一步的摸索和實踐驗證,。
氯化:兩種工藝均已掌握
在氯化工藝技術方面,,目前成熟的、廣泛使用的鈦氯化工藝有熔鹽氯化和沸騰氯化,。目前這兩種氯化工藝在國內都廣泛使用,,并已取得了長足進步。
“熔鹽氯化工藝采用熔鹽氯化爐,,是一種成熟的鈦氯化技術,,主要用于海綿鈦廠的四氯化鈦生產。錦州鈦業(yè)兩套1.5萬噸/年氯化法鈦白裝置均采用熔鹽氯化工藝,,他們早在2000年就開發(fā)并建成了日產130噸粗四氯化鈦的大型熔鹽氯化爐及其成套氯化工藝,,這也是目前世界上最大的熔鹽氯化爐�,!毙炫d榮介紹說,。
沸騰氯化工藝又稱流態(tài)化氯化工藝。沸騰氯化的主體設備是沸騰氯化爐,。主要優(yōu)點是設備能力大,,便于氯化與氧化的對接�,!澳壳盁o論是3萬噸/年,、6萬噸/年還是10萬噸/年鈦白粉裝置,均能實現氯化爐與氧化爐的生產能力一對一匹配,。因此可以說,。國內已經掌握了大型沸騰氯化爐的設計、制造,、生產操作,。”徐興榮表示,。
氧化:不同規(guī)模情況不同
氧化工藝技術被認為是氯化法鈦白最關鍵的技術,。“我國目前已建和在建的氯化法鈦白裝置產能規(guī)模分別為1.5萬噸/年,、3萬噸/年,、6萬噸/年和10萬噸/年。裝置規(guī)模不同,,與其匹配的氧化技術也處在不同階段,。”徐興榮介紹說,。
目前1.5萬噸級的氧化爐和氧化工藝技術已經成熟,,錦州鈦業(yè)該規(guī)模的氧化設備全部國產化,;3萬噸/年級氧化技術上,國內兩套3萬噸/年氯化法鈦白粉生產線采用的氣相氧化工藝,,目前已實現沸騰氯化與氧化聯(lián)動穩(wěn)定運行20多天的成果,。該規(guī)模裝置的氧化爐、三氯化鋁發(fā)生器等關鍵設備全部國產化,,可以說國內已掌握該級別氧化爐和氧化系統(tǒng)技術,;國內第一套6萬噸/年氯化法鈦白粉生產線氧化裝置已于2013年下半年開始投料試車,目前最長連續(xù)運行時間超過150小時,。第二套裝置今年9月投料,,10月生產產品3000多噸。這兩套裝置氧氣預熱器,、四氯化鈦預熱器從國外引進,,三氯化鋁發(fā)生器國內制造,氧化爐既有引進的,,也有國內制造的,試生產期基本上按75%~80%生產負荷運行,�,!翱梢哉f,國內基本掌握了6萬噸級的氧化技術,�,!毙炫d榮總結道。
而對于10萬噸/年級氧化技術,,由于目前國內兩套10萬噸/年氯化法鈦白粉裝置均未建成,,所以徐興榮認為單爐能力年產10萬噸鈦白粉的氣相氧化工藝技術還需要實踐的進一步檢驗。
后處理:具備設計建設能力
后處理技術的先進性體現在軟件和硬件兩方面,。軟件包括產品的包膜配方和包膜操作工藝,,不同的技術來源有所差異,但一般只能提供通用型產品的配方,,專用型產品的后處理工藝(包膜工藝)應根據用戶要求進行開發(fā),。
徐興榮認為,氯化法鈦白的后處理工藝過程和設備與硫酸法鈦白基本相同,,包膜劑也大同小異,,區(qū)別在于大型氯化法鈦白裝置的整體控制水平較高,所以后處理裝置自動化水平普遍提高,,氯化法鈦白后處理裝置實現全流程DCS控制,。包膜罐安裝在線pH計,連續(xù)測量和控制pH值,,實現了包膜質量的可控性和穩(wěn)定性,,這些都保證了氯化法鈦白最終質量的穩(wěn)定,。
徐興榮指出,目前國內已完全有能力設計,、建設達到國際先進水平的6萬噸/年,、10萬噸/年氯化法鈦白后處理裝置�,!澳切┛此粕衩氐陌づ浞脚c操作工藝,,其實只要掌握基本原理,再結合產品的性能指標要求,,經試驗摸索開發(fā)出滿足用戶要求的新產品并非難事,。國內硫酸法鈦白金紅石型產品的發(fā)展就是例證�,!毙炫d榮表示,。
氯化渣處理:主要提高經濟性
氯化廢渣處理是氯化法鈦白生產中環(huán)保治理的重點和難點�,!坝捎诼然üに囁迷隙趸伷肺桓�,,雜質含量低,所以廢渣量比硫酸法工藝少,,但氯化渣的處理難度大,。”徐興榮介紹說,。
其中,,熔鹽氯化工藝廢渣主要包括氯化氣體收塵渣和氯化爐排出的廢鹽。氯化氣體收塵渣來自于氯化爐反應氣體冷卻后在收塵系統(tǒng)中分離的固體物,,主要成分是金屬氯化物和未反應完全的高鈦渣和石油焦,;氯化爐排放的廢熔鹽量是其收塵渣的2倍,其中NaCl占30%~40%,,其他是金屬氯化物和未反應的高鈦渣和石油焦,。該廢鹽直接堆存遇雨水要溶解,目前采取在防水和防滲池內封存,,費用較高,。對于熔鹽氯化工藝廢渣的處理,徐興榮認為,,目前已有的利用方式在技術上是可行的,,主要需要解決其經濟性。
沸騰氯化工藝廢渣包括兩種情況,,無篩板的上排渣氯化爐,,只有氯化氣體收塵渣;有爐體側排渣氯化爐,,除了氣體收塵渣外,,還有爐體側排渣,。這兩種渣的組分都是金屬氯化物和未反應的高鈦渣和石油焦。
據徐興榮介紹,,國內目前均采用溶解中和法處理沸騰氯化工藝廢渣,。具體做法是用酸性水將收塵渣溶解,一次過濾,,固體渣主要成分是未反應的高鈦渣和石油焦,,可回收利用;濾液用石灰乳中和,,金屬氯化物生成氫氧化物沉淀,,二次過濾,固體渣以氫氧化鐵為主,,為一般工業(yè)廢渣,,送渣場填埋;濾液經提濃蒸發(fā)生產固體氯化鈣,。徐興榮認為,,該工藝技術成熟,基本上做到無害化處理,。存在的問題一是需要固體填埋場,,二是固體氯化鈣的市場銷路有限。
“而對于那些位于平原地區(qū)難以找到建設固體填埋場的氯化法鈦白工廠來說,,加緊開發(fā)氯化廢渣資源化回收利用技術,從根本上解決廢渣問題尤為必要,�,!毙炫d榮表示。