鈦白粉后處理干燥方法和旋轉閃蒸在生產中的應用

阮朝進，李建菊，徐云旺，錢富貴

（云南冶金新立鈦業有限公司，云南 昆明 650100 ）

1 總則

在鈦白粉的生產工序中，后處理的目的是為了改善TiO2的應用性能：提高鈦白粉的耐候性、分散性、潤濕性、遮蓋力及光澤。鈦白粉后處理生產工序有中和、砂磨、包膜、壓濾洗滌、干燥、氣流粉碎、包裝等工序，干燥是除去鈦白粉中的水分，是能耗較高的工序，是鈦白粉后處理生產中重要的工序之一。

2 鈦白粉后處理干燥方法

目前鈦白粉后處理干燥采用的方法有帶式干燥、噴霧干燥和旋轉閃蒸干燥。

2.1 帶式干燥

水洗后的物料脫水后送入料斗內，經過擠壓機壓成條狀，獲得很大的比表面積，由板帶輸送進干燥器內；空氣經鼓風機進入干燥器內部，干燥機分為多個室和獨立的風機及換熱器，換熱器熱源--低壓蒸汽。外來空氣經風機在每個室內強制循環，讓換熱器使空氣變熱并穿過板帶上的物料層干燥水分，經干燥的物料由干燥機的另一端落入收料斗準備打至后續工序[1]。帶式干燥機的優點：操作穩定、粉塵小、產能大，熱空氣與物料接觸面積大、換熱能力強、不污染物料。缺點：設備能耗高、熱量損失大，設備占用空間大、影響環境。

2.2 噴霧干燥

采用霧化器將二氧化鈦漿料在高速離心分離中分散成霧狀細微顆粒，與熱空氣接觸干燥，因物料高速離心分散得極細，蒸發面積大，物料中所需干燥時間極短，可避免物料過熱[2]。噴霧干燥的優點：干燥所需時間短、速度快、產能大，對有機包膜的物料基本沒有傷害。缺點：霧化器的噴頭對漿料的固含量的控制要求很高且能耗較高。

2.3 旋轉閃蒸干燥

干燥時的出口溫度一般不能超過150℃,這樣才能保持包膜物中的水合氧化物的結構，因為在這個溫度下只能脫去表面水而不能脫去結合水，干燥溫度過高會導致有機包膜劑碳化、分解及水合三氧化二鋁晶化，造成二氧化鈦粒子凝結難以粉碎，降低分散性。

從給料倉閃干進料罐出來的濾餅由螺旋給料機壓送入干燥塔，經干燥塔底部的攪拌裝置粉碎，大尺寸濾餅逐漸減小，直到二氧化鈦顆粒被氣流吹起。從熱風爐出來的熱風從切線方向進入干燥室，將二氧化鈦顆粒中的水分快速閃蒸，干燥后的顆粒被氣體帶出干燥塔進入閃蒸袋濾器。在閃蒸袋濾器內鈦白粉被分離下來，尾氣經引風機排空。干燥的鈦白粉從閃蒸袋濾器卸出后，通過氣力輸送至汽粉料倉[3]。

旋轉閃蒸干燥機工作原理：壓濾機濾餅經皮帶輸送機送至閃蒸干燥器給料倉，從給料倉出來的濾餅由螺旋給料機壓送入閃蒸干燥塔，經過干燥塔底部的攪拌裝置粉碎后，大尺寸濾餅逐漸減小直至二氧化鈦顆粒可以被氣流吹起。從熱風爐出來的熱風從切線方向進入干燥室，將二氧化鈦顆粒中的水分快速閃蒸，干燥后符合粒徑要求的二氧化鈦顆粒被氣體帶出干燥塔進入袋濾器，而大粒徑的二氧化鈦顆粒則繼續落向底部被攪拌裝置粉碎，直到可被氣體帶出干燥塔。從干燥塔出來的鈦白粉在閃蒸袋濾器內被分離下來，于儲料倉，供汽流粉碎機用。

3 旋轉閃蒸干燥在鈦白粉后處理的生產中的應用

旋轉閃蒸干燥機首先由丹麥Anbydro公司于1970年研制成功并推廣應用。國產化旋轉閃蒸干燥機于2003年由遼寧東大粉體工程技術有限公司制造，應用于龍蟒并達到了預期效果。旋轉閃蒸干燥和其他的干燥方式相比較，具有下面優點：對濕物料的固含量要求高達約60%，節能、節省空間、連續運行、不影響環境。因此，旋轉閃蒸干燥在鈦白粉企業得到快速應用[4]。

3.1 閃蒸干燥系統工作原理

熱風爐產生的熱風從干燥機底部的旋流沿切線方向進入干燥機內，并產生高速回旋的上升氣流；待干燥的物料由加料器輸送至干燥室內，并在高速回旋氣流的和底部攪拌器的共同作用下，團塊狀物料被不斷破碎、分散、沸騰和干燥。干燥合格的物料被氣流從干燥機上部出口帶出，經袋濾器收集后得到干燥成品；顆粒太大或濕度較高的物料被設置在干燥室上部的分級堰板阻攔，而在干燥室內繼續得到進一步干燥，直至被氣流帶出。

3.2 工藝流程圖

4 設備操作要點

確保熱風溫度，給料量的相對穩定；

當熱風爐點火失敗，則立即關閉二甲醚閥門，通過系統負壓將殘余的二甲醚抽走，防止發生意外事故。為確保天然氣抽凈，這個過程需要進行15分鐘；

經常通過干燥機的孔觀察干燥室的氣流和物料運動軌跡，以熱氣流呈螺旋向上狀的軌跡為佳；

經常檢查主機傳動帶的松緊度，防止過松時失轉，發現松動時及時聯系維修人員調整，如發現主機內有異常聲音，要及時停車通知維修人員檢查修理，防止損壞傳動零部件或干燥機；

嚴格控制袋濾器進口溫度，嚴禁超標。

5 閃蒸干燥中常見故障

①閃干機出口風溫偏低，產生原因：給料量過大、進口風溫低，熱風爐供熱能力偏低、熱風量小，處理方法：減小給料量，調大二甲醚流量，調大熱風量；②閃干機出口風溫偏高，產生原因：給料量過小、進口風溫偏高，熱風量過大，處理方法：增大給料量，調小二甲醚流量，減小熱風量；③袋濾器結露，產生原因：干燥機出口風溫偏低，處理方法：停止給料，提高干燥機進口熱風溫度，調大風量，烘干濾袋或更換濾袋；④袋濾器抽風機排放口出現大量粉塵，產生原因：干燥機出口溫度長時間偏高，履帶破損，處理方法：停車，更換濾袋。嚴格控制進袋濾器溫度；⑤干燥機主機超載，產生原因：給料量過大、進口風溫偏低、引風機引風量過小，濕物料結塊或粘壁。處理方法：減小給料量、調整天然氣流量或風量、調大風量；⑥給料機料斗內物料搭橋，給料機過載，產生原因：進料斗中物料結塊或太實、物料結塊過大造成給料螺旋積料、雜物混入。處理方法：停止進料、消除結塊，空載運轉清除積料、清除雜物，均勻給料。