氯化法鈦白粉的生產(chǎn)工藝與技術(shù)經(jīng)濟探究

苗委然

（龍蟒佰利聯(lián)集團股份有限公司，河南焦作 454191）

在當(dāng)前制造二氧化鈦的眾多方法之中，硫酸法和氯化法是其中最為常見的兩種制造方法。硫酸法是利用硫酸來將鈦礦分解成為對應(yīng)的TiOSO4，之后再將其進行凈化和濃縮，得到TiO2·H2O，之后再對其進行洗滌、過濾和煅燒之后就可以得到對應(yīng)的產(chǎn)品，但是得到的產(chǎn)品還需要對其表面進行一定的加工和處理才能夠最終得到金紅石產(chǎn)品。該方法雖然原材料來源廣泛、品位要求低以及生產(chǎn)技術(shù)較容易理解，但是在實際操作時對于操作的要求較為高，因此操作起來會存在一定的局限。采用氯化法可以有效解決此類問題，可以具備更為簡短的生產(chǎn)流程，同時三廢排放情況少，但是相對的生產(chǎn)技術(shù)難度較高。

1 氯化法鈦白粉生產(chǎn)工藝流程

在實際的鈦白粉操作流程中，氯化法是常見的一種生產(chǎn)方法，在利用該技術(shù)生產(chǎn)對應(yīng)的鈦白粉時，工作人員需要將其生產(chǎn)流程分成對應(yīng)的三個階段：分別為氯化、氧化以及后處理工段。在不同的流程需要采取對應(yīng)不同的操作，并且同時還需要把握操作的精度和準(zhǔn)度，這樣才能夠有效提高最終得到的鈦白粉的質(zhì)量，也能夠加強其中的經(jīng)濟效益。

1.1 氯化工段

首先就是對應(yīng)的氯化工段，在氯化工段中有一個非常重要的因素就是粗TiCl4的制取，但是無論是在氯化法鈦白生產(chǎn)還是海綿鈦生產(chǎn)過程中，這種物品的制取工藝相對來說沒有較大的區(qū)別，基本上都是通過三種技術(shù)來進行獲?。悍謩e為固定床氯化、熔鹽氯化以及流化床氯化技術(shù)。但是根據(jù)實際情況的不同，三種技術(shù)各自適用的情況也相對不同，在目前我國社會中，傳統(tǒng)的固定床氯化技術(shù)已經(jīng)遭到了淘汰，因為其已經(jīng)不能滿足當(dāng)前社會對于鈦白粉的需求。而熔鹽氯化的技術(shù)目前應(yīng)用于我國的攀鋼集團錦州鈦業(yè)公司中，因此對于這種技術(shù)無法有效進行研究。而流化床氯化技術(shù)則是多被應(yīng)用于國外的技術(shù)之中，目前我國對于該技術(shù)的研究尚還處于初級階段。

本文也就從流化床氯化技術(shù)入手進行分析，在開展流化床氯化技術(shù)之前，首先準(zhǔn)備氯化過程中需要使用到的儀器。在實際的操作過程中，流化床氯化技術(shù)是通過沸騰氯化爐來進行操作，沸騰氯化爐一般都是由鋼作為材質(zhì)進行打造，并且同時還需要具備耐火材料以及外部水冷套。若是缺少其中一種就很有可能導(dǎo)致在氯化過程中出現(xiàn)設(shè)備損壞的情況。之后就是需要將金紅石礦或者高鈦渣等內(nèi)部含有大量鈦料的材料進行打磨成粉，同時伴隨著一定比例的石油焦一起從沸騰層的上方加入沸騰爐之中。氧化工序中循環(huán)返回的氯氣則是從沸騰爐的底部加入其中，一般來說氯化反應(yīng)的環(huán)境溫度都是保持在925～1 010℃，金屬氧化物能夠在這樣的環(huán)境下被轉(zhuǎn)換成為對應(yīng)的氯化物，伴隨著氣體一起離開氯化爐。在經(jīng)過反應(yīng)之后得到的氣體會通過旋風(fēng)分離器，將其中存在的固體粉塵和不揮發(fā)的氯化物進行分離，經(jīng)過分離得到的氯化物就可以采取冷卻冷凝的方式進行分離，分離的具體流程是先分離亞鐵的氯化物；其次分離中沸點的三氯化鐵，然后再采取冷四氯化鈦噴淋之類的方式，對其進行冷凝從而收集其中的低沸點四氯化鈦，再經(jīng)過過濾以及泥漿處理之后就能夠得到粗制的四氯化鈦。而粗制的四氯化鈦轉(zhuǎn)變成為精制的四氯化鈦則還是需要經(jīng)過一定的除礬和蒸餾。

1.2 氧化工段

在經(jīng)過了氯化工段之后最終得到的精制四氯化鈦，還需要經(jīng)過一定的氧化才能夠最終得到對應(yīng)的二氧化鈦。在這樣的一個操作流程中，工作人員需要將之前得到的精制四氯化鈦，以及氧氣和成核劑等一系列反應(yīng)物共同加入反應(yīng)器之中，加入反應(yīng)器之后，還需要對其工作的環(huán)境溫度進行調(diào)節(jié)和提高，一般來說，工作的環(huán)境溫度應(yīng)當(dāng)保持在800℃以上，而主要的反應(yīng)流程的環(huán)境溫度應(yīng)當(dāng)保持在1 300-1 800℃，在這樣的環(huán)境溫度中進行工作才能夠更進一步地發(fā)揮氧化工段的效果和作用。反應(yīng)器中出來的氣流需要利用低溫的循環(huán)氯氣來將其驟冷至700℃以下，再利用管路冷卻到200℃，這時候的氯氣中就會存在一定量的二氧化鈦，需要通過旋風(fēng)分離器以及布袋收集器將二氧化鈦進行分離并且通過脫氯處理將其收集，從而進入到后處理工段中。

1.3 后處理工段

（1）進行打漿操作，該操作過程中需要將之前收集得到的二氧化鈦粉料送入到對應(yīng)的打漿槽中，之后再將分散劑和脫鹽水按照一定的比例和計量分別加入打漿槽之中，再對其進行對應(yīng)的打漿操作，最終得到合格的漿液送入到下一個工序中。

（2）研磨工序，在該工序中，合格的漿料需要進入到砂磨機進料槽中進行分散，之后再將其送入到砂磨機進行研磨，研磨最終得到的顆粒應(yīng)當(dāng)小于1μm。打磨過后的漿料再進入到磨后貯槽中進行分級，粗料返回砂磨機，而細料則進入下一步工序。

（3）需要對研磨工序中得到的漿料進行計量之后送入到對應(yīng)的表面處理罐之中，處理后就可以送往過濾工序。

（4）將之前表面處理得到的漿料送入吸片槽中，葉濾機在吸片槽內(nèi)能夠?qū){料進行吸濾。完成吸濾之后就能夠?qū)⑷~濾機放入充滿脫鹽水的水洗槽之中進行洗滌，得到洗滌之后的漿料就可以卸入到卸料槽中。之后還需要對其進行一定的干燥處理，使其成為干燥的漿料，進一步利用氣流粉碎機將其粉碎，最終粉碎得到的粒徑應(yīng)當(dāng)保持在0.3μm左右。得到的微粒需要通過蒸汽旋風(fēng)進行吸收，并且將其送往對應(yīng)的空氣風(fēng)機之中，粉料在空氣風(fēng)機之內(nèi)會得到冷卻，物流進入冷卻旋風(fēng)從而分離出粉料，袋濾器再對其進行二次分離，從而最終得到的顆粒經(jīng)過排風(fēng)機排入到大氣之中，從而進入到最后一個包裝的工序中。

（5）包裝工序，在對TiO2成品進行包裝的時候需要將其放置到螺旋輸送機中，螺旋輸送機會將顆粒送入成品料倉，根據(jù)其包裝容量的不同來分成不同的包裝機，從而完成對應(yīng)的包裝工序。

2 流化床氯化法技術(shù)經(jīng)濟評價

2.1 基礎(chǔ)數(shù)據(jù)

產(chǎn)品方案以及建設(shè)規(guī)模要求在年產(chǎn)金紅石鈦白粉10萬t，32%鹽酸23 500t，9%次氯酸鈉為7 170t。整體項目的經(jīng)濟投入為22 500萬元，其中自備的資金大約占據(jù)30%左右，其余為銀行貸款。按照當(dāng)前市場的行情以及產(chǎn)品的價格來進行初步預(yù)算和估計，年產(chǎn)值最終能夠得到220 530.55萬元的收入。在長時間的設(shè)備使用中需要對設(shè)備進行維護，維護的成本預(yù)計在21 600萬元左右。除開設(shè)備維護成本之外還有對應(yīng)的人力成本，按照人均工資以及福利費用來進行初步計算，年人力成本大約保持在4 176萬元左右。除此之外還有一系列財務(wù)費用、增值稅、維護建設(shè)稅以及企業(yè)所得稅等，根據(jù)初步的計算和分析將其可以統(tǒng)一預(yù)估在年費用為41 260.115萬元左右。

2.2 生產(chǎn)成本分析

在進行氯化法鈦白粉的生產(chǎn)流程中，其主要產(chǎn)生經(jīng)濟消耗的環(huán)節(jié)來源于原輔料以及公用工程消耗、人工等幾項項目中。因此在進行成本的預(yù)算時需要將這些內(nèi)容一起進行計算，主要的消耗內(nèi)容成本如表1所示。

目前噸鈦白粉的成本大約在9 012.624元左右，其中原輔料為7 276.224元，公用工程成本為1 736.4元；那么在當(dāng)前100kt/a的基礎(chǔ)上進行鈦白粉的制造，全年的成本預(yù)計在90 126.24萬元左右，外購原輔料72 762.24萬元左右，而公用工程則在17 364萬元左右。如表2所示。

表1 主要原輔料及公用工程消耗定額

表2 年總成本費用

在這樣的情況下對凈利潤進行計算，最終可以得到凈利潤在47526.16萬元左右，稅后投資回收期大約在6.73a左右，而投資的利潤率則是達到了21.12%左右。

3 結(jié)束語

總而言之，在當(dāng)前社會中鈦白粉是一種非常重要的物品，其能夠廣泛地應(yīng)用于各個行業(yè)之中，為了能夠加強其制造的質(zhì)量和效率，工作人員就可以通過氯化法來進行制造。但是由于其存在較高的技術(shù)難度，因此本文就對其中的操作流程進行了分析，希望能夠幫助到有需要的人。