盐酸法钛白粉生产技术

                                                          安小刚

盐酸法钛白粉生产技术
目前盐酸法钛白粉生产的主要工艺路线已经没有什么问题，但是就具体设备选型和综合能耗控制上还有非常不完善的地方，本文将逐步就以上一些亟待解决的问题一一阐述。

重点问题一：氯化亚铁连续冷冻结晶设备，连续过滤及连续转化。
重点问题二：低浓度的盐酸优化逐级提浓装置及盐酸解析热能的回收利用。
重点问题三：生产废水的分级处理。

盐酸法钛白粉冷冻料液的成分：氯化亚铁，二氯氧钛，盐酸，少量的氯化锰，氯化镁，氯化铝，氯化钙，氯化钠等氯化物。

主要成分介绍：

氯化亚铁的性质：
    氯化亚铁，化学式FeCl2。分子量198.83，呈绿至黄色。可溶于水、乙醇和甲醇。有四水物FeCl2·4H2O，为透明蓝绿色单斜结晶。密度1.93克/厘米3。易潮解。溶于水、乙醇、乙酸，微溶于丙酮，不溶于乙醚。于空气中会有部分氧化变为草绿色。在空气中逐渐氧化成氯化铁。无水氯化亚铁为黄绿色吸湿性晶体，溶于水后形成浅绿色溶液。四水盐。加热至36.5时变为二水盐。
氯化亚铁的性状：
　　灰绿色或蓝绿色单斜结晶或结晶性粉末。易吸湿。在空气中易被氧化成碱式氯化高铁，约在105～115时失去2分子结晶水。溶于水和乙醇，微溶于丙酮不溶于乙醚相对密度1.93。熔点74(无水)。有刺激性。

氯化亚铁的物理性质：
　　FeCl2·4H2O 为蓝绿色单斜结晶。密度.93g/cm3。易潮解。溶于水、乙醇乙酸微溶于丙酮不溶于乙醚在空气中逐渐氧化成碱式氯化高铁。无水氯化亚铁为黄绿色吸湿性晶体溶于水后形成浅绿色溶液。
 溶解度表 
温度（摄氏度） 溶解度（克）
 0                      49.7
 10                     59
 20                    62.5
 30                    66.7
 40                    70
 60                    78.3    
 80                    88.7
 90                    92.3
100                   94.9
 
无水氯化亚铁为黄绿色吸湿性晶体，密度3.16g/cm3(25)。熔点670～674。
氯化亚铁的化学性质：
　　1.水溶液可被空气氧化　　 2FeCl2(aq)+Cl2(g)=2FeCl3
　　2.与碱反应 　　FeCl2(aq)+2NaOH(aq)=Fe(OH)2(s)+2NaCl(aq)
　　所生成的Fe(OH)2置于潮湿空气被氧化
 　　4Fe(OH)2(s)+O2(g)+2H2O(l)=4Fe(OH)3
氯化亚铁的制法：
　　在具有一定浓度的盐酸溶液中，逐渐加入一定量的铁屑进行反应。 　　
方程式：2HCl+Fe==FeCl2+H2↑ 　
　经蒸发浓缩，冷却结晶，离心过滤，最后干燥制得。

四氯化锰
四氯化锰是一种化学物质，分子式是MnCl4，存在于二氧化锰与浓盐酸相作用的过程中，遇水分解为二氯化锰及氯气中文名 四氯化锰 外文名 manganese tetrachloride 分子式 MnCl4 存在过程二氧化锰与浓盐酸相作用的过程。 分子量 196.75 ，水溶性 遇水分解， 酸碱性 酸性 ，危险性描述 遇水分解成二氯化锰及有毒的氯气， 外    观 淡绿棕色
化学性质分子式：MnCl4，性质：存在于二氧化锰与浓盐酸相作用的过程中，并立即分解成二氯化锰: MnO2+4HCl====MnCl4+2H2O
Mn2O3与氯化氢饱和的乙醇溶液作用时也可以生成四氯化锰与氯化锰：Mn2O3+6HCl====2MnCl3+3H2O 2MnCl3====MnCl4+MnCI2。
二氧化锰与冷浓盐酸作用时也可以生成淡绿棕色四氯化锰：
MnO2+4HCl==冷浓盐酸==MnCl4+2H2O。

三氯化铝(六水)
中文别名:六水合氯化铝;结晶氯化铝;六水氯化铝;六水三氯化铝;聚合氯化铝
英文名称:Aluminum chloride hexahydrate
分子式:H12AlCl3O6或化学式 AlCl3·6H2O
分子量:241.43；性状 无色斜方晶系结晶。工业品为淡黄色或深黄色。
相对密度 2.398
溶解性 溶于水、乙醇、乙醚。水溶液呈酸性。微溶于盐酸。
溶解性:477 g/L (20)

连续冷冻结晶器方案的操作控制指标：
晶体生长的控制根据平衡计算结合物料的结晶动力参数通过合理流畅模拟最终得出结晶器的体积、外型结构等。过饱和度、晶体生长速率、晶体停留时间等结晶条件，是影响产品的晶型、粒度分布的主要因素。循环轴流泵抽吸结晶器上部基本含少量晶体的清溶液，然后输送到冷却器去进行降温，通过降温使循环母液中的过饱和度增加。过饱和度的溶液经结晶器内部的中央降液管返回直伸入结晶器的底部，再向上徐徐穿过流态化的晶床层，从而消失过饱和现象，晶体也就逐渐长大。按照粒度的大小自动地从下至上分级排列，而晶浆浓度也是从下到上逐步下降，上升到循环泵入口附近已变成含少量细小晶体的清液。分级的操作法使底部的晶粒与上部未生长到产品粒度的互相分开，取出管是插在结晶器下底部位置，因此产品取出来的都是比较均匀的颗粒装结晶。
外冷器
冷冻结晶器的过饱和产生设备是冷却换热器，冷却介质通过壳程。

工程投资预算
连续冷冻结晶器设备价格一览表

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