硫鐵礦制酸工藝流程

1）反應(yīng)原理

本項(xiàng)目硫酸裝置工藝路線如下：以硫精砂、硫酸亞鐵為原料，弱氧化沸騰焙燒制取SO₂，經(jīng)余熱回收，靜電除塵器收塵，稀酸洗凈化，“3＋2”國產(chǎn)釩催化劑兩轉(zhuǎn)兩吸工藝制硫酸，并輔以尾氣脫硫裝置保障尾氣排放。本裝置生產(chǎn)規(guī)模為2×20萬噸+1×40萬噸/年。由于本項(xiàng)目鈦白粉裝置的廢酸濃縮工序有副產(chǎn)廢酸亞鐵，可作為一部分原料進(jìn)行摻燒，因此將廢酸亞鐵作為2×20萬噸/年制酸線的原料；同時(shí)40萬噸/年的制酸線保留廢酸亞鐵摻燒的能力，應(yīng)對鈦白粉裝置的后期擴(kuò)產(chǎn)需求。

項(xiàng)目生產(chǎn)中主要反應(yīng)方程式為：

①焙燒：

5FeSO₄+ Fe₇S₈+11O₂=4Fe₃O₄+13SO₂

3 Fe₇S₈+38O₂=7Fe₃O₄+24SO₂

②轉(zhuǎn)化干吸：

2SO₂+O₂═2SO₃（用五氧化二釩做催化劑；接觸室內(nèi)反應(yīng)）

用98%硫酸吸收，SO₃轉(zhuǎn)化為H₂S₂O₇(焦硫磺)

加水（吸收）：H₂S₂O₇+H₂O═2H₂SO₄

2）工藝流程

（1）原料儲存

硫精砂：鐵路運(yùn)輸入庫，堆放于指定位置，由橋式起重機(jī)抓入料斗經(jīng)膠帶輸送機(jī)送入焙燒工段料斗。

硫酸亞鐵：由廢酸濃縮工段壓濾后汽車轉(zhuǎn)運(yùn)至亞鐵庫房堆存，由橋式起重機(jī)抓入料斗經(jīng)膠帶輸送機(jī)送入焙燒工段料斗，含水量約20%，因其摻燒比例較小，水分影響不大，故不再進(jìn)行干燥。

工藝生產(chǎn)對原料含水的要求為小于8%，因此擬采用蒸汽干燥器對硫精砂進(jìn)行干燥。硫精砂由電動抓斗橋式起重機(jī)抓到硫鐵礦貯斗中通過圓盤給料機(jī)、帶式輸送機(jī)送至蒸汽管轉(zhuǎn)筒干燥器進(jìn)行干燥，經(jīng)干燥含水率合格的硫精砂通過膠帶輸送機(jī)送至焙燒工段的原料貯斗，多余的硫精砂暫存至原料庫。干燥粉塵（G2-1）經(jīng)布袋除塵器處理后經(jīng)15m高排氣筒排放。

根據(jù)企業(yè)提供的原料數(shù)據(jù)，采購的硫精礦含水率均可滿足生產(chǎn)需求，因此該蒸汽干燥系統(tǒng)為備用系統(tǒng)。

（2）焙燒工段

氣相：爐底風(fēng)機(jī)送入空氣，在沸騰爐內(nèi)與硫精砂、硫酸亞鐵弱氧焙燒制取SO₂爐氣，余熱鍋爐回收爐氣高位熱能副產(chǎn)中壓過熱蒸汽，同時(shí)降低SO₂爐氣溫度；再經(jīng)旋風(fēng)除塵器、靜電除塵器降低SO₂爐氣塵含量，送入凈化工段。高溫余熱鍋爐會定期產(chǎn)生排污水（W2-1）。

固相：沸騰爐排出的燒渣（S2-1）、余熱鍋爐、旋風(fēng)除塵器、電除塵器排出的除塵灰（S4-2）主要成分為四氧化三鐵，為鐵精粉，可作為鋼鐵廠的優(yōu)質(zhì)煉鐵原料使用。余熱鍋爐出口的約650℃的灰渣由1#埋刮板輸送機(jī)連同沸騰焙燒爐排下的850℃渣一起送入1#冷卻滾筒進(jìn)行一次冷卻，溫度降至400℃左右后，送入2#冷卻滾筒進(jìn)行再次冷卻；電除塵器排下的約330℃的灰經(jīng)過2#埋刮板輸送機(jī)連同旋風(fēng)除塵器排下的約350℃的硫鐵礦灰一起送入2#冷卻滾筒進(jìn)行冷卻，在冷卻滾筒內(nèi)灰渣溫度降至120℃以下，再通過3#埋刮板輸送機(jī)和斗式提升機(jī)及4#埋刮板輸送機(jī)送入增濕滾筒，經(jīng)冷卻增濕后礦渣（塵）溫度降至60℃，含水量在14%左右，通過帶式輸送機(jī)送至廠內(nèi)鐵精粉倉貯存，定期外售。礦渣（塵）增濕采用硫酸污水站的尾水。由于項(xiàng)目采用濕法排渣，因此排渣過程無粉塵產(chǎn)生。

（3）凈化工段

由電除塵器來的爐氣（溫度約370℃）主要成分為SO₂，并含有少量SO₃、粉塵、砷、氟、鉛、鋅等，需進(jìn)行凈化處理。爐氣進(jìn)入動力波洗滌塔，用10%左右的稀硫酸噴淋出去一部分礦塵，爐氣在動力波內(nèi)絕熱蒸發(fā)冷卻，溫度降至65℃左右，然后進(jìn)入氣體冷卻塔，用~5%的稀硫酸在冷卻塔內(nèi)進(jìn)一步洗滌爐氣并降溫至38℃左右，熱量由稀酸冷卻器移走，爐氣再經(jīng)電除霧器除去酸霧，使出口爐氣酸霧含量在0.005g/Nm³以下進(jìn)入干吸工段。

動力波洗滌器設(shè)循環(huán)酸系統(tǒng)，稀硫酸出洗滌器后進(jìn)入斜管沉降器過濾，除去SS、砷、氟化物等污染物后，清液返回動力波洗滌器底部的循環(huán)使用。為了維持循環(huán)污酸中有害成份在較低濃度范圍，保證凈化效果，斜管沉降器內(nèi)下部少量稀硫酸（污酸W2-2）經(jīng)脫氣塔脫去微量SO₂后，進(jìn)入硫酸污水處理系統(tǒng)。

脫氣塔脫吸SO₂氣體與經(jīng)動力波洗滌器降溫后的爐氣一起進(jìn)入兩級填料冷卻塔，進(jìn)一步除去礦塵、砷、氟等有害物質(zhì)。填料冷卻塔為塔、槽一體結(jié)構(gòu)，淋灑酸從冷卻塔塔底循環(huán)槽流出，通過冷卻塔循環(huán)泵打入冷卻塔循環(huán)使用。冷卻塔噴灑酸出塔后，泵至稀酸冷卻器冷卻后返回冷卻塔。電除霧器除去的酸霧進(jìn)入電霧排液槽，再泵入冷卻塔。冷卻塔吸收產(chǎn)生的稀硫酸補(bǔ)充進(jìn)入動力波洗滌器。

（4）干吸工段

①干燥

自凈化工段來的爐氣，補(bǔ)充一定量空氣，控制氧硫比，使其二氧化硫濃度在8.5%左右進(jìn)入干燥塔，爐氣經(jīng)干燥后含水份0.1g/Nm³以下由SO₂風(fēng)機(jī)抽送進(jìn)入轉(zhuǎn)化工段。

干燥塔采用蝶型底填料塔，塔頂用93%硫酸淋灑，吸收水分后濃度＜93%的硫酸，由塔底流入干燥酸臥式循環(huán)槽，由第一吸收酸循環(huán)系統(tǒng)串部分98%硫酸入槽混合成93%硫酸，再用干燥酸循環(huán)泵打入干燥酸冷卻器冷卻后進(jìn)入干燥塔，部分93%的硫酸串至第一吸收酸循環(huán)槽調(diào)節(jié)其酸濃度。

②一次轉(zhuǎn)化

自干燥塔來的爐氣，由二氧化硫風(fēng)機(jī)送經(jīng)五、四、一換熱器換熱至430℃進(jìn)入轉(zhuǎn)化器，第一次轉(zhuǎn)化經(jīng)一、二、三段觸媒層反應(yīng)，轉(zhuǎn)化率達(dá)95%，反應(yīng)后的三氧化硫爐氣經(jīng)二換熱器、三換熱器和省煤器冷卻后引至干吸工段第一吸收塔。

轉(zhuǎn)化裝置中會產(chǎn)生少量廢催化劑（S2-3），主要成分為五氧化二釩，暫存危廢間，定期外委處理。

③一次吸收

來自轉(zhuǎn)化工序第一次轉(zhuǎn)化后的爐氣，進(jìn)入第一蝶型底吸收塔，采用濃硫酸吸收SO₃。塔頂用98%硫酸淋灑，吸收三氧化硫后濃度～93%的硫酸由塔底流入循環(huán)酸系統(tǒng)，經(jīng)稀釋作為凈化用酸。

由于三氧化硫吸收水生成硫酸釋放出的大量低溫?zé)崮?，因此干吸工段配備低溫?zé)嵴羝厥障到y(tǒng)，通過低溫?zé)峄厥账嵫h(huán)泵，使?jié)饬蛩嵩谳^高溫度下循環(huán)和吸收三氧化硫（循環(huán)溫度在220℃左右），其反應(yīng)熱通過低溫?zé)峄厥斟仩t轉(zhuǎn)移，用于制備0.98MPa低壓飽和蒸汽，從而達(dá)到熱能回收的目的。脫鹽水經(jīng)除氧后由低壓鍋爐給水泵送至低溫?zé)崮芑厥昭b置鍋爐給水加熱器。經(jīng)低溫?zé)崮芑厥昭b置吸收塔用濃酸吸收三氧化硫后，進(jìn)入纖維除霧器除去酸霧，然后回轉(zhuǎn)化工序。低溫?zé)峄厥斟仩t會定期產(chǎn)生排污水（W2-1）。

④二次轉(zhuǎn)化工段

低溫?zé)峄厥账祷氐亩趸驙t氣經(jīng)三、二換熱器換熱至440℃進(jìn)入轉(zhuǎn)化器第四、五段觸媒層進(jìn)行第二次轉(zhuǎn)化，最終轉(zhuǎn)化率≥99.3%。由第二次轉(zhuǎn)化來的三氧化硫爐氣經(jīng)五段熱換熱器和省煤器冷卻后進(jìn)入干吸工段第二吸收塔。

⑤二次吸收

自轉(zhuǎn)化工段二次轉(zhuǎn)化后來的含三氧化硫爐氣，進(jìn)入第二蝶型底吸收塔，采用濃硫酸吸收SO₃。具體流程如下：塔頂用98%硫酸淋灑，吸收三氧化硫后濃度＞98%的硫酸由塔底流入第一吸收酸臥式循環(huán)槽，加工藝水調(diào)節(jié)，混合成98%硫酸，用第二吸收酸循環(huán)泵送入第二吸收酸冷卻器冷卻后進(jìn)入第二吸收塔，增多的98%硫酸作為成品酸送至貯罐。吸收三氧化硫后，爐氣經(jīng)纖維除霧器除去硫酸霧，后進(jìn)入尾氣處理工段。兩次干吸總吸收率達(dá)99.995%（含纖維除霧器）。

（4）尾氣處理

采用雙氧水脫硫工藝去除尾氣中多余的SO₂，硫酸裝置用尾氣脫硫系統(tǒng)。

金紅石鈦白粉生產(chǎn)工藝流程

1）工藝原理

硫酸亞鐵裝置利用鈦精礦和硫酸進(jìn)行酸解反應(yīng)，生成硫酸亞鐵和可溶性硫酸氧鈦（TiOSO₄）溶液。硫酸亞鐵溶液經(jīng)兩級水洗+離心甩干，送入成品庫待售。副產(chǎn)得到的可溶性硫酸氧鈦（TiOSO₄）溶液經(jīng)水解制得偏鈦酸（H₂TiO₃）沉淀。偏鈦酸經(jīng)過水洗、漂白、鹽處理工序，進(jìn)入回轉(zhuǎn)窯煅燒脫水后制得TiO₂粉體，再經(jīng)中間成品粉碎、后處理（包膜）制得高檔金紅型鈦白粉。主反應(yīng)方程式如下：

（1）鈦白粉生產(chǎn)線工藝原理

①將鈦鐵礦用硫酸分解為可溶性硫酸氧鈦

FeTiO₃+3H₂SO₄=Ti(SO₄)₂+FeSO₄+3H₂O

FeTiO₃+2H₂SO₄=TiOSO₄+FeSO₄+2H₂O

TiO₂+H₂SO₄→TiOSO₄+H₂O

②硫酸氧鈦水解成水合二氧化鈦（TiO₂·H₂O）（偏鈦酸）

TiOSO₄+H2O—TiO₂·H₂O↓+H₂SO₄

③水合二氧化鈦煅燒脫水、脫硫及晶型轉(zhuǎn)化過程后變成二氧化鈦

TiO₂·xH₂O·y SO₃→TiO₂+ x H₂O↑+ y SO₃↑ —Q

（2）副產(chǎn)七水硫酸亞鐵相關(guān)反應(yīng)原理

Fe₂O₃ +3H₂SO₄ =Fe₂(SO₄)₃ +3H₂O

Fe₂(SO₄)₃+Fe=3FeSO₄ （副產(chǎn)金紅石工序）

FeO+ H₂SO₄→FeSO₄+H2O

FeSO₄ +7H₂O=FeSO₄·7H₂O

2）工藝流程

（1）原礦磨碎

鈦精礦由自卸車運(yùn)至原礦庫，經(jīng)鏟車加料至斗式提升機(jī)，再經(jīng)鏈?zhǔn)捷斔蜋C(jī)送入筒倉。經(jīng)電子稱重配料后加入磨機(jī)的磨前儲斗再進(jìn)入風(fēng)掃磨內(nèi)粉碎。磨后料由循環(huán)風(fēng)機(jī)送至分級機(jī)進(jìn)行粗細(xì)分選，細(xì)度不合格的物料經(jīng)返料鏈運(yùn)機(jī)返回磨機(jī)重磨。細(xì)度合格的礦粉隨風(fēng)進(jìn)入布袋除塵器，由鏈?zhǔn)捷斔蜋C(jī)集中送入磨后礦粉中間貯斗，經(jīng)由倉式氣力輸送泵送去酸解工序的計(jì)量貯斗計(jì)量，供酸解使用。

（2）酸解

酸解的任務(wù)是將鈦精礦中的二氧化鈦用硫酸分解成可溶性硫酸氧鈦。在酸解預(yù)混合罐中加入來自經(jīng)計(jì)量的98%的濃硫酸，然后按礦酸比加入礦粉后，攪拌均勻。放入酸解槽，按工藝要求加入反應(yīng)啟動水（或啟動酸）。酸解反應(yīng)屬于放熱性的誘發(fā)反應(yīng)，采用蒸汽直接加熱誘發(fā)反應(yīng)，反應(yīng)時(shí)間10～15分鐘左右，反應(yīng)時(shí)溫度一般在160～180℃左右。酸解反應(yīng)在酸解罐中進(jìn)行，酸解罐共14個(gè)（單個(gè)容積為150m³，單罐可反應(yīng)原料礦30t，一天反應(yīng)2次，14個(gè)罐主反應(yīng)錯開進(jìn)行，中間間隔在30分鐘以上）。主反應(yīng)后在酸解鍋內(nèi)進(jìn)行熟化、浸取、還原等步驟后放入沉降槽進(jìn)行沉降。。

來自原礦庫磨細(xì)合格的鈦精礦粉，與98%濃硫酸混合，以一定的礦酸比進(jìn)入酸解預(yù)混合罐，攪拌均勻后礦漿泵入連續(xù)酸解反應(yīng)器。同時(shí)按工藝要求加入水或酸引發(fā)反應(yīng)，控制反應(yīng)器溫度在140℃～170℃。反應(yīng)后得到顆粒較細(xì)的固相物，與水（或廢酸或循環(huán)熱水）一起加入到一溶槽+二溶槽溶解，形成含鈦、Fe²⁺和Fe³⁺、其它金屬的硫酸鹽溶液（稱為鈦液）。然后泵入還原槽同時(shí)加入鐵粉還原，將鈦液中的三價(jià)鐵還原成二價(jià)鐵，檢測溶液中的三價(jià)鐵、鈦含量，合格后放料至沉降槽沉降。

酸解反應(yīng)過程中，排出的酸解尾氣，其中95%以上為水蒸氣。酸解尾氣的處理采用兩級水噴淋+兩級堿噴淋（帶除霧）裝置吸收其中的酸霧、SO₂等有害氣體，經(jīng)一根45m高排氣筒排放。

（3）沉降過濾

酸解鈦液根據(jù)檢測指標(biāo)情況，在輸送管道上按一定的比例加入聚丙烯酰胺溶液（絮凝劑），混合均勻送入沉降槽進(jìn)行絮凝沉降。

在絮凝劑的作用下，酸解反應(yīng)中未分解的礦粉和鈦液中其它不溶性的雜質(zhì)以泥漿形式沉降到沉降池底部，澄清合格的鈦液即上清液，從沉降池上部抽出泵至清鈦液貯槽暫時(shí)貯存，再送往壓濾機(jī)（俗稱熱過濾）進(jìn)一步除去雜質(zhì)，合格后的鈦液送入結(jié)晶濃縮工序。

沉降槽底部的泥漿待積累到一定厚度時(shí)，放入泥漿泵槽，用泵送到泥漿處理工序。泥漿用板框過濾，濾液返回到沉降槽，濾渣打漿后送生產(chǎn)廢水處理站。

（4）連續(xù)結(jié)晶分離

該段工序主要是除去沉降清鈦液中多余的硫酸亞鐵和雜質(zhì)使鈦液進(jìn)一步凈化。

約50℃的精鈦液連續(xù)先進(jìn)入特制的真空閃蒸結(jié)晶罐，在真空條件下絕熱閃蒸汽化。利用真空泵組抽除結(jié)晶罐內(nèi)熱鈦液產(chǎn)生的蒸汽，大量的蒸汽在冷凝器中與循環(huán)冷卻水進(jìn)行熱交換并冷凝、吸收，剩余少量不冷凝氣體由水環(huán)真空泵抽出排空。

鈦液在真空狀態(tài)下進(jìn)行蒸發(fā)、降溫、提濃，在保持25～35℃的溫度范圍，閃蒸結(jié)晶罐中鈦液連續(xù)出料，再連續(xù)進(jìn)料至特制連續(xù)冷凍結(jié)晶裝置，用泵強(qiáng)制循環(huán)，與7℃冷水進(jìn)行間接熱交換，使鈦液溫度降低至14～18℃，連續(xù)出料去結(jié)晶鈦液槽，七水硫酸亞鐵結(jié)晶析出，通過圓盤過濾機(jī)實(shí)現(xiàn)硫酸鈦液與過飽和的硫酸亞鐵晶體分離。分離硫酸亞鐵后的稀鈦液進(jìn)入稀鈦液貯槽，泵送到下一步的鈦液濃縮工序；七水硫酸亞鐵晶體則經(jīng)兩級洗滌后螺旋出料進(jìn)入臥式雙推料離心機(jī)洗滌甩干，干凈的七水硫酸亞鐵進(jìn)入庫房待用。硫酸亞鐵洗滌液回收到酸解工序一級溶解槽。

（5）鈦液濃縮

鈦液濃縮的目的，將鈦液中水份蒸發(fā)掉一部份，使之符合水解工藝所要求的濃度（鈦液濃度一般在195～210g/L左右）。鈦液濃縮采用MVR真空濃縮工藝，真空度控制在680～700mmHg，工作溫度不超過75℃。

經(jīng)控制過濾后的精鈦液進(jìn)入MVR蒸發(fā)系統(tǒng)，與回收蒸汽冷凝水換熱后，進(jìn)入汽液分離器進(jìn)行汽液分離。鈦液通過強(qiáng)制循環(huán)泵進(jìn)行循環(huán)加熱濃縮，濃縮合格鈦液進(jìn)入濃鈦液貯槽，供水解使用。二次蒸汽經(jīng)過壓縮機(jī)壓縮增壓升溫，作為加熱蒸汽循環(huán)使用。蒸發(fā)冷凝水返回一次水洗工段。

（6）鈦液水解

鈦液水解，是將TiOSO₄水解成TiO₂·H₂O（偏鈦酸）及H₂SO₄，屬于可逆反應(yīng)，控制一定工藝條件，反應(yīng)始終向生產(chǎn)偏鈦酸方向進(jìn)行。

本工藝采用外加晶種常壓水解工藝。濃鈦液在鈦液調(diào)配槽中配至所需濃度，泵至鈦液預(yù)熱槽預(yù)熱至96～98℃。加入預(yù)先制備好的外加晶種，計(jì)量放入預(yù)熱鈦液至水解鍋中。鈦液放完后，開啟直接加熱蒸汽，升溫至沸騰，大約10分鐘左右。鈦液由黑色變藍(lán)時(shí)，停止加熱蒸汽和攪拌，約30分鐘后鈦液開始變白。重新開啟攪拌和加熱蒸汽，使之在20分鐘內(nèi)重沸騰，繼續(xù)沸騰20分鐘后據(jù)情況是否加入溫度在80～90℃的稀釋水，稀釋水量按最終放料濃度TiO₂165～175g/L范圍控制。稀釋水均勻地在2小時(shí)內(nèi)加完，加完水后繼續(xù)沸騰70分鐘，保溫1小時(shí)，水解結(jié)束用石墨換熱器冷卻至65～75℃放入水解料漿貯槽備用，水洗需要時(shí)泵至水洗工段。

水解鍋為密閉結(jié)構(gòu)，加熱過程中基本無廢氣產(chǎn)生。

（7）水洗工段

水洗工段包括一次水洗、漂白（含漂白用三價(jià)鈦制備）、二次水洗、鹽處理、煅燒晶種制備、廢酸水回收TiO₂等幾個(gè)主要工序。主要是將偏鈦酸從水解漿料中與稀硫酸分離，除鐵和洗去有害雜質(zhì)。生產(chǎn)金紅石型產(chǎn)品時(shí)，要在漂白時(shí)加入金紅石型晶種。

①一次水洗

自水解工序來的水解料漿進(jìn)入水解料漿貯槽貯存?zhèn)溆?，同時(shí)由外管來的工藝水和飽和蒸汽在汽水混合器加熱后進(jìn)入一洗供水槽。一次水洗用水為來自廠內(nèi)生產(chǎn)給水管網(wǎng)的新鮮水、結(jié)晶濃縮冷凝液及二次水洗回用洗滌水。

水解料漿經(jīng)一洗真空葉濾機(jī)真空抽吸過濾、洗滌，以除去所吸附的稀硫酸。合格濾餅卸入一洗打漿槽打漿，再泵入一洗打漿緩沖槽貯存，待需要時(shí)泵入漂白工序或Ti³⁺制備槽用。

過濾槽產(chǎn)生的濾液稀硫酸經(jīng)出液管匯入濾液總管，與絮凝劑在管道中混合后一同進(jìn)入廢酸貯槽，在管式過濾機(jī)進(jìn)行過濾。稠漿排入廢酸稠漿收集槽，再泵入水解后鈦液貯槽重新洗滌；廢酸經(jīng)廢酸總管收集去廢酸濃縮工序。

一洗洗液和絮凝劑在管路中混合一同進(jìn)入一洗廢水貯槽，再泵送入板框壓濾機(jī)進(jìn)行過濾。過濾得到的一洗廢水送入煅燒工序尾氣噴淋用水，濾餅返回水解料槽重新洗滌。

一次水洗在有漂白的情況下，濾餅干基鐵含量控制在400ppm～1000ppm(據(jù)生產(chǎn)實(shí)際情況一二洗綜合考慮控制洗滌鐵含量）。打漿濃度為290～340g/L左右。

②漂白

漂白目的是將水洗過程產(chǎn)生的高鐵變成硫酸亞鐵，同時(shí)將一部份重金屬離子變成可溶鹽，在漂洗時(shí)進(jìn)一步除去，以獲得高質(zhì)量的偏鈦酸，保證獲得高檔次的鈦白產(chǎn)品。

三價(jià)鈦（漂白劑）制備：

本工藝確定采用效果較好的三價(jià)鈦漂白。三價(jià)鈦制備的反應(yīng)方程式為：

H₂TiO₃+H₂SO₄=Ti(SO₄)₂+2H₂O

6Ti(SO₄)₂+2Al=3Ti₂(SO4)₃+Al₂(SO₄)₃

三價(jià)鈦制備用一洗后合格的偏鈦酸料漿，放入計(jì)量硫酸進(jìn)行酸解反應(yīng)，然后加入脫鹽水稀釋至70～80g/L（TiO₂濃度），通入蒸汽升溫至70℃～80℃，投加鋁粉還原制備三價(jià)鈦。保溫0.5～1小時(shí)后，自然冷卻至室溫，放至三價(jià)鈦貯槽備用。漂白需要時(shí)用泵計(jì)量泵至漂白罐。

三價(jià)鈦漂白：

一洗合格漿料泵至漂白罐，用直接蒸汽加熱至60℃左右，加入硫酸和三價(jià)鈦攪拌反應(yīng)一小時(shí)去漂白料漿緩沖槽備用，二次水洗需要時(shí)用泵送至二次水洗工序。三價(jià)鈦加量為TiO₂含量的0.3～0.5%或者為漂白料中濃度0.3～0.7g/L考慮。三價(jià)鈦溶液濃度一般為70～80g/L。生產(chǎn)金紅石型產(chǎn)品時(shí)加入以TiO₂總量計(jì)的3%～7%量的煅燒晶種，晶種濃度以TiO₂計(jì)為100g/L左右（銳鈦型不需要，因此煅燒晶種按50kt/a的加入量考慮）。

三價(jià)鈦漂白反應(yīng)方程式為：

2Fe(OH)₃+3H₂SO₄=Fe₂(SO₄)₃+6H₂O

Fe₂(SO₄)₃+Ti₂(SO₄)₃=2Ti(SO₄)₂+2FeSO₄

③二次水洗

二次水洗使用設(shè)備、工藝過程與一次水洗基本相同，洗水來自三次水洗廢水及新鮮脫鹽水，加熱至50℃后送入水洗槽用于水洗。洗滌合格的濾餅經(jīng)打漿后大部分送鹽處理工序使用（打漿用水為煅燒窯前隔膜壓濾產(chǎn)生的濾液），少量用于晶種制備。二次水洗控制濾餅干基鐵含量30ppm左右。

二次葉濾機(jī)產(chǎn)生的濾液及前期洗滌廢水，與絮凝劑在管道中混合后一同進(jìn)入二洗廢水貯槽，在管式過濾機(jī)進(jìn)行過濾。稠漿送入一洗料漿緩沖槽重新漂白洗滌（金紅石型、銳鈦型分開回用）。后期洗廢水返回一洗工序作洗滌水回用（金紅石型、銳鈦型分開回用）。

④鹽處理

鹽處理，即往偏鈦酸中加入一定的鹽類。加鹽目的有兩個(gè)，一是改善偏鈦酸煅燒條件，降低煅燒溫度；二是生產(chǎn)金紅石型產(chǎn)品時(shí)加入金紅石型轉(zhuǎn)化的促進(jìn)劑。

二洗來合格料漿經(jīng)計(jì)量后加入鹽處理槽，計(jì)量加入氫氧化鉀、磷酸和硫酸鋁鹽處理劑（銳鈦型不加）等。采用高速攪拌混合器，混合均勻后送至煅燒工段窯前壓濾工序偏鈦酸貯槽貯存?zhèn)溆谩?/span>

（8）煅燒

鹽處理后的料漿分別送至煅燒工序偏鈦酸料漿貯槽，經(jīng)隔膜壓濾機(jī)壓濾，濾餅卸下用螺旋輸送機(jī)送入窯內(nèi)進(jìn)行煅燒。壓濾液則進(jìn)入二次水洗打漿槽作為打漿用水。

偏鈦酸濾餅隨窯的轉(zhuǎn)動，向前移動，經(jīng)與高溫氣體逆流接觸，逐步完成脫水、脫硫以及晶型轉(zhuǎn)化、粒子成長至窯頭落入冷卻轉(zhuǎn)筒，通過風(fēng)冷方式冷卻。從冷卻轉(zhuǎn)筒出來的物料由斗提機(jī)、輸送螺旋送至粗料倉，貯存并供給中間粉碎的雷蒙磨進(jìn)行粉碎。

燃料采用天然氣，天然氣由園區(qū)天然氣總管經(jīng)調(diào)壓站送來，燃燒室燃燒溫度控制在950～1050℃左右進(jìn)入轉(zhuǎn)窯。

窯尾煅燒尾氣經(jīng)電除塵收塵+廢酸洗滌塔+一級水洗塔+一級堿洗塔脫硫+電除霧器處理，處理達(dá)標(biāo)通過一根60m高煙囪排放。

煅燒控制條件（不同鹽處理稍有不同）：

①進(jìn)窯偏鈦酸含固量：58～60%；

②窯尾溫度：金紅石型400℃；銳鈦型～300℃；

③窯頭溫度 ：金紅石型950～1050℃，銳鈦型900～950℃；

④R轉(zhuǎn)化率：金紅石型98.0～99.5% ；銳鈦型無；

⑤pH值：6.5～8.5（不同鹽處理稍有不同）。

（9）中間粉碎工段

來自煅燒工段的TiO₂煅燒料，采用雷蒙磨粉碎，細(xì)度合格的物料進(jìn)入潤濕料倉。金紅石型經(jīng)計(jì)量螺旋計(jì)量送入潤濕槽，與一定比值的脫鹽水、潤濕劑打漿成規(guī)定濃度的漿料，通過溢流到漿料貯槽內(nèi)；銳鈦型經(jīng)計(jì)量螺旋送入包裝機(jī)及全自動包裝系統(tǒng)，成品送到成品庫待檢。

金紅石型鈦白粉與銳鈦型鈦白粉前面生產(chǎn)工藝相同，然后加入脫鹽水潤濕打漿，再經(jīng)砂磨機(jī)解聚分級。合格料與脫鹽水按比例調(diào)節(jié)至規(guī)定濃度，送至后處理工序；粗料則返回砂磨前漿料貯槽。

雷蒙磨為封閉結(jié)構(gòu)，中間粉碎廢氣采用布袋除塵器除塵，達(dá)標(biāo)后通過25m高排氣筒排放。

（10）后處理工段

后處理是對金紅石型鈦白粉粒子進(jìn)行包膜的表面處理過程。絕大多數(shù)銳鈦型產(chǎn)品是不經(jīng)過后處理，金紅石型產(chǎn)品一般都是需要后處理。

粉碎合格的料漿用脫鹽水調(diào)整到所需濃度，升溫至50～80℃，加入稀酸或稀堿穩(wěn)定pH值，同時(shí)加入各種包膜劑（偏鋁酸鈉、硫酸鋯及六偏磷酸鈉），包覆于鈦白粉粒子表面。包膜結(jié)束后的包膜漿料TiO₂放入漿料貯槽，泵入三洗隔膜壓濾機(jī)進(jìn)行壓濾洗滌，洗凈可溶性鹽類（硫酸鈉）。

濾餅送閃蒸干燥工序，三洗濾液和前10min洗液泵入管式過濾機(jī)進(jìn)行過濾回收，稠漿（TiO₂懸浮液）回用，產(chǎn)水和10min后的洗水返回二洗工序作為洗滌用水。

（11）干燥、汽粉及冷卻包裝

經(jīng)三洗隔膜壓濾機(jī)壓濾脫水后的TiO₂濾餅通過進(jìn)料溜槽、給料螺旋進(jìn)入閃蒸干燥機(jī)干燥。干燥器熱風(fēng)與物料直接接觸，干燥物料和熱煙氣一起帶入閃干袋濾器。干燥好的物料被布袋除塵器收集，潔凈熱尾氣經(jīng)換熱后經(jīng)一根25m高排氣筒達(dá)標(biāo)排放。干燥器熱風(fēng)由熱風(fēng)爐提供，采用園區(qū)管道天然氣作為燃料。

干燥后的二氧化鈦由加料螺旋計(jì)量加入汽粉機(jī)。在高壓過熱蒸汽引導(dǎo)下，物料在汽粉機(jī)內(nèi)高速旋轉(zhuǎn)、相互碰撞而粉碎。微粉化TiO₂隨后送入汽粉袋濾器，與蒸汽分離，被收集在汽粉袋濾器下部。干凈蒸汽被導(dǎo)入冷卻器用脫鹽水噴淋，冷凝水返回三洗工序作為洗滌用水，不凝性氣體經(jīng)一根25m排氣筒達(dá)標(biāo)排放。

收集在汽粉袋濾器下部的TiO₂物料經(jīng)噴射器與冷空氣混合后送至冷卻袋濾器，物料在此處與空氣分離后，收集在其下部，送入成品貯倉。干凈尾氣用尾氣風(fēng)機(jī)排空。

成品貯倉內(nèi)成品由全自動包裝系統(tǒng)按工藝要求進(jìn)行準(zhǔn)確的稱量、包裝、打碼、碼垛、整形、纏繞等自動化程序后，再由成品叉車運(yùn)送至成品庫房存放、待檢。