制备二氧化钛的系统技术方案

本实用新型专利技术公开了一种制备二氧化钛的系统，该系统包括：氯化反应器，用于将含钛矿石、还原剂、氧气、空气和氯气发生氯化反应；第一气固分离装置，用于对氯化反应混合物进行第一气固分离；冷凝装置，用于对含有四氯化钛的气体混合物进行冷凝处理；四氯化钛存储装置，用于存储液体粗四氯化钛；精制装置，并且适于采用矿物油对液体粗四氯化钛进行除钒处理；氧化反应器，用于将精四氯化钛与氧气供给到氧化反应器中发生氧化反应；第二气固分离装置，用于对所述氧化反应混合物进行第二气固分离；包膜基料存储装置，用于存储所得到的二氧化钛固体作为包膜基料；以及二氧化钛包膜装置，用于对二氧化钛进行包膜，以便得到钛白粉。（*该技术在2023年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本技术公开了一种制备二氧化钛的系统，该系统包括：氯化反应器，用于将含钛矿石、还原剂、氧气、空气和氯气发生氯化反应；第一气固分离装置，用于对氯化反应混合物进行第一气固分离；冷凝装置，用于对含有四氯化钛的气体混合物进行冷凝处理；四氯化钛存储装置，用于存储液体粗四氯化钛；精制装置，并且适于采用矿物油对液体粗四氯化钛进行除钒处理；氧化反应器，用于将精四氯化钛与氧气供给到氧化反应器中发生氧化反应；第二气固分离装置，用于对所述氧化反应混合物进行第二气固分离；包膜基料存储装置，用于存储所得到的二氧化钛固体作为包膜基料；以及二氧化钛包膜装置，用于对二氧化钛进行包膜，以便得到钛白粉。【专利说明】制备二氧化钛的系统
本技术涉及化工领域，具体而言，本技术涉及一种制备二氧化钛的系统。
技术介绍
目前生产二氧化钛的方法主要有硫酸法和氯化法。由于硫酸法的流程长，污染严重，产品质量差而逐步被氯化法取代。CN1066043公开了一种制备金红石型钛白粉的工艺方法，其包括I)，将高钛渣与石油焦均匀混合后放入氯化炉中，通入氯气在800?900°C温度下进行沸腾氯化，2)，对氯化后得到的粗制四氯化钛进行分离提纯除去、镁、铁、硅和钒等杂质，得到精制四氯化钛，3)，制得的精制四氯化钛液体在蒸发器中，转化为气相，并予热至450?800°C，4)，气相四氯化钛与少量的晶型转化剂气相三氯化铝混合进入氧化炉，氧气经等离子发生器加热进入氧化炉，在1300?1500°C温度下，小于0.1秒内进行氧化反应生成固相二氧化钛，5)，迅速将二氧化钛固体粉末移出反应区并使反应热在迅速移去，收集二氧化钛生成氯气返回氯化炉，6)，将收集的二氧化钛颗粒粉末打浆成液体，经两级分选，小于I微米的细颗粒二氧化钛再进行后处理，粗颗粒研磨然后再分级，7)，使用助剂在50?70°C温度下pH=7?8进行包膜后处理，8)，将后处理后二氧化钛浆液，经两次过滤，进料含水小于45%，出料含水小于1%，9)在120?160°C温度下干燥，超微粉碎，产品平均粒度在0.3 μ m以下占70%。然而，目前制备二氧化钛的手段仍有待改进。
技术实现思路
本技术旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本技术的一个目的在于提出一种能够有效制备二氧化钛系统。在本技术的一个方面，本技术提出了一种制备二氧化钛的系统。根据本技术的实施例，该系统包括:氯化反应器，所述氯化反应器设置有钛矿石入口、还原剂入口、氧气入口、空气入口和氯气入口，以便将含钛矿石、还原剂供给到所述氯化反应器中，并向所述氯化反应器中供给氧气、空气和氯气，以便在所述氯化反应器中发生氯化反应，并且得到含有四氯化钛气体的氯化反应混合物，其中，所述还原剂为石油焦，所述含钛矿石为高钛渣或金红石钛矿；第一气固分离装置，所述第一气固分离装置与所述氯化反应器相连，用于对所述氯化反应混合物进行第一气固分离处理，以便得到含有四氯化钛的气体混合物；冷凝装置，所述冷凝装置与所述第一气固分离装置相连，用于对所述含有四氯化钛的气体混合物进行冷凝处理，以便得到液体粗四氯化钛；四氯化钛存储装置，所述四氯化钛存储装置与所述冷凝装置相连，用于存储所述液体粗四氯化钛；精制装置，所述精制装置与所述四氯化钛存储装置相连，并且适于采用矿物油对所述液体粗四氯化钛进行除钒处理，以便对所述液体粗四氯化钛进行精制，以便得到经过精制的精四氯化钛，其中，所述经过精制的精四氯化钛中钒的含量为3ppm以下；氧化反应器，所述氧化反应器与所述精制装置相连，并且设置有氧气入口，用于将所述精四氯化钛与氧气供给到所述氧化反应器中，以便在所述氧化反应器中发生氧化反应，以便得到含有二氧化钛和氯气的氧化反应混合物；第二气固分离装置，所述第二气固分离装置与所述氧化反应器相连，用于对所述氧化反应混合物进行第二气固分离处理，以便分别得到固体二氧化钛和氯气；包膜基料存储装置，所述包膜基料存储装置与所述第二气固分离装置相连，用于存储所得到的二氧化钛固体作为包膜基料；以及二氧化钛包膜装置，所述二氧化钛包膜装置与所述包膜基料存储装置相连，用于对所述二氧化钛进行包膜，以便得到钛白粉；其中，所述包膜基料存储装置进一步包括:罐体，所述罐体内限定出存储空间，搅拌器，所述搅拌器设置在所述罐体的底部；以及输送泵，所述输送泵分别与所述罐体和所述二氧化钛包膜装置相连，用于向所述二氧化钛包膜装置供给所述包膜基料。利用根据本技术实施例的制备二氧化钛的系统，能够有效地制备粒度分布优异的钛白粉产品，并且可以维持后处理工艺生产的连续性和稳定性。另外，根据本技术实施例的制备二氧化钛的系统还可以具有如下附加的技术特征:在本技术的一个实施例中，所述冷却装置进一步包括:逆流冷却单元，所述逆流冷却单元设置有氯化反应混合物入口和液体粗四氯化钛入口，以便在所述逆流冷却单元中将所述液体粗四氯化钛的一部分与所述含有四氯化钛的气体混合物逆流接触，以便进行第一冷却处理；以及管式换热器，所述管式换热器与所述逆流冷却单元相连，并且利用冷冻剂对经过第一冷却处理的气体混合物进行第二冷却处理，以便得到所述液体粗四氯化钛，其中，所述冷冻剂为温度-23摄氏度的R507冷凝介质。专利技术人发现，通过该冷却方法，能够有效地将含有四氯化钛的气体混合物进行冷却，从而实现对四氯化钛的进一步纯化。其中，对于第一冷却处理，能够有效地利用已经得到冷却的液体粗四氯化钛进行冷却，从而降低了生产二氧化钛的生产成本，另外，采用温度-23摄氏度的R507冷凝介质作为冷冻剂，是专利技术人通过大量筛选工作而意外获得的，并且发现，其能够以显著优于其他温度和类型的冷凝介质发挥作用。在本技术的一个实施例中，所述制备二氧化钛的系统进一步包括:精四氯化钛预热装置，所述精四氯化钛预热装置与所述精制装置和所述氧化反应器相连，以便预先将所述精四氯化钛进行预热处理；氧气预热装置，所述氧气预热装置与所述氧化反应器相连，以便预先对所述氧气进行预热处理。由此，可以进一步提高制备二氧化钛的效率，降低制备二氧化钛的成本。专利技术人发现，通过将精四氯化钛预热至不低于350摄氏度，将氧气预热至不低于1500摄氏度，可以显著有效地降低制备二氧化钛的成本。当温度过高时，预热所需要的成本会显著增加，而当温度过低时，则在氧化反应器中会消耗过多的能量。在本技术的一个方面，所述第二气固分离装置与所述氯化反应器相连，用于将所获得的氯气返回至所述氯化反应器中进行氯化反应。专利技术人发现，通过第二气固分离处理后得到的氯气，能够直接用于氯化反应，从而降低了生产二氧化钛的成本，减少了污染。本技术的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本技术的实践了解到。【专利附图】【附图说明】本技术的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中:图1是根据本技术一个实施例的制备二氧化钛的系统的结构示意图；图2是根据本技术又一个实施例的制备二氧化钛的系统的结构示意图；图3是利用根据本技术一个实施例的制备二氧化钛的系统进行制备二氧化硅的方法流程示意图；图4是利用根据本技术又一个实施例的制备二氧化钛的系统进行制备二氧化硅的本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种制备二氧化钛的系统，其特征在于，包括：氯化反应器，所述氯化反应器设置有钛矿石入口、还原剂入口、氧气入口、空气入口和氯气入口，以便将含钛矿石、还原剂供给到所述氯化反应器中，并向所述氯化反应器中供给氧气、空气和氯气，以便在所述氯化反应器中发生氯化反应，并且得到含有四氯化钛气体的氯化反应混合物，其中，所述还原剂为石油焦，所述含钛矿石为高钛渣或金红石钛矿；第一气固分离装置，所述第一气固分离装置与所述氯化反应器相连，用于对所述氯化反应混合物进行第一气固分离处理，以便得到含有四氯化钛的气体混合物；冷凝装置，所述冷凝装置与所述第一气固分离装置相连，用于对所述含有四氯化钛的气体混合物进行冷凝处理，以便得到液体粗四氯化钛；四氯化钛存储装置，所述四氯化钛存储装置与所述冷凝装置相连，用于存储所述液体粗四氯化钛；精制装置，所述精制装置与所述四氯化钛存储装置相连，并且适于采用矿物油对所述液体粗四氯化钛进行除钒处理，以便对所述液体粗四氯化钛进行精制，以便得到经过精制的精四氯化钛，其中，所述经过精制的精四氯化钛中钒的含量为3ppm以下；氧化反应器，所述氧化反应器与所述精制装置相连，并且设置有氧气入口，用于将所述精四氯化钛与氧气供给到所述氧化反应器中，以便在所述氧化反应器中发生氧化反应，以便得到含有二氧化钛和氯气的氧化反应混合物；第二气固分离装置，所述第二气固分离装置与所述氧化反应器相连，用于对所述氧化反应混合物进行第二气固分离处理，以便分别得到固体二氧化钛和氯气；包膜基料存储装置，所述包膜基料存储装置与所述第二气固分离装置相连，用于存储所得到的二氧化钛固体作为包膜基料；以及二氧化钛包膜装置，所述二氧化钛包膜装置与所述包膜基料存储装置相连，用于对所述二氧化钛进行包膜，以便得到钛白粉；其中，所述包膜基料存储装置进一步包括：罐体，所述罐体内限定出存储空间；搅拌器，所述搅拌器设置在所述罐体的底部；以及输送泵，所述输送泵分别与所述罐体和所述二氧化钛包膜装置相连，用于向所述二氧化钛包膜装置供给所述包膜基料。...

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：杨光灿，汪云华，赵泽权，杨晓东，李保金，李海艳，
申请(专利权)人：云南新立有色金属有限公司，
类型：新型
国别省市：云南;53