硫酸法钛白生产线的对比与选择

硫酸法钛白生产线的对比与选择

钛白粉（简称钛白）的生产主要有两种类型：硫酸法和氯化钠法。由于历史的原因,在我国目前大约20万t/a生产能力中,除锦州铁合金厂采用氯化法(1.5万t/a规模)外,其余几十家皆为硫酸法生产工艺。今后,除几家硫酸法钛白厂有改扩建的计划外,拟新建的钛白生产线都将采用氯化法。所以,我国未来氯化法钛白产能和产量的比重将会大大上升。我国硫酸法钛白生产厂可分为两类:一类是我国自己研制、建设的中小型工厂;另一类是90年代以来引进东欧波兰和南斯拉夫技术发展起来的万吨级钛白生产线(实际上只有国营404厂、重庆渝港钛白粉股份有限公司和济南裕兴化工厂3家引进生产线,每家都是1.5万t/a能力)。本文拟对自行开发的生产线与引进生产线作一对比,从中找到存在的问题和差距,以便探讨改进的办法和措施。1必须积极引进国外专利产品,生产部分钛白我国自主研制建设的硫酸法钛白生产厂家多达60余家,生产能力从每年几百到几千吨不等,生产规模太小、太分散,远远低于经济生产规模。全国总生产能力约20万t/a,只相当于发达国家几家工厂的生产能力。生产规模太小,造成产品成本上升,效益下降。我国3家硫酸法钛白引进生产线规模较大,每家能力都是1.5万t/a(重庆渝港钛白粉股份有限公司还为扩建至3万t/a钛白粉作了预留)。大规模带来的好处是有利于降低生产成本,提高经济效益。我国钛白品种很少,主要生产未经后处理的锐太型BA01-01,专用化和高功能化水平很低,如化纤专用钛白生产至今还是空白,全部依赖进口。虽有一些研究成果,但未形成规模生产。造纸钛白、电陶级TiO2和食品添加剂用TiO2等近几年来已陆续开始生产,但质量都有待提高。涂料用钛白,国外一些著名公司,如美国杜邦、日本石原、德国拜耳等都是几十种之多。我国3家引进生产线品种也较多,如重庆渝港钛白粉股份有限公司(波兰技术)能生产3种锐钛型、8种金红石型钛白产品。锐钛型基本牌号(A-111)未包膜,其余两个牌号(A-201和A-102)进行了无机和有机包膜处理,分别专用于聚丙烯酰胺纤维和粘胶纤维。金红石型所有8个牌号(R-221、R-242、R-105、R-206、R-223、R-244、R-331、R-332)全部进行了无机包膜或有机处理。牌号多,用途广,专用性强,是引进生产线的特点和优点。就产品质量而言,我国产品一般较差,档次较低,不够稳定,但进口生产线产品质量较高,且稳定,白度、分散性、抗粉化性和光学性能皆优良。其品种的增加和性能的改善,在很大程度上得益于表面处理技术,这是值得我们注意的。另外,引进生产线对成品检测和岗位分析控制严格。如渝港钛白粉股份有限公司,其工艺技术是从波兰引进的,而主要和关键生产设备、检测仪器(如电镜、X-射线衍射仪、X荧光分析仪等),则分别从美国、德国、英国、瑞士、芬兰、丹麦和荷兰等国家的17家公司引进,仪器先进,手段齐全。据了解,由于产品质量优良而稳定,1999年以来,渝港钛白粉股份有限公司产品行销海内外,供不应求,很受用户欢迎。技改时要注意将技术含量与经济效益有机地结合起来,实行强强联合,政策倾斜,重点支持,有条件的可适当扩大规模,增加新品种,提高产品质量,降低能耗,抓好三废处理和综合利用。如攀枝花钛白粉厂就是本着这样的精神,1999年实现了4000t/a改6000t/a的任务,2000年将实现6000t/a改1万t/a的目标,除生产涂料用钛白外,该厂还大量生产造纸钛白新品种。对亏损严重、污染大、能耗高、质量不过关的厂家,要坚决实行关停并转。2生产线工艺落后表1按生产流程各工序对我国硫酸法钛白生产线与引进技术的生产工艺和装置作了对比。可以看出,我国自主建设的生产线不仅存在规模小,品种少,档次低,专用化和高性能化、高功能化不强的弱点,而且存在工艺不够完善、装置不够先进、能耗比较大、后处理能力差的问题。针对存在的问题和差距,表1列出了技改措施供参考。3废水排放大,4-9-o硫酸法钛白生产的致命弱点就是废副产物多,治理比较困难,而且花钱多。酸解时硫酸进入了流程,1t钛白产品约耗4t硫酸(折合成100%H2SO4计),但落窑料(煅烧成品)中基本不含硫,硫最终大部以SO2+442+形式转入绿矾(FeSO4·7H2O),以硫酸钙等不溶物形式进入了酸解反应残渣,部分进入了废稀酸和酸性废水;部分硫以SO3和SO2形式进入了酸解废气和TiO2锻烧转窑尾气中。如图1所示。据统计,生产1t钛白粉,大约将排出15%～20%废稀酸8～10t,绿矾((FeSO4·7H2O)2.5～3.5t,5%以下酸性废水200～300t,酸性废渣500～600kg(湿渣计,若以干基计约200kg),酸解烟气50～60m3/min,一座日产24tTiO2的回转窑,排出烟气量约为15000m3/h。如此多的三废排量是硫酸法钛白厂最感头痛的难题。国内外虽有该方面的大量文章、专利发表,但并未从根本上解决问题。可以说,在绿矾和废稀硫酸的处理方面,我国相对落后。由于技术经济原因,目前我国一些工厂全部废稀酸和酸性废水都是用石灰或石灰石、白云石等中和处理后排放,这虽最省事,但这是一种容易产生二次污染的消极治理方法。相对而言,引进生产线在废稀酸处理方面较为先进。渝港钛白粉股份有限公司从芬兰引进稀硫酸处理技术及装置,通过该装置的处理,每年可回收、利用80%硫酸2.6万t。这值得我们借鉴和消化、吸收。关于三废治理问题,有关文献作了详细讨论。应指出的是,由于硫酸法钛白生产固有的缺点,如流程长,工序多,三废排放量大,处理起来既困难费用又高(三废处理费用约占钛白生产成本的20%左右);而且我国对氯化法钛白生产的主要技术难题已基本攻克,通过锦州铁合金厂氯化法钛白引进生产线几年的试运转,取得了不少经验,我国已具备了利用