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在生产颜料级二氧化钛的两种基本工艺路线中,由于氯化法与传统的硫酸法相比,在很多方面具有明显优势。目前已成为钛白生产的发展方向。我国钛资源绝大部分在攀枝花,因此发展我国的钛白工业必须以攀枝花钛资源为依托。但氯化法对原料质量要求高,尤其对钙、镁含量有严格要求,而攀枝花富钛料具有钙、镁含量高的特点。因此,找出适合攀枝花富钛料的氯化工艺路线,并对存在的问题进行深入研究,对我国钛白生产工艺的改进具有重要意义。 本文对富钛料的氯化反应机理、影响氯化反应的各种因素作了详细分析,并且系统地分析了各种氯化技术的工艺特点和操作条件,并在此基础上确定了熔盐氯化工艺是解决高钙镁含量的攀枝花富钛料氯化问题最现实最成熟的工艺技术路线。对我国目前在氯化法钛白生产工艺中采用的熔盐氯化技术的现状和存在的问题进行了深入分析。作者对熔盐氯化炉内的反应与传质等过程作了科学细致的分析,在此基础上建立了熔盐氯化炉的热平衡方程以及炉内温度分布曲线方程,并对氯气流量和浓度、反应气体中氧含量、富钛料和石油焦的配比、及粒度和粒度分布,富钛料的化学成分等影响热平衡方程和温度分布曲线方程的因素进行了分析和讨论。结果表明影响炉内热平衡的主要因素是反应器的操作温度和反应气体中的含氧量,氯气流量变化对热平衡影响较小,富钛料组分变化对热平衡的影响很小。富钛料和石油焦的配比、及其粒度和粒度分布由于受工艺条件的限制,波动很小,因此对热平衡的影响也很小。影响炉内温度分布的主要因素有反应气体中氧含量和氯气流速,其中氯气流速对温度分布的影响主要体现在较低流速范围内(氯气流速低于0.8m/s),氯气流速超过0.8m/s,再增大流速,对体系的温度分布没有明显影响。此外,富钛料及石油焦的粒度及粒度分布、富钛料的组成成分等因素为对反应热有影响,因而也要影响体系的温度分布,但影响程度很小。 本文还针对我国现有的氯化钛白生产线上泥浆喷淋系统存在的只能被动地四川大学化工学院工程硕士专业学位论文根据返回泥浆的量对反应器喷淋降温,反应器操作温度波动大,同时导致后工序收尘系统工况条件波动大,难以正常操作等问题,在热平衡方程和温度分布曲线方程的基础上,提出了完善熔盐氯化炉泥浆喷淋系统的改造方案。改造方案能实现根据反应器内地热平衡关系准确地控制喷入泥浆量,确保氯化反应器操作温度稳定,解决了我国现有氯化钦白生产线上氯化工序存在的问题。