Pesquisa sobre técnicas de produção pós-processamento de dióxido de titânio rutilo

Resumo: Atualmente, a produção nacional de dióxido de titânio do tipo rutilo predomina, oferecendo margens de lucro limitadas, enquanto há uma grave escassez de dióxido de titânio rutilo, levando a uma forte dependência das importações. Teoricamente, com pequenos investimentos e melhorias adequadas nas condições tecnológicas existentes, é possível produzir dióxido de titânio do tipo rutilo a partir da linha de produção de dióxido de titânio do tipo anatase. Tais melhorias nos processos de produção são de importância prática significativa para o avanço da indústria de dióxido de titânio na China e para aumentar sua competitividade geral. Este artigo fornece uma breve visão geral do método do ácido sulfúrico para a produção de dióxido de titânio rutilo e se concentra na descrição das técnicas de produção para pós-processamento.

O rutilo, também conhecido como dióxido de titânio rutilo, é uma forma relativamente pura de dióxido de titânio, tipicamente contendo mais de 95% de dióxido de titânio, tornando-se um recurso mineral crucial para a extração de titânio. No entanto, as reservas de rutilo na Terra' A crosta é limitada. Composição química: TiO2, Ti 60%, e às vezes contém Fe, Nb, Ta, Cr, Sn, e outros.

Atualmente, os principais métodos para a produção de dióxido de titânio rutilo são o método do ácido sulfúrico e o método do cloreto. Independentemente de ser o método do ácido sulfúrico ou o método do cloreto, ambos os processos envolvem duas etapas: a produção de dióxido de titânio bruto e o pós-processamento. O principal objetivo da produção de dióxido de titânio bruto é converter os componentes efetivos em minério de titânio ou escória de titânio em titânio oxidado com ácido sulfúrico facilmente purificável ou tetracloreto de titânio. Isso é feito através de um controle rigoroso para minimizar o conteúdo de impurezas nocivas e garantir um bom tamanho de partícula, distribuição de tamanho de partícula e transformação cristalina completa do dióxido de titânio bruto. O processo de produção do ácido sulfúrico é relativamente complexo e pode ser resumido em três etapas: dissolução ácida, hidrólise e calcinação. O pós-processamento envolve o tratamento superficial e o processamento do produto bruto para corrigir defeitos inerentes, como a atividade fotocatalítica, e melhorar ainda mais as propriedades, como anti-sedimentação e dispersibilidade, para atender aos requisitos do usuário.

Técnicas de produção pós-processamentoO núcleo do dióxido de titânio rutilo pós-processamento está no tratamento de superfície, comumente conhecido como revestimento, obtido pela aplicação de um revestimento especial na superfície das partículas grossas.

1.1. Dispersão de lamaEste processo consiste em retirar a matéria-prima de dióxido de titânio rutilo grosso e misturá-la com uma solução de hexametafosfato de sódio através da moagem por rolos. A mistura é então dispersa através de uma máquina de dispersão, direcionada para um tanque e agitada para criar uma pasta relativamente uniforme e estável.

1.2. Moagem úmidaA lama de dióxido de titânio rutilo uniformemente dispersa é moída até a finura necessária através de um moinho de areia, com esferas de óxido de zircônio como meio de moagem, seguido de separação.

1.3. CoatingCoating é realizado em um tanque de revestimento sob condições específicas de temperatura e velocidade de agitação. Um revestimento especial é aplicado à superfície das partículas, permitindo que substâncias químicas específicas adiram à superfície das partículas de TiO2 em um ambiente#39; filme' forma.

1.4. LavagemA lavagem é realizada usando filtração e enxágue com água para remover dispersantes, sais solúveis em água e subprodutos de reação da lama de dióxido de titânio rutilo revestida para garantir o desempenho do produto.

1.5. SecagemAntes da micropulverização, o dióxido de titânio rutilo passa por um processo de secagem para reduzir o teor de água para atender aos requisitos de uso.

1.6. Moagem ultrafinaPara garantir propriedades como dispersibilidade, brilho, poder de coloração e resistência ao envelhecimento no produto final, o produto pós-processado passa por moagem adicional para separar as partículas coaguladas.

Pesquisa sobre técnicas de produção pós-processamento2.1. Melhoria do processo de revestimentoO processo de revestimento automático úmido usando um grande tanque de revestimento deve ser adotado, fazendo pleno uso de grandes tanques de revestimento e processos altamente automatizados. Por exemplo, um tanque de revestimento grande de 120m3 deve ser equipado com bobinas de aquecimento a vapor para manter a temperatura do processo de revestimento. Além disso, o sistema deve incluir dispositivos de agitação que atendam aos requisitos do processo, juntamente com um sistema de análise e detecção on-line para monitorar e transmitir automaticamente os dados detectados, garantindo que vários indicadores atendam aos valores exigidos. O sistema também deve incorporar um dispositivo de ligação que pare a bomba de alimentação quando os parâmetros de revestimento excederem os requisitos. Este processo de revestimento melhorado garante que, uma vez que os parâmetros do processo de revestimento são definidos, todo o processo de produção pode ser concluído automaticamente, garantindo efetivamente a estabilidade da qualidade do produto. Ao mudar para produtos diferentes, ajustar os valores dos parâmetros no computador é suficiente. Essa abordagem não apenas alcança a estabilidade da qualidade do produto, mas também permite a produção em larga escala com várias variedades.

2.2. Melhoria do processo de lavagemAtualmente, os dispositivos de pós-processamento de dióxido de titânio usam principalmente filtros de folhas para lavagem. Este método tem um fluxo de processo simples e estrutura de equipamentos, é fácil de operar e requer um pequeno investimento. No entanto, consome uma quantidade significativa de água, aumentando os custos relacionados à água e não sendo propício para lavagem posterior. A desvantagem final é o aumento dos custos de produção. As prensas de filtro de membrana fornecem uma melhor solução para lavagem. Essa abordagem possui alta automação, baixo consumo de água e menor tempo de operação de filtragem. Depois que a alimentação é concluída, o ar comprimido é usado para o sopro do bolo para reduzir o teor de umidade do bolo, e a compressão de água de alta pressão é empregada para aumentar a eficiência da desidratação. A lavagem do filtro prensa de membrana pode atingir um teor sólido de cerca de 70% no bolo lavado, reduzindo efetivamente o consumo de energia nos processos subsequentes.

2.3. Melhoria do processo de secagemTécnicas comuns de secagem pós-processamento para dióxido de titânio incluem secagem por correia, secagem por pulverização e secagem por evaporação instantânea. A secagem por correia emprega aquecimento direto a vapor, levando a menor eficiência térmica e tempos de secagem relativamente longos, resultando em maiores diâmetros de aglomerados no material de saída, o que não é favorável para processamento subsequente. A secagem por pulverização usa ar quente como fonte de calor, oferecendo alta eficiência térmica, mas o material precisa ser transformado em lama. A secagem por evaporação instantânea é uma combinação de secagem, trituração e peneiramento em uma máquina, permitindo secagem contínua e secagem uniforme. Este método é particularmente adequado para materiais com alto teor de sólidos.

ConclusãoEm resumo, a pesquisa sobre técnicas de produção pós-processamento de dióxido de titânio rutilo, com melhorias no processo de revestimento, procedimentos operacionais aprimorados, adoção de filtros prensas de membrana para lavagem e o uso de máquinas de secagem por evaporação flash, permite a produção de vários graus de dióxido de titânio rutilo, reduzindo significativamente o teor de água e economizando energia, reduzindo assim os custos de produção. A aplicação de técnicas de produção pós-processamento de dióxido de titânio na produção industrial trouxe benefícios econômicos e sociais substanciais.