[發明專利]一種硫酸法鈦白硫酸亞鐵結晶裝置

在審

• 申請號: 201910299980.2
• 申請日: 2019-04-15
• 公開（公告）號: CN109850954A
• 公開（公告）日: 2019-06-07
• 發明（設計）人: 盧星
• 申請（專利權）人: 盧星
• 主分類號: C01G49/14
• 分類號: C01G49/14;C01G23/053;B01D9/02
• 代理公司: 焦作市科彤知識產權代理事務所(普通合伙) 41133
• 代理人: 何貫通

本發明屬于硫酸法鈦白粉生產設備技術領域，公開一種硫酸法鈦白硫酸亞鐵結晶裝置，包括結晶槽，結晶槽的頂部連接有第一高位槽，結晶槽的底部設有進出料口，結晶槽的下部設有側攪拌裝置，結晶槽的上部連接有真空噴射器，真空噴射器的頂部連接有第二高位槽，真空噴射器的底部與酸循環槽相連，酸循環槽經酸泵、換熱器與真空噴射器的頂部相連，酸循環槽上設有補酸口，換熱器上連接有冷卻循環系統，換熱器與真空噴射器的頂部間設有排酸口。該裝置利用物料重力作用與濃硫酸的易吸水性、低飽和蒸汽壓的特性相結合，營造真空環境，無需使用蒸汽，即實現硫酸亞鐵的結晶，達到與鈦液分離的目的。

技術領域

本發明屬于硫酸法鈦白粉生產設備技術領域，具體涉及一種硫酸法鈦白硫酸亞鐵結晶裝置。

背景技術

鈦白粉作為世界上最好的白色顏料，被廣泛的應用于涂料、塑料、造紙等領域。鈦白粉有硫酸法和氯化法兩種生產工藝，目前硫酸法仍占據主導地位。

工業上使用硫酸法生產鈦白粉的過程中，鈦鐵礦原料會帶來的大量鐵元素，因此，需要在生產中形成硫酸亞鐵晶體予以分離去除，以實現鈦白粉成品鐵含量在適當的范圍內，保證鈦白粉的白度及應用性能。由于溫度是影響硫酸亞鐵結晶的一個重要因素，所以，在工業生產中，往往在鈦鐵礦酸解完成后，對經沉降得到的澄清鈦液（俗稱沉淀鈦液），進行降溫的方式，使鈦液中的鐵元素以七水硫酸亞鐵的形式析出。

目前，硫酸法鈦白行業中硫酸亞鐵的分離主要采用冷卻法和真空冷卻法，俗稱冷凍結晶和真空結晶，真空結晶與冷凍結晶相比，具有工藝流程簡單，生產能力大，結晶的同時鈦液得到了濃縮、減少濃縮工序的負擔，安全性好等優勢。具體地，真空結晶是利用蒸汽噴射器使結晶器內形成負壓，此時鈦液中的水分因沸點降低而蒸發，帶走熱量，使得鈦液溫度降低，通過控制鈦液系統的溫度，降低硫酸亞鐵的溶解度，使得硫酸亞鐵結晶析出，然后進行過濾。盡管真空結晶具有諸多優勢，但該方法耗費大量蒸汽及電力，能耗較高。

發明內容

針對上述情況，本發明的目的是提供一種硫酸法鈦白硫酸亞鐵結晶裝置。通過合理的結構設置，利用物料重力與濃硫酸的易吸水性、低飽和蒸汽壓的特性相結合，營造真空環境，無需使用蒸汽，即實現硫酸亞鐵的結晶，達到與鈦液分離的目的，大幅降低成本。

為實現上述目的，本發明采用如下技術方案：

一種硫酸法鈦白硫酸亞鐵結晶裝置，包括結晶槽，所述結晶槽的頂部連接有第一高位槽，結晶槽的底部設有進出料口，結晶槽的下部設有側攪拌裝置，結晶槽的上部連接有真空噴射器，真空噴射器的頂部連接有第二高位槽，所述真空噴射器的底部與酸循環槽相連，所述酸循環槽經酸泵、換熱器與真空噴射器的頂部相連，所述酸循環槽上設有補酸口，所述換熱器上連接有冷卻循環系統，所述換熱器與真空噴射器的頂部間設有排酸口。

本發明中，所述第一高位槽的底部設有第一放凈口，上部設有第一溢流口，所述第一高位槽經第一閥門與結晶槽頂部相連。

本發明中，所述第二高位槽的底部設有第二放凈口，上部設有第二溢流口，所述第二高位槽經第二閥門與真空噴射器頂部相連。

根據本發明，所述真空噴射器底部的放酸管出液口位于酸循環槽液面以下，形成酸封，保證真空噴射器的真空度。

本發明中，結晶槽的設置高度使物料重力遠大于大氣壓力，能夠滿足通過重力作用形成真空，同樣地，真空噴射器與酸循環槽的高度差使硫酸重力遠大于大氣壓力，形成硫酸噴射腔。結晶槽和真空噴射器的高度根據物料比重、噴酸量等因素進行具體設置。

本發明中，所述換熱器可采用常規的冷卻循環系統，優選地，所述冷卻循環系統包括循環水池和循環泵，所述循環水池上方設有冷卻塔。

根據本發明，所述結晶槽上部與真空噴射器間設有第三閥門。