二氧化鈦水解過程的系統(tǒng)研究及優(yōu)化.pdf

1、在硫酸法鈦白粉的生產中,水解技術是其中關鍵的一環(huán).水解過程的操作,直接影響成品的粒度、粒度分布及純度從而影響最終鈦白產品的質量.目前國內的鈦白粉生產,大多數(shù)都以較低端產品為主,并且普遍存在產品質量不穩(wěn)定的問題.導致產品質量差和不穩(wěn)定的因素較多,落后的水解工藝是其中一個重要的因素.以穩(wěn)定和提高產品的質量為目的,本文對硫酸法制備鈦白粉的水解工藝進行了系統(tǒng)的研究. 研究了晶種對水解過程的影響.通過實驗初步考察了在自生晶種水解方法中,加

2、料速率對晶種數(shù)量和活性,最終晶體尺寸以及產品粒度分布(PSD)的影響.利用在線聚焦光束反射測量儀(FBRM)對水解過程中粒子的變化情況進行監(jiān)測,實時觀察了整個水解過程中粒子的變化情況.首次將水解過程分為誘導水解期、聚結水解期、破碎再水解期和熟化期四個時期,并對四個時期粒子總數(shù)和平均粒徑隨時間的變化過程進行了模型化.研究結果表明,水解過程粒子的增長滿足S型曲線的生長模型.根據實驗對水解過程機理的研究與理解,研制開發(fā)了一套自動監(jiān)控系統(tǒng),用于

3、穩(wěn)定產品質量. 通過實驗對水解反應工藝的摸索,確定了四個影響較大的操作條件:攪拌速率,加料速率,加熱速率及底水量.并根據實際的工藝條件確定了四因素三水平的試驗設計方案.利用響應面試驗設計軟件(RSM)來輔助設計,根據實際的輸入與響應的結果,研究了攪拌速率、加料速率、加熱速率和底水量對水解產物的粒度及粒度分布、過濾時間和硫酸氧鈦的水解率的影響,推導了四個因素對四個響應的數(shù)學模型,分析其試驗誤差,最后得到優(yōu)化試驗的預測結果,用于指導