[发明专利]一种利用硫酸钛液生产双效晶种的管壳式晶种设备及制造方法

说明书

本发明公开了一种利用硫酸钛液生产双效晶种的管壳式晶种设备及制造方法，包括机台，所述机台的顶部固定安装有蠕动泵，所述蠕动泵的一端连通有输入管，所述输入管的一端连通有反应器，所述反应器的一端连通有输出管，所述输出管的一端连通有蛇形管。本发明，反应器主要用于快速制备具有高水解活性并对锐钛到金红石转晶起促进作用的双效晶种，诱导硫酸氧钛水解，得到的水解产物偏钛酸粒度分布窄，稀钛液的原料可直接使用工业钛液稀释，所用的工业钛液包括浓缩除铁前/后的工业钛液，无需引入其他碱性杂质，制得的晶种纯度高，同时在后期的煅烧过程中，具有高转晶活性。制备晶种工艺流程简单，易于控制，有利于放大和工业化应用。

技术领域

本发明涉及基站技术领域，具体为一种利用硫酸钛液生产双效晶种的管壳式晶种设备及制造方法。

背景技术

钛白粉，学名二氧化钛，颜料性能优异，被广泛应用于涂料、塑料、陶瓷、化妆品及造纸工业等领域，自然界中有板钛、锐钛、金红石三种晶型，但只有锐钛型和金红石型两种具有应用价值。金红石型钛白粉的结构致密、光化学活性小、耐紫外线照射，且在室外不易粉化，耐候性和光泽度好，因而相比于锐钛型钛白粉具有更强的商业价值。

生产金红石钛白的两种工艺中，氯化法要求原料必须为天然的或者人造的金红石，技术要求高。硫酸法对原料要求不高，对钛铁矿、钛磁铁矿等低品位钛资源友好。国内主要采用使用硫酸法生产钛白粉。

水解工艺是硫酸法钛白工艺流程中最为关键的部分，而水解过程中添加的水解晶种尤为关键，晶种质量的高低直接决定水解过程的好坏。晶种制备上，提出了“双效晶种”的概念，期望将该晶种应用到水解阶段时能具有高的水解活性，同时又能在煅烧工段作为金红石相变晶核，使偏钛酸在较低温度下实现锐钛到金红石的转晶。目前晶种制备方法主要有两种，分别是稀释法和碱中和法，稀释法不需要额外配置晶种制备设备，水解过程自生晶种，但过程控制困难，产品质量不易控制。碱中和法将钛液和碱预先混合反应，制备出一定数量和组成的晶种液，然后加入到水解钛液中。该方法水解过程容易控制，产品质量稳定，但会引入外部杂质，对最后颜料产品的纯度会造成影响。

CN105502483介绍了一种微波辅助制备金红石型二氧化钛的晶种制备装置。该装置采用微波设备对稀钛液进行加热活化，得到可用于低浓度钛液水解的高水解活性晶种。所得偏钛酸在煅烧中无需加入金红石煅烧晶种，也无需在高温下长时间煅烧即可得到金红石型钛白。相比其他双效晶种制备方法此方法具有明显优势，设备简单，流程短，不引入新杂质，但微波装置只能间歇加热稀钛液，每次的加热体积少，在加热过程中稀钛液易沸腾挥发产生大量蒸汽。工业反应对晶种需求量大，微波法在放大方面具有一定的局限性。因此，此微波辅助加热装置难以规模化应用，无法满足工业生产的需求。

相比间歇过程制备晶种，硫酸钛液快速成核连续制备均匀晶种十分具有工业前景，水解生产粒度均匀偏钛酸与促进低温转晶生产金红石钛白连续水解技术中使用的晶种反应器十分重要。

发明内容

本发明的目的在于提供一种利用硫酸钛液生产双效晶种的管壳式晶种设备及制造方法，以解决上述背景技术中提出的问题。