一种应用于氯化法制备钛白粉后处理工段洗涤的装置及方法
【专利摘要】本发明涉及一种应用于氯化法制备钛白粉后处理工段洗涤的装置及方法，首先通过压滤，使经过表面处理后的钛白粉浆料形成滤饼。随后，将滤饼引入清洗罐，通入去离子水并搅拌均匀。在清洗罐后衔接膜分离系统，利用膜截留钛白粉浆料同时，洗出可溶性离子。膜系统的浓液返回清洗罐，清液进入离子交换混床。混床的再生水回流至清洗罐，作为洗涤水再次回用。在膜分离系统后安装在线电导率监测仪，当膜分离系统出水中电导率达到规定要求时，停止膜分离系统的工作，将清洗罐中钛白粉浆料进行二次压滤，滤饼进入后续处理工艺。本工艺流程简洁，不仅实现了去离子水的回用，减少了水资源的消耗，而且钛白粉浆料品质高。
【专利说明】一种应用于氯化法制备钛白粉后处理工段洗涤的装置及方法
【技术领域】
[0001]本发明属于节能环保【技术领域】，具体涉及一种结构简单，处理后的钛白粉浆料品质高，实现了去离子水的回用，减少了水资源的消耗的应用于氯化法制备钛白粉后处理工段洗涤的装置及方法。
【背景技术】
[0002]钛白不仅是性能优异的白色颜料，而且是重要的化工原料。它广泛用于涂料、油墨、塑料、橡胶、造纸和化纤工业，此外还用于搪瓷、电器、电子原料等方面。目前国际上钛白成熟的工业化生产方法普遍认为只有硫酸法和氯化法两种。氯化法生产工艺与硫酸法生产相比，具有流程短、连续化操作、单系列装置规模大、三废排放少等优点，具有巨大的市场潜力。
[0003]氯化法制备钛白粉的后期处理中，表面处理后的钛浆液含有大量的可溶性盐，传统的压滤处理，洗涤操作，生产周期长，一次循环的时间约2.5?3h。耗水量大，约20?25m3/t。洗涤效果差，滤饼的含湿量高，产品质量一般。
【发明内容】
[0004]针对上述问题，本发明的主要目的在于提供一种结构简单，处理后的钛白粉浆料品质高，实现了去离子水的回用，减少了水资源的消耗的应用于氯化法制备钛白粉后处理工段洗涤的装置及方法。
[0005]本发明是通过下述技术方案来解决上述技术问题的:一种应用于氯化法制备钛白粉后处理工段洗涤的装置，所述装置包括第一压滤机、投料斗、强力分散器、第一搅拌罐、清洗罐、膜分离系统、离子交换系统、缓冲罐、第二搅拌罐、第二压滤机。
[0006]离子交换系统包括离子交换混床、酸罐和碱罐；酸罐和碱罐均通过管道连接在离子交换混床上；
[0007]将需要处理的钛白粉浆料进行第一次压滤的第一压滤机通过管道连接投料斗，投料斗通过管道连接将第一压滤机压后的滤饼进行打浆的强力分散器；
[0008]强力分散器通过管道连接将强力分散器打好钛白粉浆料进行搅拌的第一搅拌罐，强力分散器和第一搅拌罐上均开有纯水进入的入口，纯水进入的入口通过管道连接纯水水箱；
[0009]第一搅拌罐通过管道连接在清洗罐上，第一搅拌罐和清洗罐之间的管道上安装有浆料抽出泵和阀门；
[0010]清洗罐通过管道连接后续工段的膜分离系统，膜分离系统上还安装有浓液返回清洗罐的管道；
[0011]膜分离系统通过管道连接清液进入的离子交换混床，离子交换混床通过管道连接在缓冲罐上；
[0012]清洗罐的底部通过管道连接有第二搅拌罐和第二压滤机；
[0013]离子交换系统中的再生水通过管道回流至清洗罐。
[0014]在本发明的一个优选的具体实施例子中，所述清洗罐内设置机械搅拌桨，转速为50 ?150r/mino
[0015]在本发明的一个优选的具体实施例子中，所述膜分离系统中的膜芯为陶瓷膜，PVDF膜或SIC膜组件，膜孔径为0.01?lum。
[0016]在本发明的一个优选的具体实施例子中，所述第一压滤机和第二压滤机为隔膜压滤机。
[0017]在本发明的一个优选的具体实施例子中，所述离子交换混床为填料由H型和OH型离子交换树脂构成的离子交换混床。
[0018]一种应用于氯化法制备钛白粉后处理工段洗涤的方法，所述方法包括如下步骤:
[0019]步骤(I):将表面处理后的钛白粉浆料首先在压滤机中进行压滤；
[0020]步骤⑵:将步骤⑴中压滤后的滤饼经过投料斗，投加到强力分散器中，进行打浆；
[0021]步骤(3):将步骤(2)中做好的钛白粉浆料引入搅拌罐，在搅拌罐中搅拌器搅拌下，与去离子水充分混匀，形成稀释后的清钛白粉浆料；
[0022]步骤(4):将步骤(3)中的清钛白粉浆料间歇地通过泵引入清洗罐清洗，并在清洗罐中投入去离子水；
[0023]步骤(5):将步骤(4)中的浆料通过泵间歇地引入膜分离系统；
[0024]步骤(6):将步骤(5)中的从膜分离系统中出来的浓液返回清洗罐中，清夜送入离子交换混床；通过[H]型[0H]型阴阳离子树脂对其中的溶解性盐进行脱盐处理，形成再生水引入缓冲罐中；在膜分离系统的清液出口处设置一电导率监测仪，经过一段时间的清洗，清液电导率降低至所需指标后，说明钛白粉浆料清洗干净；将清洗罐中清洗干净的浆料引入后续的第二搅拌罐中，并利用第二压滤机，进行压滤操作，将洗涤后达标滤饼送入后续处理工段。
[0025]在本发明的一个优选的具体实施例子中，所述电导率监测仪为电导率设置为50?80us/cm的电导率监测仪。
[0026]在本发明的一个优选的具体实施例子中，所述步骤￠)中的经过一段时间的具体时间范围为20-40分钟。
[0027]本发明的积极进步效果在于:本发明通过压滤与膜处理以及离子交换混床的三种工艺的结合，提高产品品质，减少生产周期以及清洗用水量的消耗，通过后期的压滤操作，使产品达到后续处理的要求。
【专利附图】
【附图说明】
[0028]图1为本发明的整体结构示意图。
【具体实施方式】
[0029]下面结合附图给出本发明较佳实施例，以详细说明本发明的技术方案。
[0030]图1为本发明的整体结构示意图，如图1所示:本发明中的装置包括:第一压滤机1、投料斗2、强力分散器3、第一搅拌罐4、清洗罐5、膜分离系统6、离子交换系统、缓冲罐10、第二搅拌罐11和第二压滤机12。
[0031]离子交换系统包括离子交换混床7、酸罐8和碱罐9 ;酸罐8和碱罐9均通过管道连接在离子交换混床7上。
[0032]将需要处理的钛白粉浆料进行第一次压滤的第一压滤机I通过管道连接投料斗2，投料斗2通过管道连接将第一压滤机I压后的滤饼进行打浆的强力分散器3。
[0033]强力分散器3通过管道连接将强力分散器3打好钛白粉浆料进行搅拌的第一搅拌罐4，强力分散器3和第一搅拌罐4上均开有纯水进入的入口，纯水进入的入口通过管道连接纯水水箱。
[0034]第一搅拌罐4通过管道连接在清洗罐5上，第一搅拌罐和清洗罐5之间的管道上安装有浆料抽出泵和阀门；清洗罐5通过管道连接后续工段的膜分离系统6，膜分离系统6上还安装有浓液返回清洗罐5的管道；膜分离系统6通过管道连接清液进入的离子交换混床7，离子交换混床7通过管道连接在缓冲罐10上；清洗罐5的底部通过管道连接有第二搅拌罐11和第二压滤机12 ;离子交换系统中的再生水通过管道回流至清洗罐5。
[0035]为了达到更好的清洗效果，清洗罐5内设置机械搅拌桨，转速为50?150r/min。
[0036]膜分离系统6中的膜芯选为陶瓷膜，PVDF膜或SIC膜组件，膜孔径为0.01?lum。
[0037]在本发明中，第一压滤机I和第二压滤机12 —般选为隔膜压滤机。
[0038]离子交换混床7为填料由H型和OH型离子交换树脂构成的离子交换混床。
[0039]一种应用于氯化法制备钛白粉后处理工段洗涤的方法，所述方法包括如下步骤:
[0040]步骤(I):将表面处理后的钛白粉浆料首先在压滤机中进行压滤；
[0041]步骤(2):将步骤(I)中压滤后的滤饼经过投料斗，投加到强力分散器中，进行打浆；
[0042]步骤(3):将步骤(2)中做好的钛白粉浆料引入搅拌罐，在搅拌罐中搅拌器搅拌下，与去离子水充分混匀，形成稀释后的清钛白粉浆料；
[0043]步骤(4):将步骤(3)中的清钛白粉浆料间歇地通过泵引入清洗罐清洗，并在清洗罐中投入去离子水；
[0044]步骤(5):将步骤(4)中的浆料通过泵间歇地引入膜分离系统6 ;
[0045]步骤(6):将步骤(5)中的从膜分离系统6中出来的浓液返回清洗罐5中，清夜送入离子交换混床7 ;通过[H]型[0H]型阴阳离子树脂对其中的溶解性盐进行脱盐处理，形成再生水引入缓冲罐10中；并根据液位高低控制阀开合，将储液罐内再生水送入清洗罐内；在膜分离系统6的清液出口处设置一电导率监测仪，经过一段时间，一般选为20-40分钟(初步预计为半小时)的清洗，清液电导率降低至所需指标后，说明钛白粉浆料清洗干净(以上清洗过程为连续操作过程)；将清洗罐5中清洗干净的浆料引入后续搅拌罐11中，并利用第二压滤机12 (隔膜式压滤机)，进行压滤操作，将洗涤后达标滤饼送入后续处理工段。
[0046]在本发明的具体的实施例子中，所述电导率监测仪为电导率设置为50?80us/cm的电导率监测仪。
[0047]以下是一个具体的实施例子:
[0048]首先，将钛浆料引入隔膜压滤机1，进行一次压滤操作，进料12min，滤压为0.6MPa，保持3min。将形成的滤饼经过投料斗2，投加入强力分散器3中，进行打浆操作。将钛白粉浆料引入搅拌罐4中，在机械搅拌器搅拌下，引入去离子水，进行进一步的混匀、稀释。将稀释后钛白粉浆料间歇式引入清洗罐5，并投加一定量的去离子水。将清洗罐内的浆料引入膜分离系统6 (陶瓷膜的工作压差为50KPa，过滤精度为0.1um)，所产生浓液返回清洗罐5中，清夜送入离子交换混床7，通过[H]型[0H]型阴阳离子树脂对其中的溶解性盐进行脱盐处理，形成再生水引入缓冲罐10中，并根据液位高低控制阀开合，将储液罐内再生水送入清洗罐内。在膜分离系统6的清液出口处设置一电导率监测仪，经过一段时间(初步预计为半小时)的清洗，清液电导率降低至所需指标后，说明钛白粉浆料清洗干净(以上清洗过程为连续操作过程)。将清洗罐5中清洗干净的浆料引入后续搅拌罐11中，并利用隔膜式压滤机12，进行压滤操作，将洗涤后达标滤饼送入后续处理工段。
[0049]以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内，本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。
【权利要求】
1.一种应用于氯化法制备钛白粉后处理工段洗涤的装置，其特征在于:所述装置包括第一压滤机、投料斗、强力分散器、第一搅拌罐、清洗罐、膜分离系统、离子交换系统、缓冲罐、第二搅拌罐、第二压滤机； 离子交换系统包括离子交换混床、酸罐和碱罐；酸罐和碱罐均通过管道连接在离子交换混床上； 将需要处理的钛白粉浆料进行第一次压滤的第一压滤机通过管道连接投料斗，投料斗通过管道连接将第一压滤机压后的滤饼进行打浆的强力分散器； 强力分散器通过管道连接将强力分散器打好钛白粉浆料进行搅拌的第一搅拌罐，强力分散器和第一搅拌罐上均开有纯水进入的入口，纯水进入的入口通过管道连接纯水水箱；第一搅拌罐通过管道连接在清洗罐上，第一搅拌罐和清洗罐之间的管道上安装有浆料抽出泵和阀门； 清洗罐通过管道连接后续工段的膜分离系统，膜分离系统上还安装有浓液返回清洗罐的管道； 膜分离系统通过管道连接清液进入的离子交换混床，离子交换混床通过管道连接在缓冲罐上； 清洗罐的底部通过管道连接有第二搅拌罐和第二压滤机； 离子交换系统中的再生水通过管道回流至清洗罐。
2.根据权利要求1所述的应用于氯化法制备钛白粉后处理工段洗涤的装置，其特征在于:所述清洗罐内设置机械搅拌桨，转速为50?150r/min。
3.根据权利要求1所述的应用于氯化法制备钛白粉后处理工段洗涤的装置，其特征在于:所述膜分离系统中的膜芯为陶瓷膜，PVDF膜或SIC膜组件，膜孔径为0.01?lum。
4.根据权利要求1所述的应用于氯化法制备钛白粉后处理工段洗涤的装置，其特征在于:所述第一压滤机和第二压滤机为隔膜压滤机。
5.根据权利要求1所述的应用于氯化法制备钛白粉后处理工段洗涤的装置，其特征在于:所述离子交换混床为填料由H型和OH型离子交换树脂构成的离子交换混床。
6.一种应用于氯化法制备钛白粉后处理工段洗涤的方法，其特征在于:所述方法包括如下步骤: 步骤(I):将表面处理后的钛白粉浆料首先在压滤机中进行压滤； 步骤⑵:将步骤⑴中压滤后的滤饼经过投料斗，投加到强力分散器中，进行打浆；步骤(3):将步骤(2)中做好的钛白粉浆料引入搅拌罐，在搅拌罐中搅拌器搅拌下，与去离子水充分混匀，形成稀释后的清钛白粉浆料； 步骤(4):将步骤(3)中的清钛白粉浆料间歇地通过泵引入清洗罐清洗，并在清洗罐中投入去离子水； 步骤(5):将步骤(4)中的浆料通过泵间歇地引入膜分离系统； 步骤(6):将步骤(5)中的从膜分离系统中出来的浓液返回清洗罐中，清夜送入离子交换混床；通过[H]型[0H]型阴阳离子树脂对其中的溶解性盐进行脱盐处理，形成再生水引入缓冲罐中；在膜分离系统的清液出口处设置一电导率监测仪，经过一段时间的清洗，清液电导率降低至所需指标后，说明钛白粉浆料清洗干净；将清洗罐中清洗干净的浆料引入后续的第二搅拌罐中，并利用第二压滤机，进行压滤操作，将洗涤后达标滤饼送入后续处理工段。
7.根据权利要求6所述的应用于氯化法制备钛白粉后处理工段洗涤的方法，其特征在于:所述电导率监测仪为电导率设置为50?SOus/cm的电导率监测仪。
8.根据权利要求6所述的应用于氯化法制备钛白粉后处理工段洗涤的方法，其特征在于:所述步骤(6)中的经过一段时间的具体时间范围为20-40分钟。
【文档编号】C01G23/07GK104276600SQ201410471337
【公开日】2015年1月14日 申请日期:2014年9月16日 优先权日:2014年9月16日
【发明者】杨积志, 李海波, 张俊 申请人:上海安赐机械设备有限公司