一种钛白粉真空结晶装置的制作方法

本发明涉及一种化工结晶设备技术领域，具体为一种钛白粉真空结晶装置。

背景技术：

钛白粉学名为二氧化钛（titaniumdioxide），它是一种染料及颜料，其分子式为tio2，分子量为79.8658。钛白粉是工业生产中非常重要的原料，广泛应用于涂料、塑料、造纸、印刷油墨、化纤、橡胶、化妆品、陶瓷、搪瓷、电子、食品和医药等工业。而在涂料产品中消耗钛白粉最多的是建筑涂料，占涂料使用量60%。由于房地产对涂料市场的需求量较大，因房地产市场的火热使得钛白粉的需求大增。

钛白粉的制备方法主要有氯化法和硫酸法，目前美国杜邦、美礼联和科美基三家公司掌握着先进的二氧化钛氯化法生产技术，硫酸法为我国生产二氧化钛的主要方法。无论采用氯化法还是硫酸法二氧化钛的结晶为关键性步骤。真空结晶与普通的冷冻结晶相比具有减少投资成本、增加处理能力、减少运行成本、节能环保等有益效果，真空结晶为目前最常用的结晶方式。

现有技术中钛白粉的结晶装置主要采用dtb型结晶器，主要包括结晶罐、内导流筒、筒形挡板、淘析柱（淘洗腿）、蒸汽发生器、冷却水发生器等，工作原理为：结晶器下部接有淘析柱，结晶器内设有导流筒和筒形挡板，操作时热饱和料液连续加到循环管下部，与循环管内夹带有小晶体的母液混合后泵送至冷却器，冷却后的溶液在导流筒底部附近流入结晶器，并由缓慢转动的螺旋桨沿导流筒送至液面，溶液在液面蒸发冷却，达到过饱和状态，其中部分溶质在悬浮的颗粒表面沉积，使晶体长大，在环形挡板外围还设有一个沉降区，在沉降区内大颗粒沉降，而小颗粒则随母液进入循环管并受热溶解，晶体于结晶器底部沉入淘析柱，为使结晶产品的粒度尽量均匀，将沉降区来的部分母液加到淘析柱底部，利用水力分级的作用，使小颗粒随溶液流回结晶器，结晶产品从淘析腿下部排出。

现有技术的不足：1、物料进口设置不合理导致导流筒与筒形挡板之间形成的澄清区的结晶液的液流螺旋性差，待结晶液容易堵塞在物料进口处，物料进口处形成较厚的结晶层，清洗繁琐，且清洗极为不方便；2、导流筒的导流效果差，影响后续的结晶效果；3、现有搅拌桨为螺旋桨，螺旋桨的搅拌存在死角，导流筒的边缘留有死角。

技术实现要素：

为解决上述问题，本发明公开了一种钛白粉真空结晶装置。

为了达到以上目的，本发明提供如下技术方案：

一种钛白粉真空结晶装置，包括结晶罐，所述结晶罐包括导流筒、挡板、螺旋桨、淘析管、循环管，所述导流筒设置在结晶罐内部，所述导流筒包括上圆筒形导流筒、下圆锥形导流筒，所述结晶罐罐体内侧设有圆筒形挡板，所述下圆锥形导流筒内设有搅拌桨，所述搅拌桨包括主桨、副桨，所述副桨设置在主桨下侧，所述结晶罐底部设有淘析管，所述淘析管底部设有母液出口、晶体出口，所述结晶罐底部一侧设有结晶液进管，所述结晶罐中部设有循环液出口，所述循环管上部连接循环液出口下部连接结晶液进管，所述循环管上设有物料进口，所述结晶液进管为螺旋状旋流管。

进一步的，所述主桨设置两根，所述每个主桨下设置十个副桨。主桨交叉设置两根，更均匀的搅拌。

进一步的，所述副桨为带状、螺旋状的其中一种。

进一步的，所述结晶罐顶部连接冷却水系统，冷却水系统更好的促进晶体形成。

进一步的，所述循环管连接循环泵，所述循环管上设有加热装置。加热装置加热使得回流液中的细小晶体溶解形成过饱和容易，回流到结晶罐中重新结晶。

进一步的，所述搅拌桨连接搅拌电机。

进一步的，所述晶体出口连接晶体泵。

本发明工作过程及原理：待结晶的物料从物料进口处进入后，从结晶液进管进入结晶罐，在搅拌桨的搅拌作用下，结晶液在导流筒与挡板之间形成的结晶区内结晶，挡板与结晶罐体之间形成澄清区，在此澄清区内无搅拌作用，使得晶体从母液中沉降落入结晶罐的底部，最后落入淘析管内，母液从淘析管的底部流出，晶体从晶体出口流出。

本发明具有如下优点：

（1）本发明的钛白粉真空结晶装置，结晶液进管为螺旋状旋流管，使得进入的待结晶的物料呈螺旋状进入结晶罐内，形成螺旋液流，有利于在导流筒与挡板之间的结晶区形成螺旋环流，结晶速度及结晶效果增强，同时，待结晶液不易在进液口处形成结晶层，减少清理次数。

（2）本发明的钛白粉真空结晶装置，搅拌桨设置成主桨下带有副桨的结构，一方面可实现无死角的搅拌，另一方面使得晶体粒度大小一致、不易产生大量细晶。普通结晶罐为了达到好的混合效果,需要强烈搅拌,容易产生大量细晶,当细晶小于1μm时,细晶会有团聚现象,即范得华力会起作用，导致产品粒度分布过宽,且粘度变大,离心后晶间包裹的残液量相对增大,导致产品纯度低；若搅拌强度不够又会造成搅拌效果差，难以混合均匀，因此将原有的螺旋桨改良成主桨下带有副桨的结构，搅拌所形成的液流漩涡增大，在不增强搅拌速度的情况下实现更大的搅拌效果，形成的晶体粒度分布均匀、纯度高。

（3）本发明的钛白粉真空结晶装置，将原有的筒状导流筒设置为上部为筒状下部为锥状的导流筒，实现更好的导流效果。

（4）本发明使用方便，操作简单，结晶效果好，晶体大小均匀。

附图说明

图1、本发明实施例1的结构示意图；

图2、本发明实施例1的结晶液进管的a-a截面示意图；

图3、本发明实施例1的搅拌桨结构示意图；

图4、本发明的实施例2的结构示意图。

其中：结晶罐100、冷却水系统200、加热装置300、导流筒1、圆筒形导流筒11、下圆锥形导流筒12、挡板2、螺旋桨3、主桨31、副桨32、搅拌电机33、淘析管4、母液出口41、晶体出口42、循环管5、物料进口51、晶体泵6、结晶液进管7、循环液出口8。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式，进一步阐明本发明，应理解下述具体实施方式仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。

实施例1

如图1、图2、图3所示，一种钛白粉真空结晶装置，包括结晶罐100，结晶罐包括导流筒1、挡板2、螺旋桨3、淘析管4、循环管5，导流筒设置在结晶罐内部，导流筒包括上圆筒形导流筒11、下圆锥形导流筒12，结晶罐罐体内侧设有圆筒形挡板，下圆锥形导流筒内设有搅拌桨，搅拌桨连接搅拌电机33，搅拌桨包括主桨31、副桨32，副桨设置在主桨下侧，结晶罐底部设有淘析管，淘析管底部设有母液出口41、晶体出口42，结晶罐底部一侧设有结晶液进管7，结晶罐中部设有循环液出口8，循环管上部连接循环液出口下部连接结晶液进管，循环管上设有物料进口51，结晶液进管为螺旋状旋流管。。

进一步的，主桨设置两根，每个主桨下设置十个副桨。主桨交叉设置两根，更均匀的搅拌。

进一步的，副桨为带状、螺旋状的其中一种。在本实施例中设置为带状副桨，在其他实施例中可设置为螺旋状副桨或其他形状副桨。

实施例2

如图4所示，一种钛白粉真空结晶装置100，结晶罐顶部连接冷却水系统200，冷却水系统更好的促进晶体形成。循环管连接循环泵，循环管上设有加热装置300。加热装置加热使得回流液中的细小晶体溶解形成过饱和容易，回流到结晶罐中重新结晶。并在晶体出口连接晶体泵6。其余结构与实施例1相同，在此不做赘述。

本发明方案所公开的技术手段不仅限于上述实施方式所公开的技术手段，还包括由以上技术特征任意组合所组成的技术方案。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也视为本发明的保护范围。