بحث في تقنيات إنتاج ما بعد المعالجة لثاني أكسيد تيتانيوم روتيل

الخلاصة: يسود حاليا الإنتاج المحلي من ثاني أكسيد التيتانيوم من النوع الروتيني، مما يوفر هوامش ربح محدودة، في حين يوجد نقص حاد في ثاني أكسيد التيتانيوم الروتيني، مما يؤدي إلى الاعتماد الشديد على الواردات. ومن الناحية النظرية، يمكن إنتاج ثاني أكسيد التيتانيوم من خط إنتاج ثاني أكسيد التيتانيوم من نوع أناتاس باستثمارات بسيطة وإدخال تحسينات مناسبة على الظروف التكنولوجية القائمة. وتتسم هذه التحسينات في عمليات الإنتاج بأهمية عملية كبيرة للنهوض بصناعة ثاني أكسيد التيتانيوم في الصين وتعزيز قدرتها التنافسية بوجه عام. تقدم هذه المقالة لمحة عامة موجزة عن طريقة حمض الكبريتيك لإنتاج ثاني أكسيد التيتانيوم الروتيل وتركز على وصف تقنيات الإنتاج في مرحلة ما بعد المعالجة.

روتيل، المعروف أيضا باسم روتيل ثاني أكسيد التيتانيوم، هو شكل نقي نسبيا من ثاني أكسيد التيتانيوم، وعادة تحتوي على أكثر من 95 ٪ من ثاني أكسيد التيتانيوم، مما يجعلها مورد معدني مهم لاستخراج التيتانيوم. ومع ذلك، احتياطيات روبية في الأرض#39; القشرة محدودة. التركيب الكيميائي: TiO2، Ti 60%، وأحيانا يحتوي على الحديد، Nb، Ta، Cr، Sn، وغيرها.

حاليا، الطرق الرئيسية لإنتاج ثاني أكسيد التيتانيوم الروتيل هي طريقة حمض الكبريتيك وطريقة الكلوريد. وبغض النظر عما إذا كانت طريقة حمض الكبريتيك أو طريقة الكلوريد، تنطوي كلتا العمليتين على مرحلتين: إنتاج ثاني أكسيد التيتانيوم الخام والمعالجة اللاحقة. الغرض الرئيسي من إنتاج ثاني أكسيد التيتانيوم الخام هو تحويل المكونات الفعالة في خام التيتانيوم أو خبث التيتانيوم إلى التيتانيوم المؤكسد أو رابع كلوريد التيتانيوم بسهولة تنقية حامض الكبريتيك. ويتم ذلك من خلال الرقابة الصارمة لتقليل محتوى الشوائب الضارة وضمان حجم الجسيمات الجيدة، وتوزيع حجم الجسيمات، والتحويل البلوري الشامل لثاني أكسيد التيتانيوم الخام. عملية إنتاج طريقة حمض الكبريتيك معقدة نسبيا ويمكن تلخيصها في ثلاث خطوات: انحلال الحمض، التحلل المائي، التكليس. وتشمل المعالجة اللاحقة المعالجة السطحية ومعالجة المنتج الخام لتصحيح العيوب الكامنة، مثل النشاط التحفيزي الضوئي، وزيادة تحسين الخصائص مثل مقاومة التسيب والقابلية للتشتت، لتلبية متطلبات المستخدم.

جوهر ثاني أكسيد التيتانيوم الروتيلي بعد المعالجة يكمن في معالجة السطح، والمعروفة باسم الطلاء، يتحقق من خلال تطبيق طلاء خاص على سطح الجسيمات الخشنة.

1.1. تنطوي هذه العملية على أخذ المادة الخام من ثاني أكسيد التيتانيوم الروتيل الخشن ومزجه مع محلول هيكساميتافوسفات الصوديوم من خلال طحن الأسطوانة. ثم يتم تشتيت الخليط عبر آلة تشتيت، وتوجيهه إلى صهريج، ثم تقليبه لتكوين ملاط متجانس وثابت نسبيًا.

1.2. يتم طحن ملاط ثاني أكسيد التيتانيوم الروتيل المتفرق بشكل منتظم إلى درجة الليونة المطلوبة من خلال طاحونة رملية، مع استخدام خرزات أكسيد الزركونيوم كوسائل للطحن، يليها الفصل.

1.3. يتم الطلاء في خزان طلاء تحت درجة حرارة محددة وظروف سرعة تحريك. يتم وضع طلاء خاص على سطح الجسيمات، مما يسمح لمواد كيميائية محددة للالتصاق بسطح جسيمات ثاني أكسيد الكربون في ' فيلم#39 ؛ الشكل.

1.4. يتم القيام بالغسل باستخدام الترشيح والشطف المائي لإزالة المشتتات والأملاح القابلة للذوبان في الماء والمنتجات الثانوية للتفاعل من الملاط الذي يغلف ثاني أكسيد التيتانيوم لضمان أداء المنتج.

1.5. قبل السحق الدقيق، يخضع ثاني أكسيد التيتانيوم الروتيل لعملية تجفيف للحد من محتوى المياه لتلبية متطلبات الاستخدام.

1.6. لضمان خصائص مثل قابلية التشتت والتلميع وقوة التلوين ومقاومة الشيخوخة في المنتج النهائي، يخضع المنتج بعد معالجته لعملية طحن إضافية لفصل الجسيمات المتخثرة.

البحث في تقنيات الإنتاج بعد المعالجة 2.1. يجب اعتماد عملية الطلاء الرطب التلقائي باستخدام خزان طلاء كبير، مع الاستفادة الكاملة من خزانات الطلاء الكبيرة والعمليات الآلية للغاية. فعلى سبيل المثال، ينبغي تجهيز خزان طلاء كبير مساحته 120 متراً مكعباً بملفات تدفئة بالبخار للحفاظ على درجة حرارة عملية الطلاء. وعلاوة على ذلك، ينبغي أن يشمل النظام تحريك الأجهزة التي تفي بمتطلبات العمليات، إلى جانب نظام للتحليل والكشف على الإنترنت لرصد وإرسال البيانات المكتشفة آليا، بما يكفل استيفاء المؤشرات المختلفة للقيم المطلوبة. كما يجب أن يشتمل النظام على جهاز ربط يوقف مضخة التغذية عندما تتجاوز معلمات الطلاء المتطلبات. وتضمن عملية الطلاء المحسنة هذه أنه بمجرد تعيين معلمات عملية الطلاء، يمكن إكمال عملية الإنتاج بأكملها تلقائيًا، مما يضمن فعالية استقرار جودة المنتج. عند التحول إلى منتجات مختلفة، فإن ضبط قيم المعلمات على الكمبيوتر هو كاف. ولا يحقق هذا النهج استقرار جودة المنتج فحسب، بل يتيح أيضا الإنتاج على نطاق واسع بأصناف متعددة.

2.2. في الوقت الحالي، تستخدم أجهزة ما بعد معالجة ثاني أكسيد التيتانيوم في المقام الأول مرشحات الورق للغسيل. تحتوي هذه الطريقة على تدفق عملية بسيط وهيكل معدات، وسهلة التشغيل، وتتطلب استثمارًا صغيرًا. ومع ذلك، فإنه يستهلك كمية كبيرة من المياه، مما يزيد التكاليف المرتبطة بالمياه ولا يؤدي إلى الغسيل في وقت لاحق. والعيب في نهاية المطاف هو زيادة في تكاليف الإنتاج. توفر مكبس الترشيح الغشائي حلاً أفضل للغسيل. ويفتخر هذا النهج بالأتمتة العالية، وانخفاض استهلاك المياه، وقصر وقت عملية الترشيح. بعد اكتمال التغذية، يتم استخدام الهواء المضغوط لنفخ الكعكة لتقليل محتوى رطوبة الكعكة، ويتم استخدام ضغط الماء عالي الضغط لتعزيز كفاءة نزع الماء. يمكن أن يحقق غسل مرشح الغشاء محتوى صلبا حوالي 70 ٪ في الكعكة المغسولة، مما يقلل من استهلاك الطاقة بشكل فعال في العمليات اللاحقة.

2.3. تشمل تقنيات التجفيف الشائعة بعد المعالجة لثاني أكسيد التيتانيوم تجفيف الحزام، التجفيف بالرذاذ، والتجفيف بالتبخر السريع. يستخدم التجفيف في الحزام التسخين المباشر بالبخار، مما يؤدي إلى كفاءة حرارية أقل وأوقات تجفيف طويلة نسبيًا، مما يؤدي إلى أقطار تكتلة أكبر في المواد الناتجة، والتي ليست مناسبة للمعالجة اللاحقة. يستخدم التجفيف بالرذاذ الهواء الساخن كمصدر للحرارة، مما يوفر كفاءة حرارية عالية، ولكن يجب تحويل المادة إلى ملاط. التجفيف بالتبخر السريع هو مزيج من التجفيف والسحق والفرش في جهاز واحد، مما يتيح التجفيف المستمر والتجفيف الموحد. هذه الطريقة مناسبة بشكل خاص للمواد ذات المحتوى الصلب العالي.

وباختصار، فإن البحوث المتعلقة بتقنيات إنتاج ثاني أكسيد التيتانيوم الروتيل في مرحلة ما بعد المعالجة، مع إدخال تحسينات على عملية الطلاء، وإجراءات التشغيل المعززة، واعتماد مكابس الترشيح الغشائية للغسيل، واستخدام آلات التجفيف بالتبخر السريع، تتيح إنتاج درجات مختلفة من ثاني أكسيد التيتانيوم الروتيل، مما يقلل إلى حد كبير من المحتوى المائي ويوفر الطاقة، وبالتالي يقلل من تكاليف الإنتاج. وقد حقق تطبيق تقنيات إنتاج ثاني أكسيد التيتانيوم في مرحلة ما بعد المعالجة في الإنتاج الصناعي فوائد اقتصادية ومجتمعية كبيرة.