硅藻土助滤剂在硫酸法钛白生产中的应用
来源:转载 点击数:5144次 更新时间:2011/4/16
硅藻土助滤剂在硫酸法钛白生产中主要应用在钛液的过滤工序。钛液过滤的主要目的是除去钛液中所含的少量极细的悬浮固体颗粒杂质和胶体颗粒杂质,以满足产品质量的要求。钛液过滤遵循过滤基本方程式,即过滤速率与过滤面积和过滤压力成正比,与滤液黏度和滤饼厚度成反比。由于钛液具有热敏性,即温度升高会降低钛液的稳定性,因此不便于采取提高钛液温度、降低钛液黏度的方法提高过滤速率,生产过程中一般都采取提高过滤压力即加压过滤的方法,且大多采用板框压滤机或者厢式压滤机。然而,一味地加大压力,既会因细小的颗粒杂质从布缝中挤出而降低滤液质量,也会因滤布的孔眼或者滤饼的颗粒间隙变窄而使过滤速度变慢,甚至会因滤布孔眼或者滤饼颗粒间隙堵塞而使过滤过程终止。

    科学合理地使用助滤剂,可以较好地解决钛液过滤中所出现的上述问题。因为助滤剂有助于形成较为疏松的滤饼,可以增加孔隙率,减少压缩率,防止滤孔堵塞或者变窄,使滤液得以畅流。根据过滤的基本原理,结合钛白生产的实际特点,对钛液过滤助剂的基本要求是:

    (1)应是能够形成多孔床层的细小颗粒,以使滤饼有良好的渗透性和较小的流动阻力;

    (2)应具有化学稳定性,不与钛液(含H2SO420%~30%)发生化学反应,也不溶解于钛液之中;

    (3)颗粒质地坚硬,在钛液过滤操作的压力范围内(≤1.0MPa)具有不可压缩性,以保持较高的空隙率;

    (4)粒度分布均匀,在钛液中具有较好的悬浮分

    散性;

    (5)价廉易得,来源丰富,符合环境保护的要求。

    传统使用的助滤剂是木炭粉,由于烧制木炭粉要毁坏森林资源,破坏生态环境,不符合环境保护的要求,而我国的硅藻土资源十分丰富。硅藻土是由中新世纪时期10万年以前积存在海洋、湖泊中的单细胞硅藻微生物的残骸,经自然沉积作用逐渐演变形成的一种非金属矿物。目前,世界上硅藻土总开采量中的60%以上用于加工过滤材料,其中绝大部分用于制备硅藻土助滤剂。但是,我国在硅藻土资源的开发和利用上,还相对滞后,尚未把资源优势变为经济优势。我国硅藻土资源的SiO2含量较高,经过酸洗、干燥后的烧成品硅藻土中SiO2含量可达88%以上,相对密度2.1~2.5,耐酸性能好,便于在钛液过滤中形成疏松、多孔、具有良好的吸附性能和抗压性能的助滤层。

    2硅藻土在钛液过滤中的应用

    硅藻土助滤剂在钛液过滤中的应用操作分两步进行:

    2.1预涂

    预涂即在钛液过滤操作之前,预先把硅藻土助滤剂涂于过滤介质即滤布之上。将硅藻土在预涂罐中按一定比例(一般为1∶8~1∶10)配成悬浮液,再将此悬浮液通过预涂泵打入充满清水或者过滤液的压滤机中,经过反复循环(约12~30min)直至循环液清澈。

    这样便在过滤介质(滤布)上形成一层均匀分布的预涂层。配制悬浮液,一般采用清水,也可以采用较为澄清的钛液。预涂用的硅藻土量,一般可取800~1000g/m2,预涂最大流速不应超过0。2m3/(m2·h)。预涂层是钛液过滤的基础滤床,其质量好坏将直接关系到整个过滤周期的成功与否。

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