技術(shù)領(lǐng)域：

本發(fā)明涉及在硫酸法鈦白粉生產(chǎn)過(guò)程中對(duì)黑鈦液凈化的系統(tǒng)，以及凈化方法。

背景技術(shù)：
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硫酸法鈦白粉生產(chǎn)使用硫酸對(duì)鈦鐵礦進(jìn)行消解，將礦石中的鈦和鐵轉(zhuǎn)變成水溶性的硫酸鹽，再以稀硫酸和水對(duì)消解產(chǎn)物進(jìn)行浸提，所得的溶液稱之為黑鈦液。黑鈦液為成份復(fù)雜的懸濁液，不溶物包括未分解的鈦鐵礦，不參與反應(yīng)的白石、長(zhǎng)條石、石英砂等細(xì)小顆粒以及硅、鋁等元素形成的膠體雜質(zhì)顆粒。這些雜質(zhì)如不及時(shí)去除，將會(huì)在黑鈦液水解時(shí)混入偏鈦酸固體中而難以分離，對(duì)產(chǎn)品質(zhì)量造成極大影響。

當(dāng)前生產(chǎn)工藝分兩次對(duì)黑鈦液進(jìn)行不溶雜質(zhì)的分離凈化。第一次是對(duì)黑鈦液經(jīng)還原處理后得到的熱鈦液，依次通過(guò)重力沉降與過(guò)濾兩種過(guò)程來(lái)進(jìn)行固-液分離，通常采用的設(shè)備分別為沉降槽和廂式壓濾機(jī)；第二次是對(duì)鈦液結(jié)晶分離硫酸亞鐵后所得的冷鈦液，使用廂式壓濾機(jī)進(jìn)一步濾去固體雜質(zhì)。由于此時(shí)溶液中固體粒度小，壓濾機(jī)在進(jìn)料前還須預(yù)涂助濾劑以滿足過(guò)濾精度要求。行業(yè)內(nèi)通常將第一次過(guò)濾過(guò)程稱為“熱過(guò)濾”，第二次過(guò)濾稱為“冷過(guò)濾”以作區(qū)別（參見(jiàn)說(shuō)明書附圖圖1）。

沉降槽占用空間巨大，但生產(chǎn)周期長(zhǎng)，生產(chǎn)能力低；廂式壓濾機(jī)則需要耗費(fèi)大量人力進(jìn)行周期性的除渣、濾布清洗、濾布安裝等操作，員工勞動(dòng)強(qiáng)度大，現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境惡劣。沉降與過(guò)濾均為間歇操作，設(shè)備利用率低，自動(dòng)化程度不高，生產(chǎn)效率低，為了達(dá)到設(shè)計(jì)產(chǎn)能，需要設(shè)置多套并行裝備，使得建設(shè)投資較高。此外，在熱過(guò)濾時(shí)，由于廂式壓濾機(jī)難以實(shí)現(xiàn)保溫操作，致使溶液中的硫酸亞鐵在濾布上析出后通過(guò)包夾挾帶造成鈦液的損失，使產(chǎn)品收率降低。

另外，在通過(guò)對(duì)鐵鈦礦進(jìn)行硫酸消解、浸提制得的黑鈦液中，可溶性鈦的硫酸鹽和硫酸亞鐵按一定比例組成，提高黑鈦液鈦鹽濃度時(shí)硫酸亞鐵濃度也按比例提高。在傳統(tǒng)的生產(chǎn)過(guò)程中，通常在浸提時(shí)通過(guò)控制加水量使熱鈦液鈦鹽濃度穩(wěn)定在110~130g/l（以tio2計(jì)）范圍內(nèi)，硫酸亞鐵濃度也由此控制在一定范圍內(nèi)，從而減少了因熱鈦液在凈化過(guò)程中硫酸亞鐵的結(jié)晶析出造成的帶液損失以及堵塞廂式壓濾機(jī)的問(wèn)題。但在后續(xù)水解工序，工藝要求黑鈦液中鈦鹽濃度須達(dá)到195g/l（以tio2計(jì)）以上，因此現(xiàn)有工藝還在水解前設(shè)置有鈦液濃縮工序，使用蒸汽加熱濃縮黑鈦液，使其濃度達(dá)到水解要求。所以，現(xiàn)有的工藝還存在能耗巨大，產(chǎn)量低下等缺陷。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
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本發(fā)明的目的在于提供一種節(jié)能且收率高的黑鈦液的連續(xù)凈化系統(tǒng)及方法。

為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明是這樣實(shí)現(xiàn)的：一種黑鈦液的連續(xù)凈化系統(tǒng)，其特征在于：包括通過(guò)管道依次連接的中間槽、臥式螺旋卸料沉降離心機(jī)、硫酸亞鐵結(jié)晶系統(tǒng)及燭式過(guò)濾機(jī)。采用上述方式設(shè)置的黑鈦液的連續(xù)凈化系統(tǒng)，能夠提高產(chǎn)品收率，還能夠節(jié)約能耗。另外，本實(shí)施例的黑鈦液凈化系統(tǒng)能夠連續(xù)不斷地工作，提高了生產(chǎn)能夠，縮短了生產(chǎn)周期，并且占用空間小且人工耗費(fèi)小。

為了進(jìn)一步滿足更多需求，所述燭式過(guò)濾機(jī)輸出端具有兩條通路，其中一路直接輸出，另一路連接精密過(guò)濾機(jī)后再輸出。

為了進(jìn)一步提高控制性能，所述中間槽通過(guò)進(jìn)料泵與所述臥式螺旋沉降離心機(jī)連接，所述臥式螺旋卸料沉降離心機(jī)通過(guò)清熱鈦液泵與硫酸亞鐵結(jié)晶系統(tǒng)連接，所述硫酸亞鐵結(jié)晶系統(tǒng)通過(guò)過(guò)濾泵與所述燭式過(guò)濾機(jī)連接，所述燭式過(guò)濾機(jī)其中一條輸出經(jīng)閥門直接輸出，另一路徑閥門連接精密過(guò)濾機(jī)后再經(jīng)閥門輸出。

為了進(jìn)一步提高系統(tǒng)的穩(wěn)定性，所述臥式螺旋卸料沉降離心機(jī)與所述硫酸亞鐵結(jié)晶系統(tǒng)之間還連接有粗鈦液儲(chǔ)罐。

為了進(jìn)一步提高產(chǎn)品質(zhì)量，所述粗鈦液儲(chǔ)罐與所述硫酸亞鐵結(jié)晶系統(tǒng)之間還連接有燭式過(guò)濾機(jī)。

為了進(jìn)一步提高產(chǎn)品質(zhì)量，所述中間槽內(nèi)帶攪拌裝置。

為了進(jìn)一步提高收率，黑鈦液的連續(xù)凈化系統(tǒng)的各個(gè)設(shè)備及管路經(jīng)經(jīng)過(guò)保溫處理。

為了進(jìn)一步提高收率，各個(gè)設(shè)備及其之間的管路均包裹有保溫層。

一種黑鈦液的連續(xù)凈化方法，包括以下步驟：

步驟一：來(lái)自酸解工序經(jīng)還原處理后的黑鈦液與定量絮凝劑混合后進(jìn)入中間槽，并在中間槽內(nèi)攪拌混合；

步驟二：進(jìn)料泵將中間槽內(nèi)的與絮凝劑混合后的黑鈦液連續(xù)泵入臥式螺旋卸料沉降離心機(jī)中進(jìn)行固液分離，分離得到的固體連續(xù)排出，送至回收工藝，得到出渣清液；

步驟三：出渣清液經(jīng)清熱鈦液泵送至硫酸亞鐵結(jié)晶系統(tǒng)，結(jié)晶母液經(jīng)過(guò)過(guò)濾泵連續(xù)送入燭式過(guò)濾機(jī)，經(jīng)燭式過(guò)濾機(jī)過(guò)濾后分兩路輸出，其中一路連接閥門a直接輸出，另一路通過(guò)閥門b連接精密過(guò)濾器，經(jīng)所述精密過(guò)濾器再次過(guò)濾后連接閥門c輸出。

一種黑鈦液的連續(xù)凈化方法，包括以下步驟：

步驟一：來(lái)自酸解工序經(jīng)還原處理后的黑鈦液與定量絮凝劑混合后進(jìn)入中間槽，并在中間槽內(nèi)攪拌混合；

步驟二：進(jìn)料泵將中間槽內(nèi)的與絮凝劑混合后的黑鈦液連續(xù)泵入臥式螺旋卸料沉降離心機(jī)中進(jìn)行固液分離，分離得到的固體連續(xù)排出，送至回收工藝，得到出渣清液；

步驟三：出渣清液連續(xù)進(jìn)入粗鈦液儲(chǔ)罐，粗鈦液儲(chǔ)罐中的溶液經(jīng)過(guò)濾泵連續(xù)送入燭式過(guò)濾機(jī)，過(guò)濾清液連續(xù)進(jìn)入硫酸亞鐵結(jié)晶系統(tǒng)；

步驟三：結(jié)晶母液經(jīng)過(guò)過(guò)濾泵連續(xù)送入燭式過(guò)濾機(jī)，經(jīng)燭式過(guò)濾機(jī)過(guò)濾后分兩路輸出，其中一路連接閥門直接輸出，另一路通過(guò)閥門連接精密過(guò)濾器，經(jīng)所述精密過(guò)濾器再次過(guò)濾后連接閥門輸出。

為了進(jìn)一步節(jié)能，在上述步驟一加入中間槽的黑鈦液溫度為50~60℃，總鈦濃度（tio2）為190-200g/l。

有益效果：

1.生產(chǎn)連續(xù)化；本發(fā)明通過(guò)將現(xiàn)有設(shè)備進(jìn)行特殊的組合與特殊的連接而提供了黑鈦液的凈化系統(tǒng)，能夠?qū)崿F(xiàn)黑鈦液的不間斷地連續(xù)凈化。并且本系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)合理，具有設(shè)備利用率高，自動(dòng)化程度高，生產(chǎn)效率高等益處。

2.產(chǎn)能高；通過(guò)黑鈦液的連續(xù)不間斷地凈化，提高了系統(tǒng)的產(chǎn)能，且提高了工作效率。

3.節(jié)能：可直接在中間槽中加入高濃度的黑鈦液，使得黑鈦液在進(jìn)行硫酸亞鐵結(jié)晶工序后，溶液中鈦鹽濃度即可達(dá)到工業(yè)需求，從而完全取消鈦液濃縮工序，由此可節(jié)約蒸汽消耗1.6t/ttio2，節(jié)能效益十分顯著。

4.收率高；在采用上述黑鈦液的連續(xù)凈化系統(tǒng)進(jìn)行生產(chǎn)時(shí)，不會(huì)出現(xiàn)在鈦液凈化過(guò)程中硫酸亞鐵大量析出溶液帶來(lái)的諸多問(wèn)題；因此可大大地提高了產(chǎn)品的收率。

5.占地少：由于設(shè)備的小型化、高效化，使用本發(fā)明的連續(xù)凈化系統(tǒng)替代沉降槽與廂式壓濾機(jī)的組合，能大幅減少?gòu)S房占地，從而使土建投資下降；此外，由于設(shè)備自動(dòng)化程度提高，本發(fā)明能有效減少用工及工人勞動(dòng)強(qiáng)度，并使現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境得到顯著改善。

附圖說(shuō)明：

圖1為現(xiàn)有的硫酸法鈦白粉生產(chǎn)過(guò)程中黑鈦液凈化系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為本發(fā)明實(shí)施例1中所述黑鈦液的連續(xù)凈化系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3為本發(fā)明實(shí)施例2中所述黑鈦液的連續(xù)凈化系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實(shí)施方式：

下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的具體實(shí)施方式作進(jìn)一步詳細(xì)的說(shuō)明，但本發(fā)明并不局限于這些實(shí)施方式，任何在本實(shí)施例基本精神上的改進(jìn)或代替，仍屬于本發(fā)明權(quán)利要求所要求保護(hù)的范圍。

實(shí)施例1：如圖2所示，一種黑鈦液的連續(xù)凈化系統(tǒng)，包括通過(guò)管道依次連接的中間槽1、臥式螺旋卸料沉降離心機(jī)2、硫酸亞鐵結(jié)晶系統(tǒng)3及燭式過(guò)濾機(jī)4。

其中，所述中間槽1通過(guò)進(jìn)料泵101與所述臥式螺旋沉降離心機(jī)2連接，所述臥式螺旋卸料沉降離心機(jī)2通過(guò)清熱鈦液泵102與硫酸亞鐵結(jié)晶系統(tǒng)3連接，所述硫酸亞鐵結(jié)晶系統(tǒng)3通過(guò)過(guò)濾泵103與所述燭式過(guò)濾機(jī)4連接，所述燭式過(guò)濾機(jī)4直接輸出凈化后的鈦液。

作為本實(shí)施例的另一實(shí)施方式，所述燭式過(guò)濾機(jī)4的輸出端具有兩條通路，其中一路直接輸出，另一路連接精密過(guò)濾機(jī)5后再輸出。具體為：所述燭式過(guò)濾機(jī)4一路經(jīng)閥門a104直接輸出，另一路經(jīng)閥門b105與所述精密過(guò)濾機(jī)5輸入連接，所述精密過(guò)濾機(jī)5的輸出與閥門c106連接后在輸出。

一種黑鈦液的連續(xù)凈化方法，其采用本實(shí)施例中的凈化系統(tǒng)，包括以下步驟：

步驟一：來(lái)自酸解工序經(jīng)還原處理后的黑鈦液與定量絮凝劑混合后進(jìn)入中間槽1，并在中間槽1內(nèi)攪拌混合；

步驟二：進(jìn)料泵101將中間槽1內(nèi)的與絮凝劑混合后的黑鈦液連續(xù)泵入臥式螺旋卸料沉降離心機(jī)2中進(jìn)行固液分離，分離得到的固體連續(xù)排出，送至回收工藝，得到出渣清液；

步驟三：出渣清液經(jīng)清熱鈦液泵102送至硫酸亞鐵結(jié)晶系統(tǒng)3，結(jié)晶母液經(jīng)過(guò)過(guò)濾泵103連續(xù)送入燭式過(guò)濾機(jī)4，經(jīng)燭式過(guò)濾機(jī)4過(guò)濾后分兩路輸出，其中一路連接閥門a104直接輸出，另一路通過(guò)閥門b105連接精密過(guò)濾器5，經(jīng)所述精密過(guò)濾器5再次過(guò)濾后連接閥門c106輸出。

其中，在上述步驟一加入中間槽1的黑鈦液溫度為可為50℃、51℃、52℃、53℃、54℃、55℃、56℃、57℃、58℃、59℃或60℃，總鈦濃度（tio2）可為190g/l、191g/l、191g/l、193g/l、194g/l、195g/l、196g/l、197g/l、198g/l、199g/l或200g/l。在本實(shí)施例中，選擇所述黑鈦液溫度為50℃，總鈦濃度（tio2）為190g/l。

本實(shí)施例的連續(xù)凈化系統(tǒng)，將現(xiàn)有的設(shè)備進(jìn)行了特殊的組合與連接，提供了一種能連續(xù)地、不間斷地黑鈦液的凈化系統(tǒng)。這使得生產(chǎn)效率、設(shè)備利用率及自動(dòng)化程度都得到了提高。且通過(guò)黑鈦液的連續(xù)不間斷地凈化，提高了系統(tǒng)的產(chǎn)能，且提高了工作效率。

另外，本實(shí)施例的黑鈦液的連續(xù)凈化系統(tǒng)與方法，能夠在中間槽1中加入高濃度的黑鈦液，如鈦濃度（tio2）為190g/l的黑鈦液。如此一來(lái)，使得黑鈦液在進(jìn)行硫酸亞鐵結(jié)晶工序后，溶液中鈦鹽濃度即可達(dá)到工業(yè)需求，從而完全取消鈦液濃縮工序，由此可節(jié)約蒸汽消耗1.6t/ttio2，節(jié)能效益十分顯著。

并且，在采用上述黑鈦液的連續(xù)凈化系統(tǒng)進(jìn)行生產(chǎn)時(shí)，不會(huì)出現(xiàn)在鈦液凈化過(guò)程中硫酸亞鐵大量析出溶液帶來(lái)的諸多問(wèn)題；因此可大大地提高了產(chǎn)品的收率。

最后，由于設(shè)備的小型化、高效化，使用本發(fā)明的連續(xù)凈化系統(tǒng)替代沉降槽與廂式壓濾機(jī)的組合，能大幅減少?gòu)S房占地，從而使土建投資下降；此外，由于設(shè)備自動(dòng)化程度提高，本發(fā)明能有效減少用工及工人勞動(dòng)強(qiáng)度，并使現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境得到顯著改善。

實(shí)施例2：如圖3所示，一種黑鈦液的連續(xù)凈化系統(tǒng)，包括通過(guò)管道依次連接的中間槽1、臥式螺旋卸料沉降離心機(jī)2、粗鈦液儲(chǔ)罐6、燭式過(guò)濾機(jī)7、硫酸亞鐵結(jié)晶系統(tǒng)3及燭式過(guò)濾機(jī)4。

其中，所述中間槽1通過(guò)進(jìn)料泵101與所述臥式螺旋沉降離心機(jī)2連接，所述臥式螺旋卸料沉降離心機(jī)2的輸出端連接粗鈦液儲(chǔ)罐6，所述粗鈦液儲(chǔ)罐6通過(guò)過(guò)濾泵103與硫酸亞鐵結(jié)晶系統(tǒng)3連接，所述硫酸亞鐵結(jié)晶系統(tǒng)3通過(guò)過(guò)濾泵103與所述燭式過(guò)濾機(jī)4連接，所述燭式過(guò)濾機(jī)4直接輸出凈化后的鈦液。

作為本實(shí)施例的另一實(shí)施方式，所述燭式過(guò)濾機(jī)4的輸出端具有兩條通路，其中一路直接輸出，另一路連接精密過(guò)濾機(jī)5后再輸出。具體為：所述燭式過(guò)濾機(jī)4一路經(jīng)閥門a104直接輸出，另一路經(jīng)閥門b105與所述精密過(guò)濾機(jī)5輸入連接，所述精密過(guò)濾機(jī)5的輸出與閥門c106連接后在輸出。

一種黑鈦液的連續(xù)凈化方法，其采用本實(shí)施例中的凈化系統(tǒng)，包括以下步驟：

步驟一：來(lái)自酸解工序經(jīng)還原處理后的黑鈦液與定量絮凝劑混合后進(jìn)入中間槽1，并在中間槽1內(nèi)攪拌混合；

步驟二：進(jìn)料泵102將中間槽1內(nèi)的與絮凝劑混合后的黑鈦液連續(xù)泵入臥式螺旋卸料沉降離心機(jī)2中進(jìn)行固液分離，分離得到的固體連續(xù)排出，送至回收工藝，得到出渣清液；

步驟三：出渣清液連續(xù)進(jìn)入粗鈦液儲(chǔ)罐6，粗鈦液儲(chǔ)罐6中的溶液經(jīng)過(guò)濾泵103連續(xù)送入燭式過(guò)濾機(jī)4，過(guò)濾清液連續(xù)進(jìn)入硫酸亞鐵結(jié)晶系統(tǒng)3；

步驟三：結(jié)晶母液經(jīng)過(guò)濾泵103連續(xù)送入燭式過(guò)濾機(jī)4，經(jīng)燭式過(guò)濾機(jī)4過(guò)濾后分兩路輸出，其中一路連接閥門a104直接輸出，另一路通過(guò)閥門b105連接精密過(guò)濾器5，經(jīng)所述精密過(guò)濾器5再次過(guò)濾后連接閥門c106輸出。

其中，在上述步驟一加入中間槽1的黑鈦液溫度為可為50℃、51℃、52℃、53℃、54℃、55℃、56℃、57℃、58℃、59℃或60℃，總鈦濃度（tio2）可為190g/l、191g/l、191g/l、193g/l、194g/l、195g/l、196g/l、197g/l、198g/l、199g/l或200g/l。在本實(shí)施例中，選擇所述黑鈦液溫度為60℃，總鈦濃度（tio2）為200g/l。

本實(shí)施例的連續(xù)凈化系統(tǒng)，將現(xiàn)有的設(shè)備進(jìn)行了特殊的組合與連接，提供了一種能連續(xù)地、不間斷地黑鈦液的凈化系統(tǒng)。這使得生產(chǎn)效率、設(shè)備利用率及自動(dòng)化程度都得到了提高。且通過(guò)黑鈦液的連續(xù)不間斷地凈化，提高了系統(tǒng)的產(chǎn)能，且提高了工作效率。

另外，本實(shí)施例的黑鈦液的連續(xù)凈化系統(tǒng)與方法，能夠在中間槽1中加入高濃度的黑鈦液，如鈦濃度（tio2）為200g/l的黑鈦液。如此一來(lái)，使得黑鈦液在進(jìn)行硫酸亞鐵結(jié)晶工序后，溶液中鈦鹽濃度即可達(dá)到工業(yè)需求，從而完全取消鈦液濃縮工序，由此可節(jié)約蒸汽消耗1.6t/ttio2，節(jié)能效益十分顯著。

并且，在采用上述黑鈦液的連續(xù)凈化系統(tǒng)進(jìn)行生產(chǎn)時(shí)，不會(huì)出現(xiàn)在鈦液凈化過(guò)程中硫酸亞鐵大量析出溶液帶來(lái)的諸多問(wèn)題；因此可大大地提高了產(chǎn)品的收率。

最后，由于設(shè)備的小型化、高效化，使用本發(fā)明的連續(xù)凈化系統(tǒng)替代沉降槽與廂式壓濾機(jī)的組合，能大幅減少?gòu)S房占地，從而使土建投資下降；此外，由于設(shè)備自動(dòng)化程度提高，本發(fā)明能有效減少用工及工人勞動(dòng)強(qiáng)度，并使現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境得到顯著改善。