Application of chamber filter press in titanium dioxide production

酸解渣的产生和利用 还比较低。 废渣来源于酸解沉降后的残渣，主要是未分解 的钛铁矿、金红石、锆英石、脉石、泥砂，渣量一般为 每吨钛白300 kg(干基)左右。德国萨其宾公司钛白厂将其用于高炉炉体护层，熔融后附着在炉 体内表面，效果很好，这也可以作为今后酸解渣产品 化的方向之一。中南大学李教授利用浮选法从 钛白酸解废渣中回收。中国部分钛白粉生产厂同时具有利用硫铁矿或硫精沙制取硫酸的工厂， 把该渣与硫铁矿渣混合卖给水泥厂做生产水泥原 料。但由于酸解渣固液分离得不好，对水泥厂的使 用和运输方面都不方便，实际上这部分渣的利用率。

酸解渣分离的原始处理装置流程，把酸解渣进行有效的分离，充分回收硫酸氧钛 是大多数生产厂家都有的一道生产工序，俗称渣尾 工序。传统的方法”1就是稀释法，采用转槽多次洗 涤泥渣，然后利用重力沉降，把含硫酸氧钛的上清液 用泵抽走，再加入清水洗涤，澄清后上清液再抽走， 这样反复多次，直到洗涤泥渣的水含钛量低于 20∥L。下部的泥渣直接用水冲走，由沟渠到大沉降 池沉降。该处理方法存在如下几方面的不足：

1)生 产中工艺水极度膨胀，产生的含硫酸氧钛的水，生产 过程无法消化，导致好不容易洗出来的废水又排入废水沟渠；

2)泥浆中钛液洗出率低，整个钛白生产 过程中钛在该工序流失大；

3)洗完后的泥浆由于没 有进行固液分离，大量含酸的泥浆容易沉淀，堵塞沟渠，造成污染。 一些较大规模的工厂采用真空转鼓过滤机处理 酸解渣，在提高工厂钛白回收率方面取得一定的成 效，但对降低残渣的含水率、残渣的方便运输和利用 没有进一步的处理。 3应用过滤设备的新工艺口J 吴兆栋等帕。在铬盐生产中的酸泥去除工序、预 酸化工序增加两台箱式压滤机，对强酸性和酸性料 液进行固液分离，取得了较好的效果。笔者针对传 统工艺的不足，设计箱式压滤机对钛白粉酸解残渣 进行固液分离回收硫酸氧钛。

装备设计参数

年产3万t钛白粉的工厂，酸解渣量约为 0．8万t(干基)，泥浆钛液处理量为135 m3／d，按 150 m3／d设计。

设计要求

泥浆钛液是由沉降槽底部浊度不合格的钛液和 未分解的矿泥沙等组成，应使压滤机出口的钛液质 量浓度达到120 g／L以上，浊度小于或等于4级，洗 涤滤饼的洗涤水和其他工序产生的废水在酸解浸取 时全部消化；滤渣含水质量分数控制在45％以下， 硫酸氧钛质量分数在5 g／L以下，pH在6以上。

装置流程

钛白粉酸解残渣分离洗涤装置流程。沉降增稠后的泥渣经均质池搅拌，由泥浆提升 加压泵送至箱式压滤机，滤液利用位差直接流人低 位贮槽，再由提升泵送至冷冻工序，与沉降工序上清 液一样作为主导产品物料一起进入冷冻除铁工序， 进行后续工序生产。当压滤机压满时，停止进料，改 由较稀的渣尾水对滤饼进行洗涤，然后改用清水洗 涤，直到洗出滤液pH为6以上时，停止洗涤。用压 缩空气吹洗滤饼，当吹至压滤机水嘴没有出水时，停止压缩空气吹扫，开启放空阀，关闭所有进压滤机物 料的阀门。压滤机液压系统卸压，拆卸滤饼，清洗滤 布，然后进行下一个循环操作。洗水经多次洗涤提 浓后作为小度水用作酸解工序固相物浸取，含水质 量分数40％左右的渣直接用皮带机运送到硫酸车 间的配矿场，以待硫铁矿配矿。

主要设备参数

箱式压滤机主要技术参数 选用的2台增强聚丙烯材质箱式filter press，是一 种自动加压，机械锁紧，中间进料，明流，滤饼可洗可 吹扫式压滤机，主要技术参数：过滤面积100 m2；滤 板63块；滤室总容积1．5 m3；机架长度6 350 mm； 滤板厚度70 mm；滤饼厚度30 mm；进料孔径， 100 mm；洗液孔(吹扫孔)的孔径40 mm。工作压力 13 MPa，最大压紧力27 MPa。

加压提升泵

选用UHB一50—40高分子PE材质泵，叶轮全 开式，机械密封(泥浆提升泵带有冷却反冲水装 置)，流量20 m3／h，扬程32 m。

带搅拌均质槽 容积15 m3，采用桨式搅拌槽，减速机速比27， 输出转速54 r／min，最大扭矩1 480 N·m。

装置调试结果

装置安装后试运行，特别对本工段的中间物料进行了盘点，生产 期间并进行了收率的计算。10d酸解共投矿 2620 t，放到沉降槽的钛浆液8 740 m3，沉降槽底部 污泥水1 648 m3，统计本工段的收率达91．84％，较 上该装置前提高3．57％。

操作中要特别注意

箱式压滤机采用间歇操作，由于滤液中硫酸亚铁浓度高，因此进液温度不能低于30℃，防止硫酸 亚铁结晶堵塞压滤机及管道。压滤机的滤板数量不 能随意减少，以免液压系统活塞行程不够损坏压滤 机。吹扫压缩空气管道进压滤机前要加装一个止回 阀，防止未关进气阀时，压滤机进料而串入压缩空气 系统。在压滤机一个操作循环过程中，准备好足够 的泥浆料，让压滤机的进料一次压满滤饼，再洗涤和 吹扫，洗涤和吹扫要实现双向洗涤和吹扫，节约用 水、用气和一个生产周期的时问。为保证经过压滤 机分离的滤液浓度符合要求，在直接放沉降槽底部 浊钛液前，用压缩空气搅拌让沉底的泥渣与钛液混 合均匀后，放入带有搅拌的均质槽，再用少许水冲洗 沉降槽底。

reach a verdict

项目工艺设计比较合理，设备选型先进可靠，处理能力和效果达到了设计要求。本项目处理后泥浆 中的钛液几乎全部过滤变清可返回生产流程用，实 现了节约生产用水，提高钛白收率的目的。经压滤洗涤后的泥渣与硫铁矿在沸腾炉混烧，既回收了泥渣中的硫元素制酸，又方便水泥厂使用，泥渣完全可以利用，降低污染的目标，值得推广。