硫酸法钛白粉项目的核心工艺及包含哪些关键设备？

硫酸法钛白粉生产作为全球主流工艺之一，其核心设备体系涵盖原料处理、化学反应、产品精制三大环节。本文从工艺流程出发，系统梳理硫酸法钛白粉项目的核心工艺及包含哪些关键设备？

 一、原料预处理设备

1. 粉碎系统

高压辊磨机与立式磨粉机构成原料细度控制的核心。以雷蒙磨为例，其通过高速旋转的磨辊与磨环配合，将钛铁矿（TiO₂含量42%-60%）或酸溶性钛渣（TiO₂含量72%-78%）粉碎至10-45μm粒度范围。湖南永利化工采用分级粉碎工艺，配合三维运动混合机实现分子级均匀混合，混合均匀度达98%以上，为后续酸解反应提供稳定基础。

2. 计量输送系统

星型下料器与圆盘给料机通过变频控制实现原料精准投加。在130m³酸解罐配套系统中，计量误差需控制在±0.5%以内，确保硫酸与钛矿的摩尔比（F值1.75-2.0）精确，避免反应热失控。

 二、酸解反应设备

1. 酸解罐系统

作为核心反应容器，酸解罐需耐受180℃高温与93%浓硫酸腐蚀。现代装置趋向大型化，如龙蟒佰利联采用的150m³酸解罐，配备玻璃钢锅盖降低制造成本。防腐蚀层采用高交联密度酚醛型乙烯基酯树脂与E-glass玻璃纤维复合结构，通过整体充气袋式缠绕工艺实现无气泡施工，使用寿命延长至8年以上。

2. 压缩空气分布器

钛精矿酸解产生的多孔饼固相物易堆积罐底，导致局部温差应力。新型分布器采用316L不锈钢材质，孔径设计为8-12mm，气流量控制在15-20m³/min，有效减少固相物沉积。湖南某企业实践显示，优化后防腐蚀层剥落率降低62%。

 三、净化分离设备

1. 真空结晶器

整体玻璃钢结晶罐替代传统碳钢衬胶设备，采用意大利Vetroresina生产线实现一体成型。通过蒸汽喷射器与真空泵联动，将钛液温度从85℃降至15℃，使硫酸亚铁结晶率提升至92%。锦美环保研发的分级结晶工艺，可将TiO₂损失率控制在0.8%以内。

2. 过滤系统

水平圆盘过滤机与卧式活塞卸料离心机形成互补。前者处理量大（达80t/h），但亚铁湿含量较高（12%-15%）；后者洗涤效率更优，细亚铁穿滤量低于0.3%。山东金海钛业采用双机串联工艺，使钛液纯度达到145g/L工艺要求。

 四、煅烧成型设备

1. 天然气回转窑

直径3.2m×55m回转窑成为主流，配备分段温控系统，实现1000-1250℃梯度煅烧。窑体采用复合耐火材料（刚玉-莫来石质），热震稳定性达30次以上。龙蟒佰利联设备数据显示，天然气消耗量降至110m³/t产品，较煤粉窑节能28%。

2. 尾气处理装置

旋风除尘器与湿法脱硫塔组合系统，使颗粒物排放浓度≤10mg/m³，SO₂浓度≤35mg/m³。锦州钛白采用的电除雾器，可将酸雾含量控制在5mg/m³以下，满足超低排放标准。

 五、后处理设备

1. 气流粉碎机

分级轮转速控制在1800-2200r/min，实现d50=0.3-0.5μm粒径控制。河南佰利联设备实践表明，采用陶瓷内衬可将产品白度提升2-3个单位，同时降低金属污染风险。

2. 表面处理系统

湿磨机与无机包膜槽构成核心。通过控制pH值（8.5-9.5）与温度（60-70℃），实现Al₂O₃/SiO₂复合包膜层厚度均匀性±5nm。漯河兴茂研发的动态包膜工艺，使产品消色力提高15%。

 六、设备选型趋势

当前行业呈现三大方向：一是大型化，150m³酸解罐与φ3.8m回转窑成为新建项目标配；二是智能化，DCS控制系统实现温度、压力、流量等参数实时优化；三是环保化，尾气处理装置投资占比提升至18%，推动超低排放改造。

硫酸法钛白粉设备体系已形成从原料处理到成品包装的完整技术链。随着防腐蚀材料创新与自动化控制升级，设备运行稳定性与产品品质持续提升，为行业高质量发展提供坚实支撑。