硫酸法钛白粉的生产--钛液残渣的去除（二）

    六、影响钛液沉降的因素
      1.胶质
    从理论上讲钛液中的胶质含量多，可以通过多加AMPAM絮凝剂解决，但常常是多加絮凝剂也不奏效。有时钛液胶质突然增多，因无仪器监测，不能及时增加AMPAM的量，结果效果很差，需要再次增加沉降剂才能解决。有时甚至再加沉降剂仍无效，只好将这锅钛液分几次加人下几批钛液一起再处理。正因为钛液胶质多难以沉降，所以有些钛白粉厂把进厂的钛铁矿再磁选一次，尽量选去非钛杂质，这样既可减少硫酸的消耗，又可减少钛液中胶体杂质的含量，有利于钛液沉降的进行。
    2.钛液的密度
    钛液的密度是由钛液中物质的含量而定。在其他条件不变的前提下，随着密度的升高，沉降效果变坏。这是由于钛液的密度上升，絮凝胶质与液相的密度差缩小，颗粒沉降速度变慢。钛液浓度是与密度成正比例关系的，钛液密度上升，说明钛液浓度增大，钛液的黏度增大，胶质也就不容易沉降（见图2）。钛液相对密度小，有利沉降，但会增加钛液浓缩的困难，一般控制在1. 5-1. 55之间。

    3.温度
    温度上升，钛液的黏度下降，对颗粒沉降有利。但是对钛液来说，温度上升到60℃以上时，钛液的稳定性下降，分子热运动加快，絮凝架桥成网和捕集胶粒的能力随之下降，以至于沉降效果明显下降。夏天热，难沉降；冬天冷，易沉降，就是这个道理。但是钛液的温度过低，钛液黏度和絮凝剂黏度都增大，也会降低沉降效果。因此说，采取相应的保温措施是十分必要的。一般控制温度在(60±5)℃。温度在49-65℃范围以外都难沉降。
    4.三价钛含量
    随着钛液中三价钛含量的上升，凝聚作用增强，可使沉降效果提高。但是三价钛浓度过高，会使钛液黏度增大，不利于沉降。同时三价钛含量过高，是由于还原过量，使钛液的有效酸减少，按计算每锅钛液12m³，每增加lg/L三价钛，就要消耗14. 7kg硫酸，若增加5g/L三价钛，则全锅就要多消耗73.5kg硫酸。三价钛增加得越多，硫酸的消耗就越多，钛液中的有效酸就越少，钛液的稳定性就越差，残渣的沉降就越难。同时，三价钛过高，还会因其不发生热水解，不生成偏钛酸沉淀，而直接影响水解率的提高，造成钛的回收率降低。一般加压水解法控制三价钛含量为2-5g/L;常压水解法控制为1.5-3.Og/L。[next]
    5. F值和稳定性
    F值高，钛液中游离酸多，能抑制钛液的早期水解，钛液中偏钛酸胶体物便减少，有利于沉降。适当地提高F值，使钛液的游离酸增多，提高钛液稳定性，抑制钛液的早期水解，避免产生过多的偏钛酸胶粒是很重要的。但是在常压水解法中，F值大于1.95,对后期水解和产品的消色力都有不良影响。不同F值钛液的沉降曲线如图3所示。

    6.沉降剂的质量和使用浓度
    改性的AMPAM沉降剂的活性大，沉降效果特别显著。但是存放时间过久，胶体已成团，活性就差，沉降效果亦会变差。因而采用新制备的AMPAM为最好。
    高分子沉降剂的使用浓度低时，分散均匀，黏度小，与钛液的接触面大，絮凝沉降效果好。若浓度过高，则高分子极性基团向内卷曲呈球状，黏度大，在钛液中难以分散，容易在钛液表面形成一层絮状物，而失去絮凝能力。
    7.沉降剂的用量
    沉降剂的用量是确保沉降效果的关键。其用量应以絮凝剂携带的总负电荷量和钛液中悬浮固体颗粒所具有的正电荷量相等为宜。这样整个钛液呈电中性，絮凝效果最好。沉降剂沉降效果再好，若用量不当，仍得不到好的沉降效果。用量不足，不足以中和全部正电荷，沉降就不完全；加人沉降剂过量，则全部中和完钛液中的正电荷外，尚有过剩的带负电荷的沉降剂胶体，使微粒重新带上负电荷，而又趋于稳定而难以沉降（见图4）。沉降剂的适宜用量为Im³钛液，加入1％的AMPAM3-7L左右。[next]

    8.沉降的操作和沉降剂的种类
    搅拌是获得理想沉降效果的一个必要条件，沉降剂只有均匀地分散时，才能表现出它的凝聚能力。然而过分强烈或长时间搅拌，会使大凝聚絮团分散成小团粒而使沉降效果变坏。搅拌时间过短和沉降加人速度过快、沉降剂浓度过高，沉降效果都差。
    采用不同种类的沉降剂，其沉降效果差异很大。除上面介绍的AMPAM外，还有很多种类不同而除渣效果很好的沉降剂。前苏联曾采用33种不同的沉降剂进行试验，结果纤维素硫酸钠和烷基苯磺酸钠为最佳。
    七、残渣难沉降的解决办法
    根据钛液出现难沉降的不同情况，可以选择相应的方法使残渣有效地沉降。
    1.在酸解时适当多加些硫酸或在浸取时多加些废酸，以提高钛液的稳定性，有利于残渣的沉降。
    2.若钛液稳定性好而难沉降，则是由于钛钛矿含泥沙等非钛物质过多，解决的办法增加磁选一次，除去非钛杂质。
    3.当出现季节性影响而使澄清度恶化，或由于钛钛矿非钛杂质过多或酸解、浸取操作不当等原因而发生胶体剧增，造成沉降效果很差时，可适当增加AMPAM絮凝剂，或既加凝聚剂（将Sb₂0₃溶于浓盐酸，然后加到钛液中去，再用胶管或不锈钢管从底部加人Na₂S溶液），又加AMPAM絮凝剂的办法予以解决。
    4.若钛液的稳定性好，钛铁矿又选过，仍然难沉降，那是由于对沉降的因素控制不好，如加AMPAM的量不当，或浸取温度太高等。解决的办法是改进操作条件。
    八、钛液除渣情况的检验
    测定钛液的澄清度是控制钛液中不溶性杂质净化程度的一种方法。其测定步骤是用一根长约lm的塑料管，用大拇指堵住一端，将另一端插人钛液中，然后放开大拇指，中层的钛液就被吸人取样管中，再用大拇指堵住塑料管，取出放人量杯，量取80mL样品，加人直径为7cm、已放有双层工业滤纸的布氏漏斗，用真空抽滤，滤干后加约8mL清水冲洗滤纸，吸干后取出滤纸，察看滤纸上残渣痕迹的颜色深浅和清晰程度，可以判断其澄清度是否合格。在沉降槽沉降的过滤液要求双层滤纸的第一层有少量黑色机械杂质，第二层无色或基本无色为合格。
    还可以用透光率来检验。先用双氧水将三价钛的蓝黑色氧化为四价钛的无色，然后用分光光度计测定，透光率越高，沉降效果就越好。也可以通过目测钛液检验沉降效果。即用若干个玻璃量筒取待测的浑浊钛液，然后加人不同浓度或不同量的沉降剂，搅拌均匀，静置一段时间，分别用移液管适量地吸取含H₂O₂ 30％的双氧水，伸到量筒底部，放松并慢慢提起移液管，让双氧水流出，把钛液中的三价钛氧化完全而成为透明液体，再用肉眼观察有无胶质或胶质多寡，来判断沉降的好坏。
    对于钛液中胶体粒子大小的测量，可以采用电子显微镜等仪器完成。