钛液的浓缩

    未经浓缩的稀钛液是不能生产颜料级钛白粉的，因为用稀钛液水解出来的偏钛酸颗粒粗，产品的消色力、底层色相差、吸油量高，另外根据水解工艺的不同，为了控制一定的水解速率，也需要把钛液浓缩到一定的浓度后使用。    钛液中的溶质是硫酸氧钛、硫酸钛、硫酸亚铁等，溶剂主要是水，一般可以通过加热使水分蒸发而浓缩。但是在常温下钛液的沸点在104~114℃左右，而钛液本身在80℃以上就会水解，为了避免早期水解，钛液的浓缩必须在真空下低温蒸发浓缩，不同浓度的钛液在不同真空度下的沸点参见表3-9.表1                    不同浓度的钛液在真空下的沸点/℃

TiO2浓度/g/L	-0.092MPa	-0.086 MPa	-0.079 MPa	-0.072 MPa	-0.066 MPa
220190160	52.55148.5	6259.558	69.56764.5	75.57270	79.576.574

    从表1中的数据可以看出，不同浓度的钛液真空度越高它的沸点就越低，因此钛液浓缩时的最高温度应不大于70，真空度至少要维持在-0.08~0.088MPa，这样才能获得高质量的浓钛液。如果真空度低，浓缩的温度过高，不仅浓缩后的钛液稳定性差，而且会因局部过热造成固相硫酸氧钛结晶堵塞蒸发器列管，而分散到钛液中的硫酸氧钛结晶会像晶种一样，不断增大而沉积下来给生产造成不必要的损失。    工业生产中钛液浓缩通常采用升流薄膜浓缩器，该浓缩器的蒸发室、分离室、加热列管、进料室等一般使用耐腐蚀的金属钛，蒸汽加热室的外壳可用普通碳钢。待浓缩的物料从底部进入进料室，通过分布板均匀进入加热室的钛列管中，加热蒸汽通过管壁进行热交换，铁液在真空下受热迅速蒸发，汽化了的水蒸气夹带着被浓缩后的钛液，成膜状沿管壁以20~30m/s的速度快速上升进入蒸发室，在蒸发室中由于体积扩大，流速减慢，通过蒸发室顶部的气液分离装置进行汽液分离，钛液留在蒸发室内顺浓缩液溢流管进入浓钛液收集池。蒸发出来的二次蒸汽，在混合冷凝器中用水冷却冷凝后，通过气压冷凝器的气压管(大气腿)排入水封池溢流出来。为了使冷却后的冷凝水能从气压管底部自动溢流排出，防止冷却水和冷凝水流入钛液中，冷凝器下面的气压管必须保持一定的高度，以便在管中维持一定的液位，该液柱所产生的压头相当于管外大气压与冷凝器中的气压之差，在真空状态下此气压管的高度至少应不低于10m。下图为钛液浓缩器。      为了降低钛液浓缩时的能耗，有条件的工厂应采用双效串联操作，用第二效产生的二次蒸汽预热钛液或作为第一效加热室的蒸汽，这样可以减少浓缩时的蒸汽用量。浓缩后钛液中的TiO₂浓度，在采用外加晶种水解工艺时，一般控制在200~230g/L左右；采用自生晶种稀释法水解工艺时，一般控制在230~260g/L左右。