鈦白粉廠參觀
姓名：班級: 20xx級二班
學號： 09300201
院系：***x大學理學院應用化學專業
時間：2012.7.1——2012.7.3
地點：***x鈦業****
目錄實習單位簡介紹
鈦白粉性質用途
鈦白粉生產工藝
實習過程介紹
參觀實習心得
實習單位介紹
學期的期末，我們根據系裡的安排有機會到***x鈦業****實習，我感到非常榮幸。同時也非常感謝***x鈦業****給我們提供了這個機會和平台。接下來介紹一下公司的概況：
***xx鈦業股份****成立於2023年，是集生產、研發、銷售與一體的大型現代化化工企業，專注於生產高檔金紅石型鈦白粉，是中國最高水平的鈦白粉生產企業之一，是重慶市工業企業50強、中國鈦白行業首家上市公司。
公司地處******，占地面積63萬平方公尺，東靠xx高速公路，西臨xx，南望xx鐵路，北接***南站、***，水、陸交通十分便利。公司擁有2套硫酸法鈦白粉生產線，生產能力達到4萬噸/年，擁有年產15萬噸的硫酸生產裝置，能完全滿足鈦白粉的用酸需求。公司主要裝置從美國、德國、英國、芬蘭等國家引進，工藝技術從波蘭引進，是中國唯一一套全進口的硫酸法鈦白生產線，工藝技術和生產裝置處於國內領先水平。
xx鈦業的建成投產，掀開了中國鈦白粉行業新的篇章，標誌著中國鈦白產業從此走向大型化、現代化。
公司能生產r-298、r-258、r-248、r-244等13個牌號的金紅石型鈦白粉和3個牌號的銳鈦型鈦白粉，產品的多樣性在國內首屈一指。公司產品暢銷國內市場，遠銷美國、西歐、拉美、中東、東南亞等地區，廣泛應用於塗料、塑料、油墨、造紙、橡膠、化纖等領域。
公司2023年通過iso9001: 2000 質量管理認證，被xx市授予高新技術企業稱號，金紅石產品r-244，r248被授予xx市名牌產品，xx市高新技術產品稱號，塑料專用產品r-248處於世界領先水平，通用型產品r-258處於國內領先地位，通用型新產品r-298 品質已達到國際先進水平。
公司堅持產學研相結合，與xx大學共同成立了「鈦白研究中心」，依託眾多著名科研院校的智力支援，依靠自主創新，成功研發了r-248，r-258, r-298等新產品和新工藝，研發能力領先於國內同行。
公司致力於環境保護和節能減排，堅持清潔衛生，迴圈經濟的發展道路，歷年都被評為「環境友好型企業」，為長江上游生態環境保護做出自己的貢獻。
鈦白粉的性質和用途
鈦白粉學名二氧化鈦（tio2），分子量:79.88，是一種白色無機顏料，具有無毒、最佳的不透明性、最佳白度和光亮度，被認為是目前世界上效能最好的一種白色顏料，廣泛應用於塗料、塑料、造紙、印刷油墨、化纖、橡膠、化妝品等工業。
鈦白粉有兩種主要結晶形態：銳鈦型（anatase），簡稱a型和金紅石型(rutile)，簡稱r型。
塗料工業是鈦白粉的第一大使用者，特別是金紅石型鈦白粉，大部分被塗料工業所消耗。隨著中國****和建築業發展，塗料工業不僅從數量上需要更多的鈦白粉，而且對品種和質量也有更高的要求。用鈦白粉製造的塗料，色彩鮮豔，遮蓋力高，著色力強，用量省，品種多，對介質的物理穩定性可起到保護作用，並能增強漆膜的機械強度和附著力，防止裂紋，防止紫外線和水分透過，延長漆膜壽命。
塑料工業是鈦白粉的第二大使用者。在塑料中加入鈦白粉，可以提高塑料製品的耐熱、耐光、耐候性，使塑料製品的物理化學效能得到改善，增強製品的機械強度，延長使用壽命。
造紙工業是鈦白粉第三大使用者。鈦白粉作為紙張填料，主要用在高階紙張和薄型紙中。在紙張中加入鈦白粉，可使紙張具有較好的白度，光澤好，強度高，薄而光滑，印刷時不穿透，質量輕。
造紙用鈦白粉一般使用未經表面處理的銳鈦型鈦白粉，可以起到螢光增白劑的作用，增加紙張的白度。但層壓紙要求使用經過表面處理的金紅石型鈦白粉，以滿足耐光、耐熱的要求。 鈦白粉是高階油墨中不可缺少的白色顏料。
含有鈦白粉的油墨耐久不變色，表面潤濕性好，易於分散。油墨行業所用的鈦白粉有金紅石型，也有銳鈦型。
紡織和化學纖維行業是鈦白粉的另乙個重要應用領域。化纖用鈦白粉主要作為消光劑。因銳鈦型比金紅石型軟，因此一般使用銳鈦型。
化纖用鈦白粉一般不需表面處理，但某些特殊品種為了降低二氧化鈦的光化學作用，避免纖維在二氧化鈦光催化的作用下降解，需進行表面處理。 鈦白粉在橡膠工業中既作為著色劑，又具有補強、防老化、填充作用。在白色和彩色橡膠製品中加入鈦白粉，在日光照射下，耐日曬，不開裂、不變色，且伸展率大及耐酸鹼。
橡膠用鈦白粉，主要用於汽車輪胎以及膠鞋、橡膠地板、手套、運動器材等，一般以銳鈦型為主。但用於汽車輪胎生產時，常加入一定量的金紅石型產品，以增強其抗臭氧和抗紫外線能力。
鈦白粉在化妝品中應用也日趨廣泛。由於鈦白粉無毒，遠比鉛白優越，所以各種香粉幾乎都用鈦白粉來代替鉛白和鋅白。香粉中只須加入5-8%的鈦白粉就可以得到永久白色，使香料更滑膩，有附著力、吸收力和遮蓋力。
在水粉和冷霜中鈦白粉可減弱油膩及透明的感覺。其他各種香料、防曬霜、皂片、白色香皂、剃鬚膏和牙膏中往往也用鈦白粉。
用鈦白粉制得的瓷釉透明度強，具有質量輕、抗衝擊力強、機械效能好、色彩鮮豔、不易汙染等特點。
鈦白粉製造方法也有兩種：硫酸法(sulphate process)和氯化法(chloride process)。
硫酸法是將鈦鐵粉與濃硫酸進行酸解反應生產硫酸亞鈦，經水解生成偏鈦酸，再經煅燒、粉碎即得到鈦白粉產品。此法可生產銳鈦型和金紅石型鈦白粉。硫酸法的優點是能以價低易得的鈦鐵礦與硫酸為原料，技術較成熟，裝置簡單，防腐蝕材料易解決。
其缺點是流程長，只能以間歇操作為主，濕法操作，硫酸、水消耗高，廢物及副產物多，對環境汙染大。 氯化法氯化法是將金紅石或高鈦渣粉料與焦炭混合後進行高溫氯化生產四氯化鈦，經高溫氧化，再經過濾、水洗、乾燥、粉碎得到鈦白粉產品。氯化法只能生產金紅石型產品。
氯化法優點是流程短，生產能力易擴大，連續自動化程度高，能耗相對低，「三廢」少，能得到優質產品。其缺點是投資大，裝置結構複雜，對材料要求高，要耐高溫、耐腐蝕，裝置難以維修，研究開發難度大。
鈦白粉的生產工藝
硫酸法銳鈦型鈦白粉的工藝：
1、鈦礦粉碎：將購進的鈦礦砂用雷蒙機或者風掃磨等粉碎成符合工藝要求的鈦礦粉，並送到儲存和計量鈦礦粉的料倉。
2、酸解：用濃硫酸分解鈦礦，製取可溶性的鈦的硫酸鹽。鈦鐵礦的主要成分為偏鈦酸鐵（fetio3），是一種弱酸弱鹼鹽，可以用強酸把它分解。
用過量的酸就能使反應進行到底。由於這個反應是乙個放熱反應，最高溫度可以達到250℃，因此必須採用高沸點的酸--硫酸才能適應這一反應。在酸分解的過程當中，礦粉當中的各種雜質大部分也被分解，生成相應的可溶性硫酸鹽，並在浸取的時候與鈦的可溶性鹽一起進入溶液當中，形成黑鈦液。
為了除鐵，用金屬鐵把鈦液中的**鐵還原成亞鐵，同時，為了避免亞鐵的再一次氧化，還必須用過量的金屬鐵把定量的四價鈦還原成三價鈦。
3. 沉降:黑鈦液（tioso4溶液）含有可溶性雜質和不溶性雜質。
鐵、釩、鉻、錳等金屬的硫酸鹽為可溶性雜質，在結晶或水解、水洗的過程中除去。不溶性雜質中的大多數如未分解的鈦礦、沙粒等靠重力的作用可以自然沉降除掉。不溶性雜質中的另一部分是矽和鋁的膠體化合物，以及一些早期水解了的鈦，雖然數量並不大，但具有很高的動力穩定性，需要另外加沉降劑，強化沉降澄清過程。
4. 過濾: 經過淨化沉降後的泥渣中還含有大量的可溶性與不可溶性的鈦，為保證收率，要用板框壓濾機壓濾**其中的大部分可以溶解的鈦，不溶性鈦和其他的未溶解雜質作為廢渣排掉。
5.結晶/分離：黑鈦液中含有大量的fe2+。
因鐵對鈦白粉的顏色影響較大，所以須將其除去。feso4溶解度受溶液的溫度影響很大。因此，在組成一定的鈦液中，feso4的溶解度隨溫度的降低而降低。
本工序通常通過真空結晶、冷凍結晶的方式生成feso4·7h2o。然後，通過圓盤過濾機或離心機進行固液分離，除去feso4·7h2o。
6.精濾：沉降後的鈦液中還有一些懸浮雜質，將會影響成品的色相。
因此，必須進行精過濾。利用板框壓濾機，並以木炭粉(或者矽藻土、珍珠岩)為助濾劑進行壓濾，利用助濾劑的強吸附作用進一步除去鈦液中的不溶性雜質，達到淨化的目的。
7.濃縮：濃縮是為了將鈦液的濃度提高到水解所要求的指標。
鈦液的沸點較高，已經高於鈦液水解的臨界溫度。因此，鈦液的濃縮必須在較低溫度下進行。利用溶液在真空狀態下沸點降低的原理，在低溫下使鈦液沸騰，將鈦液中的水分蒸發掉，使精濾後的鈦液濃度得以提高，以符合水解要求。
8.水解：鈦液的水解是二氧化鈦從液相（鈦液）重新轉變為固相的過程。
鈦液具有普通離子溶液的性質，在ph值＞0.5時便發生水解。更重要的是，鈦液具有膠體溶液的性質。
在游離酸很高的情況下，使其維持沸騰狀態也會發生水解反應，這是我們製取一定應用效能和製品效能的水合二氧化鈦的依據。通過控制加熱的速度，使鈦液按照需要的水解速度發生水解反應，生成我們需要的水合二氧化鈦粒子。水合二氧化鈦的分子式可寫作tio2.
h2o或h2tio3、tio（oh）2也稱氫氧化鈦或偏鈦酸，是水解後的產物。水合二氧化鈦的製造是硫酸法鈦白粉生產工藝的核心部分，也是整個工藝控制最苛刻的地方之一。水解產物的***壞，不僅影響後工序的正常操作，而且直接影響最終產品的質量，如控制不好往往會造成無法補救的質量損失。
在生產顏料級鈦白粉時，對水解的要求，首先是水解產物必須是具有一定粒子大小、粒子分布均勻、易於過濾和洗滌的水合二氧化鈦沉澱。
9.一次/二次水洗：水解後的水合二氧化鈦含有硫酸以及鐵、鋁、錳、銅、鎳、釩、鉛等離子，經過煅燒後會生成相應的氧化物，顯示各種顏色，從而不同程度的汙染產品，所以必須進行水洗，將它們除去。
水合二氧化鈦不溶於水，而硫酸以及鐵、鋁、錳、銅、鎳、釩、鉛等離子是可以溶於水的，這是進行水洗的先決條件，利用洗滌用水和水合二氧化鈦中雜質離子的濃度差將雜質用水除去。水洗過程主要是防止可溶性的雜質離子轉變成不溶性的雜質沉澱，因此，對洗滌水中的鐵以及其它固體雜質的含量有一定的要求，不然雜質在水合二氧化鈦上積聚而汙染產品。
10.煅燒晶種製備：從水洗合格的偏鈦酸漿液中引出部分偏鈦酸漿液，幫浦送至偏鈦酸貯槽中供煅燒晶種製備用。
此部分偏鈦酸漿液經計量後加入鹼溶罐中與經計量後加入的鹼液反應，反應後的鹼溶物放至冷卻槽中。經冷卻後的鹼溶物用脫鹽水洗滌，洗滌合格後的鹼溶物經卸料打漿後送入晶種製備槽中用鹽酸酸溶制得煅燒晶種，然後用幫浦送至煅燒晶種計量槽中供漂白用。
11.漂白：經過一次水洗的偏鈦酸，在一定的濃度下，加入定量的濃硫酸，使部分偏鈦酸與濃硫酸反應生成硫酸氧鈦，然後加入鋁粉，把硫酸氧鈦溶於水中的四價鈦還原成三價鈦，保持漂白以後的料液中有一定量的三價鈦，把在水洗過程中又被氧化的鐵離子還原為低價鈦鐵離子，使偏鈦酸洗滌得更徹底。
12.鹽處理：偏鈦酸在煅燒前需要加入不同型別的新增劑（如k、p、zn、al等），以使得在煅燒過程中，溫度適當，內部變化平穩，使成品的二氧化鈦具有穩定的晶型，良好的色相、光澤，較好的著色力、遮蓋力，較低的吸油量和合適的晶粒大小、形狀，以及在使用介質中良好的分散性。
13.煅燒：煅燒是把水合二氧化鈦經過脫水、脫硫轉變為銳鈦型或金紅石型二氧化鈦粒子。
高溫下，將水合二氧化鈦中的游離水、結合水、三氧化硫等除去，然後在高溫區進行晶型的整理和轉化，形成二氧化鈦的顆粒料。
14.初品粉碎（幹磨）：將燒結塊進行破碎。
通常使用雷蒙磨，現也有使用輥壓磨。物料在雷蒙機內，經過高速旋轉的磨輥和磨環的撞擊，迅速被粉碎，再經過分級機的分級，粗料返回粉碎室，細料進入袋濾器，經星型下料器進入螺旋送料器，送至粉料倉，銳鈦產品或未包膜金紅石型產品包裝後即為成品，包膜金紅石產品還須再漿。
15.砂磨（濕磨）：將分散均勻的tio2漿料用幫浦送入砂磨機研磨分散，研磨分散至細度合格後的漿液幫浦送至表面處理罐。
16.表面處理：在表面處理罐內，根據不同的產品牌號計量加入各種不同的無機表面處理劑，控制一定的溫度和漿液的ph值，在攪拌下進行無機表面處理。
通過表面處理在二氧化鈦粒子表面上包上一層或多層無機水合氧化物，可以修復粒子缺陷，遮蔽其表面上的光活化點，使二氧化鈦不直接與分散劑中的有機物接觸，防止有機介質受二氧化鈦因紫外光照射後釋放出來的新生態氧的氧化而發生降解，提高耐候性、化學穩定性、分散性和相容性。常用無機表面處理的包膜劑主要有：氧化鋁（al2o3）、氧化矽（sio2）、二氧化鈦（tio2）、氧化鋯（zro2）等，不常用的氧化錳、氧化鈰、氧化鉬、氧化鉻、氧化鋰等。
表面處理通常採用中和的方式沉澱水合氧化物。表面處理是鈦白生產的關鍵工序，決定產品的應用效能。
化學教育實習報告
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化學專業實習報告
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化學教育實習報告
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