钛白粉开题报告.doc

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1、一、争辩的现状及其意义(一钛白粉概况钛白粉学名为二氧化钛 Titanium Dioxide，分子式为TiO2，相对分子质量79.90。钛白粉颜料是精选构造外型和粒度分布等与钛白类似，且外表具有反响活性的无机粉体为根本原料内核，TiO2为包膜物，应用材料改性复合制备、无机包膜、粉体均化等高技术，通过二者的分割细化，外表羟基化改造和机械力化学反响等方式制备而成的型复合白色颜料，它具有与钛白粉一样或近似的物化性质，因而具有二氧化钛颜料性质。广泛应用于涂料、塑料、橡胶、油墨行业，可取得与使用钛白粉一样的技术性能，且较大幅度地降低原材料的使用本钱。二太白粉的现状及前景钛白粉被认为是目前世界上性能最好的一

2、种白色颜料，广泛应用于涂料、塑料、造纸、印刷油墨、化纤、橡胶、化装品等工业。涂料行业是钛白粉的最大用户，特别是金红石型钛白粉，大局部被涂料工业所消耗。用钛白粉制造的涂料，颜色明媚，遮盖力高，着色力强，用量省，品种多，对介质的稳定性可起到保护作用，并能增加漆膜的机械强度和附着力，防止裂纹，防止紫外线和水分透过，延长漆膜寿命。塑料行业是其次大用户，在塑料中参加钛白粉，可以提高塑料制品的耐热性、耐光性、耐候性，使塑料制品的物理化学性能得到改善，增加制品的机械强度， 延长使用寿命。造纸行业是钛白粉第三大用户，作为纸张填料，主要用在高级纸张和薄型纸张中。在纸张中参加钛白粉，可使纸张具有较好的白度，光泽好

3、，强度高，薄而光滑，印刷时不穿透，质量轻。造纸用钛白粉一般使用未经外表处理的锐钛型钛白粉，可以起到荧光增白剂的作用，增加纸张的白度。但层压纸要求使用经过外表处理的金红石型钛白粉，以满足耐光、耐热的要求。全球钛白粉工业中年生产力量 2 万吨以上含 2 万吨的工厂近个，工厂规模都趋向大型化进展。如杜邦公司最大的厂已达 30 万吨/年，氯化法单线生产力量也达 15 万吨/年。八大公司最小规模也为 2.4 万吨/年,这些厂大多是早年留下的硫酸法工厂,而氯化法工厂的规模都不小于 5 万吨/年.全球钛白粉年生产力量约 430 万吨,其中八大公司的产能占 360 多万吨,占世界总产能约 84%,特别是前六名

4、大公司的产能占世界总产能的 75%多。产能高度集中，产地主要分布在北美和西欧，这些大公司把握世界钛白粉行业的市场、价格和进展，主宰世界钛白粉工业的前途和命运。进入 80 年月，由于各国环保法规的强化和用户对产品质量要求的提高，相断关闭了局部硫梳法钛白粉厂，加快了进展氯化法钛白粉的步伐。80 年月后期起，世界钛白粉总生产力量中，氯化法钛白粉所占比例增长速度明显加快；1970 年仅 23%，1980 年不过 29%，1990 年为 47%，2022 年达 56%；1971 年至 1980 年的 10 年，增长率仅 6%；1981 年至 1990 年的 10 年增长率高达 18%；1991 年至20

5、22 年的 10 年估量可达 10%。90 年月以前，硫酸法始终占据钛白粉工业的主导地位，1992 年后，转为氯化法占主导地位。目前世界上建或改扩建钛白粉厂多以氯化法为主，杜邦公司全部承受氯化法。氯化法钛白粉生产在技术上有肯定难度，根本由少数几个大公司所垄断。硫酸法钛白粉虽从 80 年月开头走下坡路，但经十多年来的技术进步，如承受酸溶性钛渣打代替钛精矿作原料，开发了20%废酸浓缩循环利用技术等，使硫酸法工厂的环境污染有了较大改善，同时它的一些优点也得到了显露，如可使用简洁获得的品位和价格较低的钛精矿或钛渣作原料，可生产氯化法不能生产而市场需要的锐钛型各种牌号的钛白粉。故业内人士认为只要重视环境

6、污染的治理， 重视产品质量的提高，重视推动科技进步，硫酸法钛白粉还会与氯化法钛白粉并存，短期内不会被淘汰。参考文献：1. 硫酸法钛白粉生产工艺江苏太白集团2. 化工原理 天津大学化工原理教研室编天津科技出版社 1986.33. 化工工艺设计手册 上海医药治理设计院编 1993.6 第六次印刷4. 钛白粉的生产与环境治理唐振宁 北京 化学工业出版社 2022.6465二、争辩目标、争辩内容和拟解决的关键问题一争辩目标本工程的争辩目标是：运用所学的化工原理根本理论和根底学问进展设计计算，进展模拟设计，从而培育并提高设计、计算、计算机应用、外文翻译、查阅文献等根本技能；试验争辩的力量；技术经济分析和

7、组织工作的力量；撰写科技论文和技术、学术报告，正确运用国家标准和技术语言阐述理论和技术问题的力量。1、论文撰写年产 1.5 万吨钛白粉厂酸解水解工序的工艺设计设计说明书。2、绘图AutoCAD 绘制设备构造图，物料衡算图二 争辩内容1、生产方法的选择、生产原理、生产工艺条件的论证、生产工艺流程；2、车间的工艺计算及物料衡算，即精馏工序的工艺计算及物料衡算；3、生产钛白粉的酸解和水解工段流程设计；4、对该工艺流程进展物料衡算；5、绘制带把握点的流程图，设备装配图，物料流程图三 关键问题1、生产钛白粉的酸解水解工艺的流程；2、物料衡算和热量衡算；3、设备流程图三、争辩的根本思路和方法、技术路线、试

8、验方案及可行性分析一争辩的根本思路和方法模拟现有的硫酸法生产钛白粉产业化技术，对年产 1.5 万吨钛白粉酸解水解工段设计的主要设备构造、操作工艺条件等进展全面的争辩。二技术路线钛白粉生产方法主要有硫酸法和氯化法。1、硫酸法是用钛精矿或酸溶性钛渣与硫酸反响进展酸解反响，得到硫酸氧钛溶液,经水解得到偏钛酸沉淀;再进入转窑煅烧产出 TiO2。硫酸法以间歇法操作为主，生产装置弹性大，利于开停车及负荷调整。但其工艺简单，需要近二十几道工艺步骤，每一工艺步骤必需严格把握，才能生产出最好质量的钛白粉产品，并满足颜料的最优性能。硫酸法既可生产锐钛型产品，又可生产金红石型产品。2、氯化法是用含钛的原料，以氯化高

9、钛渣、或人造金红石、或自然金红石等与氯气反响生成四氯化钛，经精馏提纯，然后再进展气相氧化；在速冷后，经过气固分别得到 TiO2。该 TiO2 因吸附肯定量的氯，需进展加热或蒸气处理将其移走。该工艺简洁，但在 1000或更高条件氯化，有很多化学工程问题如氯、氯氧化物、四氯化钛的高腐蚀需要解决，再加上所用的原料特别，较之硫酸法本钱高。氯化法生产为连续生产，生产装置操作的弹性不大，开停车及生产负荷不易调整， 但其连续工艺生产，过程简洁，工艺把握点少，产品质量易于到达最优的把握。再加上没有转窑煅烧工艺形成的烧结，其 TiO2 原级粒子易于解聚，故所所以在表观上人们习惯认为氯化法钛白粉产品的质量更优异.

10、钛白粉酸解水解原理包括： 酸解工段的工艺原理：FeTiO3 + 3H2SO4 = Ti(SO4)2 + FeSO4 + 3H2O水解工段的工艺原理：将由酸解工段得到可溶性硫酸氧钛和晶种混合，在 90时水解成不溶于水的水合TiO2沉淀物。三可行性分析钛白粉的制备主要有硫酸法和氯化法。1.硫酸法生产钛白粉优点：原料廉价，易得，产品本钱低工艺技术成熟，操作易把握设备简洁，不需要特别的耐腐蚀材料和简单的把握系统缺点：湿法生产蒸气、水合能源消耗大排出的废物多，污染大，三废处理费用大生产流程大，工序多，设备繁杂间歇式操作，劳动强度大产品质量稍差，经济效益较差2.氯化法生产钛白粉优点：干法生产，技术先进，流

11、程短，工序少易于实现连续化和自动化，劳动效率高排出废物少，氯气可以循环利用。三废少产品消色杂质少，粒径均一，消色力大，分散性好，质量好，能耗低，本钱低，经济效益好缺点：原理要求高且价高难得技术难度大要求在高温下耐氯气，氯化钛，氧气腐蚀的材料和设备，修理难二氧化钛粒子较易堵塞设备，除疤痕问题难以解决操作需要简单的把握系统因国内需求量及设备和技术水平的限制，国内一般承受硫酸法生产钛白粉。四、争辩打算及进度安排周数具体任务1确定论文设计题目24查阅并阅读毕业设计题目相关的文章，写出开题报告59完成计算书10-12完成说明书13-14绘图CAD 图和手画图纸15-16整理论文，预备辩论五、指导教师意见：指导教师：年月日六、工作小组审查意见：工作小组组长：年月日