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鹏飞回转窑直接还原二氧化钛(钛白粉)
发布日期:2018-03-27  点击:  次
江苏鹏飞;回转窑;有色金属冶炼;压延加工业;烧结炉;工业炉窑;冶金中镍、铁、铝、铜、锌、锡、钨、铬、锉等金属以回转窑为冶炼设备;对矿石、精矿烧结、焙烧;锂辉石;电池级锂盐;天齐锂业;鼎盛锂业;赣锋锂业; 
    江苏鹏飞集团回转窑〈旋窑、烧结炉、工业炉窑、窑炉〉,规格:Φ3.2×52m;,Φ3.5×54m,Φ4.0×60m,Φ4.3×64m,Φ4.8×74m,Φ5.0×78m。广泛用于水泥、冶金、化工、环保等行业。鹏飞回转窑在有色金属冶炼及压延加工业中对有色和黑色冶金中铁、铝、铜、锌、锡、镍、钨、铬、锉等金属以回转窑为冶炼设备,对矿石、精矿、中间物等进行烧结、焙烧。实现回转窑直接还原二氧化钛(钛白粉)的应用。主要客户有:铜陵安纳达、宁波新福、上海东钛、隆源钛业、海南福达、江苏金浦、山东东佳等。
钛白粉是工业生产中非常重要的原料,广泛应用于涂料、塑料、造纸、印刷油墨、化纤、橡胶、化妆品、陶瓷、搪瓷、电子、食品和医药等工业。目前美国杜邦、美礼联和科美基三家公司掌握着先进的二氧化钛氯化法生产技术,利用传统的硫酸法生产二氧化钛在实际生产中也需要大量的专有技术、技术诀窍和操作经验,对准备进入该行业企业的技术积累和技术创新能力提出了很高的要求。二氧化钛工业是相对技术资金密集型产业,新建一座采用硫酸法工艺的工厂,如达到经济规模,一般估计建设资金将达到 1.2 亿左右,建设同等规模的采用氯化法工艺的工厂,建设资金投入量更大;由于技术积累和操作经验对正常生产有着至关重要的影响,因此,建成投产后仍有一段相当长的达产达标过程,对运营资金提出了很高要求。
    在氯化法技术国外封锁、国内尚未完全掌握、不具备推广应用的情况下,投资硫酸法二氧化钛,如产品达不到国际标准、废酸和亚铁不能综合利用、环保不能达标排放,国家产业政策予以限制,新建项目,禁止投资。从目前的形势来看,9、10月钛白粉需求旺季即将结束,钛白粉价格年内再次上调的可能性不大,国内钛白粉价格在目前1.3~1.4万/吨的位置走平。全球钛白粉产能向国内转移,钛白粉出口长期向好。
    回转窑应用越来越广泛,铝生产中用它焙烧成氧化铝,炼铁中用它生产供高炉炼铁的球团矿,用它对铁矿石进行直接还原,氯化挥发焙烧法采用它提取锡和铅等。选矿过程中,用回转窑对贫铁矿进行磁化焙烧,使矿石原来的弱磁性改变为强磁性,以利于磁选。化学工业中,用回转窑生产苏打,煅烧磷肥、硫化钡、二氧化钛(钛白粉)等,具有可利用中低品位磷矿的优点,得到大力推广。用来煅烧粘土、石灰石和矿渣烘干,在耐火材料生产中,采用回转窑煅烧原料,使其尺寸稳定、强度增加,再加工成型。在环保方面,利用水泥窑焚烧危险废物、垃圾,实现废物排放无害化,将废物作为燃料利用,节省煤粉,做到废物的资源化应用。该设备由筒体、支承装置、带挡轮支承装置、传动装置、活动窑头、窑尾密封装置、燃烧装置等部件组成,该回转窑具有结构简单,运转可靠,生产过程容易控制等特点。“鹏飞”生产的回转窑煅烧系统装备通过技术创新,在该系统中采用国内外最先进的液压挡轮装置、采用计量精度很高的计量柱塞泵、高精度的调速阀和接触式石墨块密封装置等国内先进技术。窑头可以采用工业电视看火,工艺流程模拟荧光屏,煅烧带采用红外线扫描仪把煅烧带的煅烧情况直接反映在计算机上,这些新技术的使用直观感强,操作方便,使用可靠。稳定了热工制度,提高了设备运转率,与同规格设备相比,产量提高了10%,热耗降低15%。
    随着国外产能的收缩以及国内钛白粉品质的提升,我国钛白粉出口长期向好趋势将不会改变。上市钛白粉龙头佰利联与国际钛白粉巨头亨斯迈签订的《TR52出售协议》也反映出全球钛白粉产能向中国转移的信号。钛白粉行情仍将继续。今年年初以来,国际钛白粉巨头相继提价,同时国内钛白粉龙头今年也已6次上调钛白粉价格,随着需求旺季的到来,钛白粉行情仍将继续,特别是随着我国房地产政策的放开,房地产销售市场又进入新一轮回暖周期,住房需求的释放,将直接拉动我国钛白粉消费增长。同时钛白粉行业还有环保趋严的长期约束,环保将加速行业内产能整合,促进竞争优势向龙头企业集中。目前全国钛白粉在建项目产能合计131 万吨,2018 年将达到420 万吨。国内钛白粉主要项目有
生产企业 产能(万吨) 生产方法
杜邦东营 20 氯化法
河南漯河兴茂钛业公司 20 氯化法
济南裕兴化工有限责任公司 20 硫酸法
藤县金茂钛业有限公司 10 硫酸法
梧州佳源实业有限公司 10 硫酸法
广西嘉华钛业有限公司 10 硫酸法
四川龙蟒钛业股份有限公司 10 氯化法
江苏金浦集团 8 硫酸法
河南佰利联股份有限公司 6 氯化法
云南新立有色金属有限公司 6 氯化法
山东东佳集团 6 氯化法
海南福达钛白有限公司 5 硫酸法
上海亮江钛白化工制品有限公司 5 硫酸法
合计 131  
 
    二氧化钛还原石墨烯制备与研究
    二氧化钛直接制取金属钛工艺
    二氧化钛由于具有优异的光响应性能,在光催化降解有机物及光电转换领域具有重要的使用价值;同时,其晶型结构和微观形貌的多样性又使其具有极大的可变性和科研性。研究二氧化钛新的形貌、发掘二氧化钛新的晶型结构、通过掺杂和复合等方式提高二氧化钛的光催化性能成为现下研究的热点和重点。
    通过沉淀法和水热法相结合,探究了二氧化钛纳米片生成的条件,并系统地讨论了各反应条件对产品性能的影响。为了进一步提高产物的光催化性能,我们将所得产物与氧化石墨烯通过水热的方法进行还原复合,制备出二氧化钛/氧化石墨烯复合材料,并讨论了反应条件对产物光催化性能的影响以及氧化石墨烯和还原剂在复合过程中的作用,并分析探究了还原氧化石墨烯提高光催化性能的主要作用原理。
     (1)以硫酸钛水解之后所得的Ti(OH)4为前驱体,NaOH溶液为反应介质,通过控制NaOH溶液的浓度以及水热反应时间和水热反应温度制备出片层状结构良好的层状无定型化合物,通过TEM观察分析反应时间和反应温度对产物形貌的影响,为了得到具有光催化性能的反应产物,我们通过氢离子交换结合高温煅烧的方法制备出锐钛矿型TiO2,并且分析了煅烧温度和煅烧时间对产物形貌及光催化性能的影响。实验表明:NaOH溶液的浓度影响产物的形貌,水热反应温度和水热反应时间影响TiO2纳米片的厚度和大小在150℃,6mol/L的NaOH溶液中水热反应96h得到的产物具有最好的片层结构。煅烧温度和煅烧时间主要影响晶体的大小和晶体缺陷的多少,我们的研究表明,在400℃煅烧3h得到的产物具有最好的光催化效果。
    (2)为了制备二氧化钛/氧化石墨烯复合材料,我们将离子交换后干燥的产物作为前驱体与石墨烯溶液混合,在柠檬酸做还原剂的条件下进行水热复合,然后在N2保护下进行煅烧。在这个实验中,我们研究了前驱体与石墨烯的比例、还原剂的酸性、水热反应时间、水热反应温度对产物形貌及光催化性能的影响。实验结果表明,二氧化钛/氧化石墨烯复合材料的光催化性能比纯二氧化钛的提高20%以上,氧化石墨烯质量为前驱体质量的1%时得到的产物光催化效果最好。最佳反应条件为在浓度为0.1g/ml的柠檬酸溶液中80℃下水热反应8h。
    (3)通过上述实验,我们分析了还原氧化石墨烯的作用:氧化石墨烯与二氧化钛的还原复合一方面改变了晶体结构,在经过400℃的煅烧之后就在产物中出现金红石相,从而形成混晶结构,提升光催化性能,另一方面复合后的产物形貌发生改变,由原来规整的片状结构转变成表面粗糙的棒状结构,这样使得产物的比表面积增大很多,增强了吸附性能和光催化性能;除此之外,还原氧化石墨烯的加入使得产物的导电性能增大,促进了光生电子-空穴对的分离,增强了光生电子-空穴对的生命周期,极大地提高了氧化还原反应效率。
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