2.3工艺技术方案 2.3.1原料路线的选择
本项目生产采用酸解钛铁矿技术同时考虑将来采用混入高钛渣酸解的可能性。
我国钛资源十分丰富，以钛铁矿的贮量最大，主要分布在四川、广东、广西、云南和海南省等地区，近十年来，我国钛白工业发展很快，对钛铁矿的需求量稳步增长。目前，我国钛铁矿供不应求，部分钛白粉厂靠进口澳大利亚矿维持生产。预计未来几年国内年需钛铁矿量将达到80万吨。南钛公司在多年生产中，形成了自己的供销网络，本钛白生产装置建成后，所需原料可得到满足。
2.3.2国内外钛白工艺技术概况
目前，世界上二氧化钛的工业生产方法主要有硫酸法和氯化法两种。硫酸法是以钛铁矿及高钛渣为原料，用硫酸分解，然后除铁后经水解而制得。该方法为传统工艺，经过80多年的发展，技术已经成熟，设备也已基本定型。该法对原料品位要求不高，矿源丰富，价廉易得，但工艺流程长，“三废”排放较多。氯化法是以金红石或高钛渣为原料，经氯化生产四氯化钛，然后在高温下氧化而制得。该方法是后开发的工艺，生产流程短，产品质量好，可实现生产的连续化和自动化，氯气可循环利用，“三废”排放少，但对原料的品位要求高，技术复杂，对设备材质的要求高。
国外钛白粉生产厂家有如下特点：
（1）生产高度集中，少数跨国公司垄断了绝大部分生产力，控制着原料的供应及产品的销售市场。
（2）工厂规模大，生产成本低，经济效益好。
（3）各大公司都完成了从原料到产品应用的完整体系，这有利于工艺改进，提高产品质量和推广新产品。
（4）各大公司倾向于采用氯化法生产工艺。
（5）严格的技术垄断，氯化法生产技术一般不予转让，各硫酸法生产厂家只出售技术，从不公开技术，在报刊资料上也无完整介绍。
（6）各大公司都十分重视技术改进，都有科研机构和实验室，从事工艺、设备和新产品的研制。
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我国钛白粉生产始于50年代中期，四十年来，我国钛白工业从无到有，产量和品种都有了较大的发展，由于我国砂状钛矿（以计）为数十万吨，是目前钛白生产所用钛精矿的主要矿种，中国排名在世界第6位，我国钛资源具有一定的优势，加上GDP的增长，所以钛白生产有着广阔的发展前景，但与西方国家相比，我国的钛白工业在生产工艺技术及设备装备方面还比较落后。目前几乎全都是采用硫酸法生产，氯化法工业化生产的仅有锦州铁合金集团公司钛白粉厂一家，该厂设计生产能力为15kt/a，自1995年建成后，因资金短缺及部分技术问题，只进行了阶段性的试生产，目前虽已获得重大突破，但仍有需要完善的地方。九十年代后期，我国硫酸法钛白粉工厂在初期“智力引进”的基础上，工艺水平又前进了一步。随着核工业总公司404钛白粉厂、渝港钛白粉股份有限公司、济南裕兴化工厂引进金红石钛白生产装置的顺利投产，使我国硫酸法钛白粉的部分生产技术和装备水平有了新的突破，如：用木质纤维素作助滤层、HF清洗滤布，特别是自生晶种常压水解技术及外加晶种常压水解和外加晶种微压水解技术的使用，隔膜式压滤机洗涤技术的使用，使钛白粉的产量、水洗速度有了明显提高，水解和水洗的能耗明显降低，使得国内硫酸法钛白的生产技术达到了国际同行的相近水平。
2.3.3工艺方案的确定
本项目年产100000t/a钛白粉的生产，采用目前国内先进可靠的硫酸法生产流程，该生产工艺是在国内多年钛白生产的基础上，通过在90年代初引进东欧生产技术形成的。经多年运行，国内各厂又加以开发，改进，已在国内多套生产装置上得到应用，并生产出合格产品。
2.3.4工艺技术的特点
本项目的生产工艺处于国内领先水平，其工艺技术的主要特点有： （1）本项目在关键工艺技术上消化吸收了国内外硫酸法钛白的先进生产工艺，主要特点有
A、采用大型酸解罐酸解工艺，确保酸解工序稳定操作并提高酸解工序收率。
B、采用外加晶种常压水解法，在设备大型化的同时，生成的偏钛酸颗粒粒度分布均匀，水洗性能好，产品质量高。
D、改进了煅烧窑系统，提高煅烧窑的控制水平，以确保产品质量。 E、采用国内比较先进成熟的旋转闪蒸干燥技术，有利于同隔膜压滤机配套使用，较好的适应了物料含水量降低后的状况。
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C、采用成熟的隔膜厢式压滤机水洗技术，提高产品收率。
（2）本项目采用国内外硫酸法钛白厂家所通用的一些大型设备，如：130m3酸解罐、110 m3水解槽、360m2隔膜压滤机、大型风扫磨机等。
（3）产品收率达到国内领先水平。
2.4 硫酸法钛白粉生产工艺介绍
硫酸法生产钛白粉主要由下列几个工序组成：原矿准备；用硫酸分解钛精矿制取硫酸氧钛溶液；溶液净化除铁；由硫酸氧钛溶液水解析出偏钛酸：偏钛酸煅烧制得二氧化钛以及后处理工序等。
2.4.1原矿的准备
钛精矿一般粒度比较粗，比表面积较小，酸解时与硫酸接触面积小，不易被硫酸有效地分解，因此，按照酸解的工艺要求，用雷蒙磨磨矿，将钛精矿粉碎至一定的粒度，以增加反应接触面，使酸解反应能够正常进行。
图1 硫酸法钛白生产工艺流程简图
2.4.2 酸解
钛铁矿与硫酸的反应非常缓慢，在常温下几乎不发生反应。为了促进这个反应，往往需要加热，引导反应的开始，还需要加一定的水引发反应，其反应式为：（其中硫酸要用浓硫酸）
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后面一系列的还原、冷冻结晶和蒸发浓缩，其实就是为了除掉钛液里面的铁及其它杂质，浓缩是为了提高其浓度，实践证明，只有钛液的TiO2含量在200g/L以上时，才能制造出具有优越颜料性能的钛白。
2.4.3水解
水解工序是是硫酸法生产中及其重要的工序之一。水解作用的优劣不但影响工业生产的经济性，而且对最终产品的质量有极大地关系，水解是造成的差错往往在后工序是不能挽救的，水解的反应式为：
水解后就产生了废酸，对于废酸的回收利用后面阐述。将水解后得到的偏钛酸进行水洗，接着进行盐处理（偏钛酸在煅烧前加入少量化学品添加剂进行改性处理），偏钛酸如果不经过盐处理而直接煅烧，得到的产品颗粒往往很硬，色相及其颜料性能差，漆用性能低劣。
2.4.4 偏钛酸的煅烧
硫酸法钛白生产中，偏钛酸是通过高温煅烧转变为二氧化钛的。其反应式为：
煅烧的时候肯定会产生尾气，环境污染现在非常受到国家的重视，所以如何处理这个尾气是个问题，接下来回介绍到尾气的处理。 经过后续处理后就得到了成品钛白粉。
2.4.5废酸的回收利用和尾气的处理
1废酸的回收利用
（1）前面介绍酸解时要加一定的水引发反应，何不把引发反应的水换成废酸，钛白粉生产过程中产生大量废酸，含量达18%左右，用废硫酸代替水，可减少废酸的用量。
（2）增加浸取过程废酸用量（浸取时常常需要添加废硫酸）。 2 尾气的处理
燃烧生成的大量废气从窑尾排出，其中除燃烧产物，水汽、三氧化硫外，带有部分二氧化钛（俗称窑灰），煅烧时废气的温度高，湿含量较大。当用湿法收尘（喷淋装置）的时候，将二次水洗用作尾气喷淋水，喷淋水回用到水洗工序作
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一次水洗，充分利用了尾气余热，降低了蒸汽的消耗，合理利用资源，降低了成本。
2.5经济效益分析
2.5.1 产品成本和费用估算
（1） 消耗定额按工艺技术方案确定的指标计算。
（2） 外购原材料、燃料、动力均按厂内实际执行价格计取。 主要原材料、动力价格
含税价 不含税价
钛精矿： 920元/吨 786元/吨 硫酸(98%)： 300元/吨 256元/吨 液碱（45%）： 750元/吨 641元/吨 铁粉： 2200元/吨 1880元/吨 盐酸（30%）： 450元/吨 384.6元/吨 白煤： 900元/吨 796元/吨 水蒸汽： 160元/吨 142元/吨 电： 0.55元/KWh 0.47元/KWh 一次水： 1.50元/吨 1.327元/吨
（3） 工资及福利费：本项目新增定员500人，人均年工资为30702元 ，福利费率为14%。
（4） 折旧费:新增固定资产房屋、建筑物折旧年限按20年计，机器设备折旧年限按14年计。
（5） 修理费：按固定资产原值（扣除建设期利息）的4.0%计取。
（6） 摊销费：无形资产按10年摊销，递延资产按5年摊销。
（7） 其它制造费用：按固定资产原值（扣除建设期利息）的2.5%计取。 （8）管理费用：按工人工资及福利费的1.0倍计取。 （9）销售费用：按销售收入的2.0%倍计取。
（10）财务费用：生产经营期间贷款利息计入财务费用。 2.5.2 财务评价
2.5.2.1财务评价的说明： （1）生产规模及产品方案
生产规模 ：钛白粉 100000 吨/年
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