鈦液（yè）助濾劑的作用及其要求

        矽藻土助（zhù）濾劑在硫酸法（fǎ）鈦白生（shēng）產中主要應用在鈦液的（de）過濾（lǜ）工序。鈦液過濾的主要目的是除去鈦液中（zhōng）所含的（de）少量（liàng）極細的懸浮（fú）固（gù）體顆（kē）粒雜質和膠（jiāo）體顆粒（lì）雜質，以滿足產品質量的（de）要求。鈦液（yè）過濾遵循過濾基本（běn）方程式，即過濾速率與過（guò）濾麵積和過濾壓力成正比，與濾液黏度和濾餅厚度成反比。由（yóu）於鈦（tài）液具有（yǒu）熱敏性（xìng），即溫度升高會降低鈦液的穩定性，因此不便於采取提高鈦液溫度、降低鈦液黏度的方法提高過濾速率，生產過（guò）程中一般都采取提高過濾壓力即（jí）加（jiā）壓過濾的方法，且大多采用板框壓濾機或者廂式壓濾機。然而，一味（wèi）地加大壓力，既會（huì）因細小的顆粒雜質從布縫中擠出而降低（dī）濾液質量，也會因濾布的孔眼或者（zhě）濾餅的顆粒（lì）間（jiān）隙變窄而使過濾速度變慢，甚至（zhì）會因濾（lǜ）布孔眼或者濾餅顆粒間隙堵塞而使過濾過程終止。

       科學合理地（dì）使用助濾劑，可以較好地解決鈦液過濾中所出現的上述（shù）問題。因為助濾（lǜ）劑有助於形成較為疏鬆的濾餅，可以增加孔隙率，減少（shǎo）壓（yā）縮率，防止濾（lǜ）孔堵塞或者變窄，使濾液得以暢流。根（gēn）據過濾的基本原理，結（jié）合鈦白生產的實（shí）際特點,對鈦液過濾助劑的基本要求是：

（1）應（yīng）是能（néng）夠形成多孔床層的細小顆粒，以使（shǐ）濾餅有良好的滲透性和較小的流動阻力；

（2）應具有化學（xué）穩定性，不與（yǔ）鈦液（含H 2 SO 4 20%～30%）發生化學反應，也不溶解（jiě）於鈦液之中；

（3）顆粒質地堅硬，在鈦液過濾操作的壓（yā）力範圍內（≤1.0MPa）具有不可壓（yā）縮性，以保持（chí）較高的空（kōng）隙率；

（4）粒度分布均勻，在（zài）鈦液中具（jù）有較好的懸浮分

散（sàn）性；

（5）價廉易得，來源豐富，符合環境保護的要求。

       傳統使用的助濾劑是木（mù）炭粉，由於燒製木炭粉要毀壞森林（lín）資源，破壞生態（tài）環（huán）境，不符合環境保護的要求，而我（wǒ）國的矽藻土（tǔ）資源十分豐富。矽（guī）藻土是由中新世紀時（shí）期10萬年以前（qián）積存在海洋、湖泊中的單細胞矽藻微（wēi）生（shēng）物的殘骸，經自然沉積（jī）作用逐漸演變形成的一種非金屬礦物。目前，世（shì）界上矽藻土總開采量中的60%以上用於加工過濾材料，其中絕大（dà）部分用於製備矽藻土助濾劑。但是（shì），我國在矽藻土資源的開發和利用上，還相（xiàng）對滯後，尚未把資源優勢變為經濟（jì）優勢。我國（guó）矽藻土（tǔ）資源（yuán）的SiO 2含量較高，經（jīng）過酸洗、幹燥後的燒成品矽（guī）藻土中SiO 2含量可達88%以上，相對（duì）密（mì）度2.1～2.5，耐酸性能好，便於在鈦液過（guò）濾中形成疏鬆、多孔、具有良好的吸附性能和抗壓性能的助濾層。

矽藻土在鈦液過濾中的應用

矽藻土助濾劑在鈦液過（guò）濾中的應用操作分（fèn）兩（liǎng）步進行：

1預塗

       預塗即在鈦液過濾操作之（zhī）前，預先把矽藻土助濾劑塗於過濾介質（zhì）即濾布之上。將矽藻土在預塗（tú）罐中按一定比例(一般為1∶8～1∶10)配成（chéng）懸浮液，再將此懸浮（fú）液通過預塗泵打入充滿清水或者過濾液的壓濾機中，經過反複循（xún）環(約（yuē）12～30min)直至循環液清澈。這樣便在過濾介質（zhì）(濾布（bù）)上形成一層均勻（yún）分布的預塗層。配製（zhì）懸浮液，一般（bān）采用清水，也可以采用較為（wéi）澄清的鈦液。預塗用的矽藻土量，一般可（kě）取800～1 000g /m 2，預塗（tú）******流速不應超過0.2m 3 /(m 2·h)。預塗層是鈦液過濾（lǜ）的基礎濾床，其質量（liàng）好壞將（jiāng）直接關係（xì）到整個（gè）過（guò）濾周期的成功與否。

 預塗時還應（yīng）注意以下幾點：

(1)預塗時的矽藻土用量，應以能形（xíng）成1～3mm厚的（de）過濾層為宜。以某（mǒu）廠經驗（yàn）為例，采（cǎi）用80m 2的板框壓濾機（jī），預塗時（shí）每次添加矽（guī）藻土助濾（lǜ）劑100kg，可以連續過濾5 d，每天生產成品17～18 t;

(2)預塗時板框壓濾機中要（yào）預先充滿液體，並從機器上部排淨空氣;

(3)預塗時應不（bú）斷打循環。因為一開始（shǐ）濾餅尚未形成（chéng），部分微細的（de）顆粒會穿過濾布進入濾液，循環可將穿濾的顆粒重新攔截在濾餅（bǐng）的表層。循環時間的長短，取決（jué）於對濾液澄清度要求的高低。

2添加過濾

       當過濾含固體和膠體雜質較（jiào）少的鈦液時，在預塗層做好之後，可不必添加（jiā）矽藻土助濾劑就直接過濾。當過濾含固體和膠體（tǐ）雜質較多的鈦液時，或者當過濾濃度和黏度較高的鈦液（yè）時，必須向過濾鈦液中添加適量的矽藻土助濾（lǜ）劑。否（fǒu）則，預（yù）塗層的表麵會很快布滿固（gù）體和（hé）膠體（tǐ）雜（zá）質，阻塞過濾孔道，使濾餅兩側的壓力（lì）降迅速上升，過濾周期（qī）大大縮短。

       過濾時添加矽藻（zǎo）土助濾劑和預塗步驟類似。先在混合罐中（zhōng）把矽藻土配成一定濃（nóng）度(一般（bān）為1∶8～1∶10)的懸浮液，由計量添加泵（bèng）按一定的行程將懸浮液泵入進液總管中與待（dài）過（guò）濾鈦液自行混合均勻後（hòu）再進入壓濾機。這樣，所添加（jiā）的矽藻土助（zhù）濾劑與過濾鈦液中的懸浮固體和膠體雜質均（jun1）勻混合（hé）沉積在預塗層或者濾餅的外表麵，連續（xù）不斷地形成新的（de）過濾層（céng），使濾餅始終保持良好的過濾性能。新濾層既具有捕（bǔ）捉鈦液（yè）中（zhōng）懸浮固體和膠體雜質的能力，又（yòu）允許（xǔ）清液通過迷宮形的微孔通道（dào），從而（ér）使過濾得以順利進行。過濾時矽藻土助（zhù）濾劑的（de）添加量取決於待濾鈦液的混濁度。不同批次鈦液的混（hún）濁度是（shì）不同的，同一槽鈦液的上下兩部分的混濁度也不盡相同。因此，應當靈活掌握（wò）計量泵的行程，調（diào）整矽藻土助濾劑的添加量。

       有研究表明，不同的矽藻土助濾劑添（tiān）加量對同種鈦（tài）液過濾時壓力降升（shēng）高速度和整個過濾（lǜ）周期的長短影（yǐng）響是很大（dà）的（de）。當添加量不足時，壓力（lì）降一開始就迅速升高，從而大大縮短了過濾周期。當添加量過多時，開始時壓力降升高速度較慢，但後來由於助濾劑迅速（sù）填滿了壓濾（lǜ）機的濾腔，沒（méi）有空間再容納新的固體，壓力降迅（xùn）速升高，流量急劇（jù）下（xià）降，迫使壓濾過程（chéng）停止（zhǐ），從而也使壓濾周期（qī）縮短。隻有當添加量適當（dāng）時，壓力降的升高速度和濾腔的（de）填充速度適中時，才可以獲得最長的過濾周期和******的過濾產量。最合（hé）適（shì）的添加量是在生產實踐（jiàn）中通過條（tiáo）件（jiàn）試驗（yàn）總結（jié）出來的，不可一概而論（lùn）。

        據（jù）調查，目前矽藻土助濾劑在廣西、四川、雲南等（děng）地鈦（tài）白粉廠均有應用。在同等過濾條件下，矽藻（zǎo）土助濾劑消耗量比木炭粉（fěn）助濾劑消耗量有較大幅度的減少，成本費用（yòng）有所降低。以矽藻（zǎo）土代替木炭粉，有利（lì）於開發我國豐富的矽藻土資（zī）源，保護有限（xiàn）的森林資源，實現經濟發展與環境（jìng）保護的和諧統一。