《一種製取氫氧化鈦溶膠的生產裝置》是安徽中創電子信息材料有限公司於2017年4月25日申請的發明專利，該專利申請號為2017102739948，公布號為CN106830067A，專利公布日為2017年6月13日，發明人是嚴回、李建梅、張望、胡石磊、秦雲峰、劉強。
《一種製取氫氧化鈦溶膠的生產裝置》包括儲存罐（1），儲存罐通過第一管道（2）連線第一緩衝罐（3），第一緩衝罐通過第二管道（4）連線第二緩衝罐（5），第二緩衝罐通過第三管道（6）連線真空泵（7），第一緩衝罐還通過第四管道（8）連線反應釜（9），在反應釜內裝純水（20），反應釜還通過第五管道（10）連線鹼液儲存罐（11）。該發明的優點：本裝置解決了四氯化鈦或硫酸氧鈦等鈦源溶液水解過程中產生的酸霧，有效控制鈦源溶液與鹼性溶液的反應速率，避免了反應液的泄露，有效控制釜內溫度，真空泵真空度和各級閥門操作，實現四氯化鈦或硫酸氧鈦等鈦源溶液水解製備氫氧化鈦溶膠的安全生產操作。
2020年7月17日，《一種製取氫氧化鈦溶膠的生產裝置》獲得安徽省第七屆專利獎優秀獎。
（概述圖為《一種製取氫氧化鈦溶膠的生產裝置》的摘要附圖）
基本介紹
- 中文名：一種製取氫氧化鈦溶膠的生產裝置
- 公布號：CN106830067A
- 公布日：2017年6月13日
- 申請號：2017102739948
- 申請日：2017年4月25日
- 申請人：安徽中創電子信息材料有限公司
- 地址：安徽省蚌埠市禹會區塗山路1047號
- 發明人：嚴回、李建梅、張望、胡石磊、秦雲峰、劉強
- 代理機構：安徽省蚌埠博源專利商標事務所
- 代理人：尹傑
- Int.Cl.：C01G23/04(2006.01)I
- 類別：發明專利
專利背景,發明內容,專利目的,技術方案,改善效果,附圖說明,技術領域,權利要求,實施方式,榮譽表彰,
專利背景
氫氧化鈦又稱正鈦酸，是製備不同晶型結構二氧化鈦的一種重要原材料，二氧化鈦可以採用不同的方法製備，有氣相法和液相法，但主要採用液相法，如溶膠凝膠法，顆粒法，鈦源水解法等方法，其中採用鈦源水解法製備氫氧化鈦是一種常見的製備方法。但是因其水解原料的不同，而採用不同的設備與工藝。在製備二氧化鈦過程中工業上主要所採用四氯化鈦或者硫酸氧鈦水解製備氫氧化鈦溶液的方法是該工藝過程的核心工藝。工業上水解過程製備氫氧化鈦的工藝不僅對設備操作條件要求高，而且會直接影響最終產品的質量。因此採用何種原料和水解方式就至關重要，在諸多採用四氯化鈦、氧氯化鈦、硫酸氧鈦溶液或鈦酸丁酯類水解製備氫氧化鈦過程中，尚未發現採用此操作裝置的方法。四氯化鈦和硫酸氧鈦溶液是製取二氧化鈦原料的一種重要化工基礎原料，截至2017年4月，通常採用四氯化鈦或硫酸氧鈦溶液直接與鹼液直接反應的方法先製備氫氧化鈦或偏鈦酸，再經過洗滌乾燥後經高溫煅燒製取銳鈦礦型或金紅石型鈦白粉。但是其反應程度劇烈，操作性要求條件高，需要特種設備等高成本問題。當然也有其將四氯化鈦轉化為氧氯化鈦之後再與鹼性溶液反應製備納米二氧化鈦的方法，如專利CN201410370858.7中採用四氯化鈦與水先中和為氧氯化鈦溶液後再直接與鹼液發生反應製成氫氧化鈦溶液，也都是採用直接加入裝置。為控制二氧化鈦晶型，將四氯化鈦或者硫酸氧鈦溶液鈦源原料與鹼性溶液直接反應製備轉化成易於煅燒的氫氧化鈦凝膠。截至2017年4月，已有的氫氧化鈦溶液製取過程主要採用的是四氯化鈦或者硫酸氧鈦溶液鈦源原料與鹼液在常壓和40-90℃條件下直接反應，反應過程中十分劇烈，且在潮濕空氣中會產生大量的酸霧鹽酸，不僅會對人體和設備帶來損傷，也會污染環境。同時在反應過程中會釋放出更多的熱量，截至2017年4月，尚未發現有採用抽取真空形成負壓的方法製備氫氧化鈦溶液的報導和解決此類問題的方案。
發明內容
專利目的
《一種製取氫氧化鈦溶膠的生產裝置》的目的是為了解決現階段在製備氫氧化鈦溶液時，反應過程中酸霧具有揮發性和腐蝕性，操作困難，安全性低的缺點，而提出的一種製取氫氧化鈦溶膠的生產裝置。
技術方案
《一種製取氫氧化鈦溶膠的生產裝置》包括用於存儲鈦源溶液原料的儲存罐，儲存罐通過第一管道連線第一緩衝罐，第一緩衝罐通過第二管道連線第二緩衝罐，第二緩衝罐通過第三管道連線真空泵，第一緩衝罐還通過第四管道連線反應釜，在反應釜內裝有用於反應的純水，反應釜還通過第五管道連線鹼液儲存罐，其中在第一管道上連線第一閥門和第一流量計，在第二管道上連線第二閥門，在第三管道上連線第三閥門，在第四管道上連線第四閥門和第二流量計，在第五管道上連線第五閥門和第三流量計。在上述技術方案的基礎上，可以有以下進一步的技術方案：所述第一閥門為單向截止閥，所述第二閥門和所述第三閥門為具有密閉調節功能的球閥或閘閥，所述第四閥門和所述第五閥門為調節閥。所述第一閥門和第一流量計或採用含流量計功能的單向閥門。所述儲存罐內的鈦源溶液原料為四氯化鈦、氧氯化鈦、硫酸氧鈦或鈦酸丁酯類溶液。所述鹼液儲存罐內的鹼液為氨水、氫氧化鈉或氫氧化鉀鹼液。在所述反應釜的內部配合連線搪瓷玻璃或者聚四氟。在所述反應釜還設有冷卻裝置，冷卻裝置控制反應釜內溫度低於20℃。所述第一閥門、第一流量計、第四閥門和第二流量計均為因科乃爾材質或蒙乃爾材質製成。所述第一管道、第四管道和第五管道的管口直徑均為3-10毫米，所述第二管道和所述第三管道管口直徑均為5-15毫米。在所述第一緩衝罐和所述第二緩衝罐內均噴塗聚四氟材質塗層，在第一緩衝罐和第二緩衝罐上均安裝真空表。
改善效果
《一種製取氫氧化鈦溶膠的生產裝置》採用真空泵抽取鈦源緩衝罐內空氣實現負壓，在負壓的情況下對四氯化鈦或硫酸氧鈦等鈦源溶液進行定量抽取定量，然後和鹼液通過控制添加速率在反應釜內與去離子水反應製備氫氧化溶膠，該裝置解決了四氯化鈦或硫酸氧鈦等鈦源溶液水解過程中容易產生的酸霧，有效控制鈦源溶液與鹼性溶液的反應速率，也避免了反應液的泄露，通過有效控制釜內溫度，真空泵真空度和各級閥門操作，實現四氯化鈦或硫酸氧鈦等鈦源溶液水解製備氫氧化鈦溶膠的安全生產操作。
附圖說明
圖1是《一種製取氫氧化鈦溶膠的生產裝置》的基本結構示意圖。
圖1
技術領域
《一種製取氫氧化鈦溶膠的生產裝置》涉及氫氧化鈦製造技術領域，特別涉及一種製取氫氧化鈦溶膠的生產裝置。
權利要求
1.《一種製取氫氧化鈦溶膠的生產裝置》包括用於存儲鈦源溶液原料的儲存罐（1），儲存罐（1）通過第一管道（2）連線第一緩衝罐（3），第一緩衝罐（3）通過第二管道（4）連線第二緩衝罐（5），第二緩衝罐（5）通過第三管道（6）連線真空泵（7），第一緩衝罐（3）還通過第四管道（8）連線反應釜（9），在反應釜（9）內裝有用於反應的純水（20），反應釜（9）還通過第五管道（10）連線鹼液儲存罐（11），其中在第一管道（2）上連線第一閥門（12）和第一流量計（13），在第二管道（4）上連線第二閥門（14），在第三管道（6）上連線第三閥門（15），在第四管道（8）上連線第四閥門（16）和第二流量計（17），在第五管道（10）上連線第五閥門（18）和第三流量計（19）。
2.根據權利要求1所述的一種製取氫氧化鈦溶膠的生產裝置，其特徵在於：所述第一閥門（12）為單向截止閥，所述第二閥門（14）和所述第三閥門（15）為具有密閉調節功能的球閥或閘閥，所述第四閥門（16）和所述第五閥門（18）為調節閥。
3.根據權利要求1所述的一種製取氫氧化鈦溶膠的生產裝置，其特徵在於：所述第一閥門（12）和第一流量計（13）或採用含流量計功能的單向閥門。
5.根據權利要求1所述的一種製取氫氧化鈦溶膠的生產裝置，其特徵在於：所述鹼液儲存罐（11）內的鹼液為氨水、氫氧化鈉或氫氧化鉀鹼液。
6.根據權利要求1所述的一種製取氫氧化鈦溶膠的生產裝置，其特徵在於：在所述反應釜（9）的內部配合連線搪瓷玻璃或者聚四氟。
7.根據權利要求1所述的一種製取氫氧化鈦溶膠的生產裝置，其特徵在於：在所述反應釜（9）還設有冷卻裝置（21），冷卻裝置（21）控制反應釜（9）內溫度低於20℃。
8.根據權利要求1所述的一種製取氫氧化鈦溶膠的生產裝置，其特徵在於：所述第一閥門（12）、第一流量計（13）、第四閥門（16）和第二流量計（17）均為因科乃爾材質或蒙乃爾材質製成。
9.根據權利要求1所述的一種製取氫氧化鈦溶膠的生產裝置，其特徵在於：所述第一管道（2）、第四管道（8）和第五管道（10）的管口直徑均為3-10毫米，所述第二管道（4）和所述第三管道（6）管口直徑均為5-15毫米。
10.根據權利要求1所述的一種製取氫氧化鈦溶膠的生產裝置，其特徵在於：在所述第一緩衝罐（3）和所述第二緩衝罐（5）內均噴塗聚四氟材質塗層，在第一緩衝罐（3）和第二緩衝罐（5）上均安裝真空表。
實施方式
如圖1所示，《一種製取氫氧化鈦溶膠的生產裝置》包括用於存儲鈦源溶液原料的儲存罐1，鈦源溶液原料為四氯化鈦、氧氯化鈦、硫酸氧鈦或鈦酸丁酯類溶液，儲存罐1通過第一管道2連線第一緩衝罐3，第一緩衝罐3通過第二管道4連線第二緩衝罐5，第二緩衝罐5通過第三管道6連線真空泵7，第一緩衝罐3通過第四管道8連線反應釜9，在反應釜內裝有用於反應的純水20，在反應釜9的內部配合連線搪瓷玻璃或者聚四氟，在反應釜9還設有冷卻裝置21，冷卻裝置21控制反應釜9內溫度低於20℃。反應釜9還通過第五管道10連線鹼液儲存罐11，鹼液儲存罐11內的鹼液為氨水、氫氧化鈉或氫氧化鉀鹼液。在所述第一管道2上連線第一閥門12和第一流量計13，第一閥門12和第一流量計13還能夠採用含流量計功能的單向閥門。在所述第二管道4上連線第二閥門14，在所述第三管道6上連線第三閥門15，在第四管道8上連線第四閥門16和第二流量計17，在第五管道10上連線第五閥門18和第三流量計19。第一閥門12為單向截止閥，第二閥門14和第三閥門15具有密閉調節功能的球閥或閘閥。第四閥門16和所述第五閥門18均為調節閥。第一閥門12、第一流量計13、第四閥門16和第二流量計17均為因科乃爾材質或蒙乃爾材質製成。所述第一管道2、第四管道8和第五管道10的管口直徑均為3-10毫米，所述第二管道4和所述第三管道6管口直徑均為5-15毫米。所述第一緩衝罐3和所述第二緩衝罐5內均噴塗聚四氟材質塗層，在第一緩衝罐3和第二緩衝罐5上均安裝真空表。本裝置的操作過程為：第一步、在反應釜9中加入反套用純水20，控制反應釜9內溫度使其低於10℃；第二步、關閉第二閥門14，打開第三閥門15，打開真空泵7，保持第二緩衝罐5內形成高負壓後，關閉第三閥門15；第三步、關閉第一閥門12、第一流量計13、第四閥門16和第二流量計17，然後再打開第二閥門14，使第一緩衝罐3內形成低負壓，再關閉第二閥門14；第四步、打開第一閥門12和第一流量計13，儲存罐1內溶液會自動流出至第一緩衝罐3內；第五步、保持第二閥門14關閉，重複第二步操作後再關閉第三閥門15；第六步、保持反應釜9內不停攪拌，打開第四閥門16、第二流量計17、第五閥門18和第三流量計19，控制第三流量計19的流量值是第二流量計17的流量值的2-3倍。待緩衝罐3內鈦源物料添加完畢後，關閉第四閥門16，打開第二閥門14後迅速關閉，儲存罐1中的鈦源原料將持續因第一緩衝罐3內形成的負壓而經流量計13加入第一緩衝罐3內，再打開第四閥門16，緩衝罐3內的鈦源溶液原料經第二流量計17持續加入反應釜中。隨著反應的進行，在釜內會逐漸生成少量白霧，待釜內白霧逐漸消失後得到呈白色膏狀氫氧化鈦溶膠。
榮譽表彰
2020年7月17日，《一種製取氫氧化鈦溶膠的生產裝置》獲得安徽省第七屆專利獎優秀獎。
