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l2010年全國鈦白粉行業(yè)年會(huì)·論文集l2010年全國鈦白粉行業(yè)年會(huì)·論文集 2010.11.母—弓一綜述與專 硫酸法生產(chǎn)銳鈦型二氧化鈦顏料論 提高品質(zhì)的系統(tǒng)性研究金斌(四川省卓越釩鈦,攀枝花617064)0前言 這就要熟悉該生產(chǎn)線,熟悉設(shè)備狀況,熟悉硫酸法鈦白生產(chǎn)在國內(nèi)已經(jīng)有20多年 原輔材料,熟悉人員基本情況,熟悉某些指標(biāo)對(duì)某崗位的敏感度后,方可進(jìn)行微調(diào)節(jié),的歷史,雖然技術(shù)上沒有取得突破性的進(jìn)展,但工藝上的優(yōu)化和生產(chǎn)質(zhì)量的提升,已經(jīng)前 并達(dá)到預(yù)期效果。進(jìn)了一大步。近幾年,國內(nèi)鈦白產(chǎn)業(yè)取得了 硫酸法鈦白生產(chǎn)工藝中可變數(shù)的地方太多,涉及所有的化工單元和化學(xué)反應(yīng)體系,前所未有的發(fā)展,新建擴(kuò)能,技術(shù)改造,產(chǎn)量成倍增加。這兩年,原輔材料價(jià)格不斷走 要了解其中的“為什么”,解決一些“為什么”,似乎是摸著石頭過河,都是一種考驗(yàn)。同樣高,迫使有部分企業(yè)舉步難行,處于停產(chǎn)或半生產(chǎn)狀態(tài)。勉強(qiáng)維持生產(chǎn)的企業(yè)頂著成本一個(gè)“為什么”,咨詢多個(gè)“鈦白專家”,或與市場(chǎng)的壓力,處在盈虧平衡點(diǎn)上,如何使許答案很多,答案相反的也很多,也分辨不企業(yè)平穩(wěn)過度,迎接新階段鈦白業(yè)的興旺,出誰對(duì)誰錯(cuò),通過實(shí)踐后,都沒有錯(cuò),也都產(chǎn)品質(zhì)量就是企業(yè)牛存與發(fā)展的根本。 沒有對(duì),這就是搞鈦囟的樂趣??陀^地去評(píng)價(jià)國內(nèi)硫酸法鈦白企業(yè),其 產(chǎn)品質(zhì)量是企業(yè)的牛命力與核心,但真工藝、設(shè)備、技術(shù)大同小異,可各企業(yè)問的 正地掌握與控制它,卻是一項(xiàng)任蕈而道遠(yuǎn)的龐大工程,需要的是精益求精,更需要的是產(chǎn)品質(zhì)量千差萬別。倘若用專業(yè)的眼光去分析與判斷,就不難發(fā)現(xiàn)不同企業(yè)裝置上存在 專業(yè)化的技術(shù)和客觀經(jīng)驗(yàn)。銳鈦犁鈦白粉質(zhì)量的提高與穩(wěn)定本身就微小的差異與特性,既然是特性,就必須花一定的時(shí)間與精力去探索,總結(jié)出規(guī)律。 是一項(xiàng)系統(tǒng)工程,各個(gè)環(huán)節(jié)都會(huì)影響其質(zhì)量,硫酸法鈦白生產(chǎn)技術(shù)國外發(fā)達(dá)國家在五 要做好高標(biāo)準(zhǔn)、高質(zhì)量和品牌一流的產(chǎn)品,就必須熟悉工藝、了解設(shè)備,設(shè)計(jì)好參數(shù),十年代就是一種成熟而且是即將淘汰的技術(shù),這就說明硫酸法生產(chǎn)銳鈦顏料鈦白產(chǎn)品, 嚴(yán)格把好各環(huán)節(jié)質(zhì)量。同時(shí)也要分清主次因技術(shù)含量低,但由于理論上的東西研究者少, 素,處理好產(chǎn)量與質(zhì)量、設(shè)備與質(zhì)量以及主要指標(biāo)與次要指標(biāo)的關(guān)系,才能完全掌控與支撐本產(chǎn)業(yè)機(jī)理上的東西就少,大家都是憑經(jīng)驗(yàn)完善本企業(yè)自己的理論體系來組織和提 駕馭產(chǎn)品質(zhì)量。為了更好地控制產(chǎn)品質(zhì)量,真正地了解高產(chǎn)品品質(zhì),經(jīng)驗(yàn)和理論上的東西只能參考,而不能原搬套用。 和掌握影響產(chǎn)品質(zhì)量的主次因素,盡可能避硫酸法生產(chǎn)鈦白由于工藝流程長,各個(gè) 免或減少由于質(zhì)量突降帶來的損失,縮短調(diào)整周期。通過近兩年對(duì)質(zhì)量的探索,基本上環(huán)節(jié)都會(huì)不同程度地對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行二次污染,已經(jīng)掌握了控制和穩(wěn)定銳鈦型鈦白粉質(zhì)量關(guān)當(dāng)污染達(dá)到產(chǎn)品承受的極限時(shí),質(zhì)量上低劣鍵技術(shù)以及質(zhì)量突變后應(yīng)對(duì)調(diào)整和分析體東西就會(huì)表現(xiàn)出來。因此,只要我們掌握了系,具有很強(qiáng)的參考性、實(shí)用性和普遍性。這項(xiàng)技術(shù)最基本的游戲規(guī)則,都能會(huì)生產(chǎn)出合格的鈦白產(chǎn)品,當(dāng)要對(duì)產(chǎn)品提高檔次時(shí),I2010年全國鈦白粉行業(yè)年會(huì)·論文集I2010年全國鈦白粉行業(yè)年會(huì)·論文集 2010.11.4—唔綜一1銳鈦型二氧化鈦顏料質(zhì)量要求 硫酸質(zhì)量至關(guān)重要,工業(yè)級(jí)濃硫酸外觀 述外觀干粉白度(CR.3500d): 必須透明,微帶黃色。對(duì)于硫酸的使用,必L >98.0 ≤0 b ≤0.5 須弄清楚供應(yīng)的硫酸是采用那種礦制取,例 與外觀日視:高亮度純白色輕微藍(lán)相 如:硫鐵黃銅礦、鉛鋅礦等等,必須要嚴(yán)格油相自度:亮度好輕微監(jiān)相或微黃 控制硫酸中銅、鉛的含量。對(duì)于酸解使用的 消色力:>llO 濃硫酸質(zhì)量要求不是很嚴(yán)格,但漂白使用的酸最好采用硫磺酸,減少雜質(zhì)的污染,禁止 論2調(diào)整依據(jù)和原則使用煙道酸在漂白工序的使用。2.1依據(jù)產(chǎn)品外觀和常規(guī)指標(biāo)進(jìn)行初步鐵粉一方面控制其金屬鐵含量,另一方判定面要控制其細(xì)度,保證鐵粉利用率。紅相——首先排杏黃金屬污染,主要是3.2降低鈦液的雜質(zhì)是提高鈦液質(zhì)量的鐵污染;其次是檢查濃鈦液質(zhì)量,是否有早核心期水解現(xiàn)象;成品粒度偏粗,調(diào)整水解工藝。輕微色變——重金屬污染,主要排查鐵、 做為生產(chǎn)鈦白粉的“龍頭”崗位酸解是銅。當(dāng)鐵含量合格時(shí),立刻排杏生產(chǎn)線上是 做好高品質(zhì)產(chǎn)品的第一步。良好的礦酸比與否有銅污染源。當(dāng)排杏完再金屬后,還有輕 回收廢酸的結(jié)合,確保F值、穩(wěn)定性,同時(shí)微色變,此時(shí)考慮水解濃鈦液質(zhì)量是否發(fā)生 通過控制總鈦含量使沉降效率提高。重大異常,例如:早期水解、固含量嚴(yán)重超 對(duì)于高光澤、優(yōu)異白度的產(chǎn)品,酸解工標(biāo)。 序必須要通過添加硫化鹽和氧化銻來有效沉黃相——顏料鈦白的一種正常色相,對(duì) 淀重金屬雜質(zhì),或者選擇一些絮凝劑來團(tuán)聚于色相的調(diào)整,主要依靠濃鈦液指標(biāo)。在主 酸解時(shí)產(chǎn)生的大量膠狀物質(zhì),保證鈦液凈化絕對(duì)合格。輔料正常的前提下,控制一定的F值和鐵鈦比,來調(diào)整產(chǎn)品的底相。 沉降與熱過濾是相當(dāng)關(guān)鍵的崗位,企業(yè)亮度差(灰)、吸油最高——重點(diǎn)調(diào)整轉(zhuǎn) 必須在本崗位時(shí)刻監(jiān)控,該崗位也是很多企窯,適當(dāng)考慮低溫長時(shí)問煅燒。 業(yè)最容易疏忽的崗位,從而導(dǎo)致良好的酸解消色力差——水解粒度不均勻或者粒度 鈦液在本崗位失去意義。沉降效果一般用沉過粗,調(diào)整水解。 降速率來表示,當(dāng)鈦液抽速在4~6min,表明沉降合格,小于4min,沉降優(yōu)異。熱過2.2調(diào)整原則濾操作不僅要將機(jī)械性雜質(zhì)除掉,而且也盡在外觀判定的基礎(chǔ)上,濃鈦液指標(biāo)的穩(wěn)可能將膠體雜質(zhì)予以除掉,確保從本崗位送定與受控前提下,抓住質(zhì)量突然下滑時(shí)間點(diǎn),出的鈦液凈化程度達(dá)到優(yōu)異水準(zhǔn)。凈化是判冷靜分析原因,并進(jìn)行微調(diào)。基本原則:先斷熱過濾是否達(dá)到合格的依據(jù),但不是唯一排查產(chǎn)品的二次污染,其次是設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)標(biāo)準(zhǔn),必須要借助進(jìn)料壓力的大小來有效控(這個(gè)環(huán)節(jié)最重要),最后就是對(duì)得出的結(jié)論制雜質(zhì)的截留量。一般情況下,進(jìn)料壓力不進(jìn)行微調(diào)。能超過4Kpa,超過該壓力,濾布變形,透氣3鈦液質(zhì)量是產(chǎn)品質(zhì)量的保障 率提高,穿濾明硅。崗位職工往往在這個(gè)環(huán)鈦液質(zhì)量的優(yōu)劣是做好高品質(zhì)鈦白粉的 節(jié)上經(jīng)常犯一些失誤,若監(jiān)管不力,就會(huì)造關(guān)鍵,這就要求企業(yè)多在黑段上投入更多的 成鈦液質(zhì)量明顯降低的后果。降低進(jìn)料壓力精力。 一般通過提高沉降效果與助濾劑用量來實(shí)3.1原材料品質(zhì)的控制 現(xiàn)。原料礦質(zhì)量必須穩(wěn)定,尤其是P、S指 3.3酸比值(F)是產(chǎn)品設(shè)計(jì)的重要因子標(biāo)要在控制范圍之內(nèi),對(duì)于礦中重金屬含量 之一可以在酸解中進(jìn)行消除。嚴(yán)禁使用酸解渣中 F值是鈦白粉產(chǎn)品設(shè)計(jì)中的~個(gè)重要因提取的礦作為酸解的主要原料。 子,對(duì)于不同品質(zhì)、不同色相的產(chǎn)品F值的I2010年全國鈦白粉行業(yè)年會(huì)·論文集I2010年全國鈦白粉行業(yè)年會(huì)·論文集 2010.'1.4—5一綜,‘抹 高低都不一樣。對(duì)于F值的控制與調(diào)整在生 品品質(zhì)要求的不同,對(duì)濃鈦液指標(biāo)做出調(diào)整。產(chǎn)中很容易達(dá)到,通過合理的酸礦(渣)比, 關(guān)注濃鈦液的比重,合理匹配好F值、總鈦、與’ 浸取時(shí)廢酸的加量可以有效地控制酸比值。 鐵鈦比之間的關(guān)系,使比重控制在(自生晶一般情況下,高F值,高穩(wěn)定性濃鈦液 種要求)1.620g/cm’。毒 能夠生產(chǎn)出高光澤、微藍(lán)相的產(chǎn)品。比如: 沉降池按照同定周期嚴(yán)格執(zhí)行清洗制設(shè)計(jì)溶劑型顏料鈦白,化纖鈦白都需要高的 度。熱過濾進(jìn)料壓力必須受控,強(qiáng)迫執(zhí)行在論 F值來實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品外觀色澤。但這種高酸比值 小于4kg壓力下的過濾操作。盡可能避免銅的鈦液水解趨勢(shì)比較困難,消色力偏低,必制設(shè)備在本車間的使用。在停車期間,所有須要通過調(diào)整其他指標(biāo)來進(jìn)行彌補(bǔ)。 鈦液盡可能地處理干凈,避免鈦液長期存放3.4鐵鈦比是產(chǎn)品設(shè)計(jì)中另一重要因子引起質(zhì)的變化。建立罐、槽清洗制度,并嚴(yán)鐵鈦比的高低能夠表征鈦液中總離子濃 格執(zhí)行。度的多少,它一方面是產(chǎn)品設(shè)計(jì)中的蘑要參 4自生晶種常壓水解深層次分析與數(shù),另一方面也是影響后段工序洗滌程度的 研究因素之一。高鐵鈦比的鈦液,使得濃鈦液總 4.1濃鈦液指標(biāo)調(diào)整離子濃度增高,常規(guī)水解出的粒子偏細(xì),這 鈦礦與硫酸在酸解工序內(nèi)已經(jīng)將固相鈦樣去理解不是沒有道理,而是要在一定F值 轉(zhuǎn)化為液相鈦,再通過一系列的除雜工藝,的前提F,才有那樣的結(jié)論。倘若高的F值, 生產(chǎn)出合格的濃鈦液供水解使用,因此,濃就必須有很低的鐵鈦比來彌補(bǔ)高F值帶來的 鈦液質(zhì)量是否優(yōu)良,指標(biāo)控制是否在要求范不足,尤其是產(chǎn)品遮蓋力低下的隱患。一般 圍內(nèi),它就決定了水解產(chǎn)物合格程度。情況下,做出高品質(zhì)產(chǎn)品的鐵鈦比控制在 通過大量統(tǒng)計(jì)濃鈦液指標(biāo)和水解產(chǎn)物,0.23-0.26。 從而得出完整的,合乎產(chǎn)品質(zhì)量目標(biāo)所需的3.5鈦液制備需要關(guān)注的幾個(gè)事項(xiàng) 濃鈦液控制指標(biāo),具體見表2。濃鈦液指標(biāo)的設(shè)置是首要條件,依據(jù)產(chǎn) 以濃鈦液指標(biāo)為基礎(chǔ),保證水解原料的穩(wěn)定。表1濃鈦液指標(biāo)與水解質(zhì)量數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)表I2010年全國鈦白粉行業(yè)年會(huì)·論文集I2010年全國鈦白粉行業(yè)年會(huì)·論文集 2010.11.4---5綜一上述的濃鈦液指標(biāo)增大了體系粘度,提 要斷定與排查水解系統(tǒng)是否存在一定的問 主術(shù)高了總離子濃度,為了保證總離子濃度在一題,包括濃鈦液質(zhì)量的排查。 ,’~定范圍內(nèi),必須通過降低鐵鈦比來降低體系4.3.1濃鈦液質(zhì)量 與比重。目的是提高水解一沸溫度,強(qiáng)化水解 濃鈦液指標(biāo)是否在正常范圍之內(nèi),那些速率,使水解粒子微細(xì)化、均勻化。 毒指標(biāo)偏差大,必須在水解前有一個(gè)定性的認(rèn) 4.2濃鈦液指標(biāo)的保證措施 識(shí)和了解,可在底水或者放料時(shí)間上予以彌論(1)對(duì)礦做出準(zhǔn)確的評(píng)判,抽樣檢測(cè)其 補(bǔ)。S、P含量,按照酸解過程的異?,F(xiàn)象,崗位 還有一些是濃鈦液常規(guī)指標(biāo)中無法反映憑經(jīng)驗(yàn)判斷礦質(zhì)量的穩(wěn)定與優(yōu)劣,并對(duì)酸解 出來的質(zhì)量問題,例如:是否有膠體雜質(zhì)存過程中出現(xiàn)的異?,F(xiàn)象做出迅速的匯報(bào)和備 在,是否有鶯金屬元素的污染,鈦液中有效案。 組分的比例是否發(fā)生很大的變化,這些都是(2)通過加大廢酸的用量,提高F值(很 常規(guī)指標(biāo)鑒定不到。需要是對(duì)整個(gè)系統(tǒng)的排容易達(dá)到)。 查,對(duì)槽、罐以及與物料接觸的設(shè)備進(jìn)行檢(3)保證沉降效果,確保板框過濾順暢, 查,并與之解決。很多時(shí)候就是由于鈦液中達(dá)到固含量合格的目的。 膠體雜質(zhì)含量偏高,導(dǎo)致水解粒度發(fā)生突變(4)降低結(jié)晶放料溫度,合理調(diào)節(jié)圓盤 而引起質(zhì)量事故。洗滌水流量,控制鐵鈦比。 4.3.2預(yù)熱罐狀態(tài)。,。。三2.霎!濃縮器進(jìn)料量大小,控制濃鈦 合格的濃鈦液要在一定的速率下穩(wěn)定升液濃度和溫度。 溫,≤談≤≤蒜并泵蒜??;;薹菜≤自{;善;:4·3自生晶種常壓水解技術(shù) 表3羅列了預(yù)熱罐常見問題及處理措施。只要產(chǎn)品消色力出現(xiàn)很大的問題,首先對(duì)于預(yù)熱罐的狀態(tài),首先要排查結(jié)垢是象,需要及時(shí)停車處理。否異常嚴(yán)重,要記錄清洗周期,包括嚴(yán)重結(jié)4.3.3水解過程細(xì)節(jié)控制垢的位置等等詳細(xì)情況。若結(jié)垢在盤管某一水解前必須做的事情:(I)檢查所有罐、部位經(jīng)常出現(xiàn),有可能在此部位盤管存在破 槽底閥是否滲漏(2)檢查所有閥門是否能夠損,必須進(jìn)行盤查。一般情況下,鍋內(nèi)的結(jié)正常開啟,在上述前提下,再進(jìn)行水解操作。垢每個(gè)月進(jìn)行清洗一次,并對(duì)鍋進(jìn)行詳細(xì)檢水解過程的受控,所指水解的所有步驟,查盤管滲漏現(xiàn)象。另外,對(duì)盤管冷凝水的pH都必須在規(guī)程要求的范圍之內(nèi)執(zhí)行,否則對(duì)值進(jìn)行檢測(cè),發(fā)現(xiàn)呈酸性或者有白色乳液現(xiàn)產(chǎn)品的遮蓋力(消色力)是一致命的影響。l2010年全國鈦白粉行業(yè)年會(huì)·論文集l2010年全國鈦白粉行業(yè)年會(huì)·論文集 2010.11.4--5一綜述 表4水解過程關(guān)鍵控制點(diǎn)t=富r·_:,專論表4中所羅列的幾個(gè)溫度點(diǎn)控制,相當(dāng) 以及內(nèi)在質(zhì)量。對(duì)_j:粒度‘說,按照各自的關(guān)鍵,決定了水解的成功與失敗。放料4分 理解在實(shí)際中予以驗(yàn)證,沒有一個(gè)誰對(duì)誰錯(cuò)鐘后開始升溫,升溫速率必須緩慢而均勻, 之分。粒度有原級(jí)粒度、二級(jí)粒度等等之分,這個(gè)溫度梯度的控制取決于一沸溫度的高 多數(shù)技術(shù)人員或廠家都對(duì)粒度和粒度分布理低。有的時(shí)候可以將此階段的升溫分成兩布 解不盡相同。而在這份報(bào)告內(nèi),所指的D50走,第一步就是4分鐘到放完料階段的升溫, 和粒度分布可以認(rèn)為是二級(jí)粒子所反映的真這段升溫基本上是1度/2分鐘,放料結(jié)束后, 實(shí)情況。產(chǎn)品所表現(xiàn)出來的顏料性能都是二到一次沸騰,可以適當(dāng)加大蒸汽流量,升溫 級(jí)粒子所反映的特征。二級(jí)粒子粗,呈黃相,速率控制在1度/1分半進(jìn)行。 反之,二級(jí)粒子細(xì),呈藍(lán)相。這種粗細(xì)只是一個(gè)相對(duì)數(shù)值,在實(shí)際生產(chǎn)當(dāng)中,二級(jí)粒子4.4粒徑、粒度分布與抽速、沉降率關(guān)系的粗細(xì)不足以讓產(chǎn)品外觀出現(xiàn)所謂的黃與藍(lán)鈦白粉生產(chǎn)中,經(jīng)常會(huì)提到粒度及粒度 之分,更重要的足影響產(chǎn)品消色力,這就是分布,這兩個(gè)指標(biāo)很重要,它影響產(chǎn)品外觀 二級(jí)粒子不均勻造成的緣故。如加∞進(jìn)5s∞價(jià)蜱阜∞器們約O1.171 1.188 1.225 1.238 1.257 1.263 1.291D50(urn)圖1 D50與抽速沉降率走勢(shì)圖上述走勢(shì)圖是濃鈦液、水解各項(xiàng)指標(biāo)和通過檢測(cè)水解產(chǎn)物粒度分布情況,可以依據(jù)工藝均在正常狀況下的分布圖表,圖中反映:圖表上的走勢(shì)情況來初步判定水解與濃鈦液當(dāng)D50在1.171一1.291‘Im時(shí),抽速在100~是否受控。115s之間正常波動(dòng),說明水解絮凝粒子較 我們不要過多地關(guān)注粒度與粒度分布,細(xì),二級(jí)粒子粗,原級(jí)粒子細(xì),產(chǎn)品外觀有 只要水解過程受控,粒度與粒度分布不會(huì)有呈藍(lán)相的趨勢(shì):當(dāng)D50在1.171~1.291LLm時(shí), 太大波動(dòng)。沉降率在67~75mm之間,并且上層清液透4.5水解產(chǎn)物的最佳粒度亮,分界線明顯,說明粒子大小適中,均勻。(沉降率一般是60---80咖)。 濃鈦液指標(biāo)和水解過程都達(dá)到以上要求而粒度分布與抽速、沉降率走勢(shì)圖也充 后,那么水解后的指標(biāo)就必然在可控制范圍分驗(yàn)證了上述結(jié)論與規(guī)律。在實(shí)際生產(chǎn)中, 之內(nèi)。I2010年全國鈦白粉行業(yè)年會(huì)·論文集I2010年全國鈦白粉行業(yè)年會(huì)·論文集 2010.11.●—墨綜一140 述120槲100 與鄯 專霜40 論20O1.222 1.3 1.333 1.335 1.398 1.454 1.475 1.503D90——D10圖2D90一D10與抽速沉降率走勢(shì)圖表5水解粒度測(cè)定數(shù)據(jù)匯總洗滌后最佳水解偏鈦酸粒度(濟(jì)南潤之 個(gè)相對(duì)值,基本上能夠反映粒度分布的客觀2006激光粒度儀)。 情況,因此,重視D90.D10數(shù)值,有很重要D10-0.650;D50"1.214;D90:1.987; 的意義。該數(shù)值必須小于1.5,否則水解過D97:2.480;Dav:1.283。 程存在問題,要一一去分析排查。從表5中統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)可以明顯看出,當(dāng)水4.6一沸到變灰點(diǎn)時(shí)間的確定解整個(gè)過程不正常情況下,水解粒度分布不均勻,消色力急劇下降。倘若由于水解過程 水解過程中一沸到變灰點(diǎn)時(shí)間的長短能出現(xiàn)了問題而導(dǎo)致產(chǎn)品外觀異常,那表明水 夠判斷濃鈦液指標(biāo)是否正常。解出現(xiàn)了很大的操作事故。 從表6數(shù)據(jù)可以看出,灰變點(diǎn)時(shí)間一般由于受分析條件和儀器狀態(tài)的影響, 控制在14rain左右比較適宜,太長表明水解D50數(shù)值往往局限性很大,但分布寬度是~ 難以進(jìn)行,太短說明濃鈦液穩(wěn)定性差。I2010年全國鈦白粉行業(yè)年會(huì)·論文集I2010年全國鈦白粉行業(yè)年會(huì)·論文集 2010.11.4---5一綜述 表6灰變點(diǎn)時(shí)間與粒度分布關(guān)系表’上;專論鈦液的升溫速率一定要?jiǎng)蛩?,放?rain 4.7一沸到水解變灰點(diǎn)期間水解率變化后到一次沸騰,盡可能以一定的升溫速度對(duì) 規(guī)律物料進(jìn)行升溫,確保粒子均勻,提高遮蓋力 鈦液一次沸騰開始,在活性晶種的誘導(dǎo)和產(chǎn)品的耐燒性能。 下,以很高速率進(jìn)行水解,取不同時(shí)間熱水解鈦液,了解一次沸騰后鈦液的水解情況。表7不同時(shí)間與水解率情況表從表7數(shù)據(jù)可以看出,這四批濃鈦液在 5rain左右。水解過程中變灰點(diǎn)(12rain后基本上已經(jīng)達(dá)4.8用水解抽速、沉降率來判定粒度情況到變灰點(diǎn))水解速率都很相近。F值高,水解時(shí)的速率緩慢,水解難于進(jìn)行。因此,變當(dāng)產(chǎn)品質(zhì)量出現(xiàn)異常,需要通過水解來灰點(diǎn)的判斷應(yīng)該要判定更加“灰”一點(diǎn),也調(diào)整時(shí),不能單一地通過抽速或者沉降高度就意味著在這期間通過外界加熱條件和攪拌來判定粒子的粗細(xì)和均勻度,必須將兩者結(jié)的時(shí)間長一點(diǎn),強(qiáng)制性水解的過程延長,使合起來進(jìn)行分析。在沉降率測(cè)定過程中,觀得水解粒子更加按照設(shè)計(jì)模式產(chǎn)生與成長。察上層清液的濁度與分界線清晰度,主要是對(duì)于水解變灰點(diǎn)的判斷要把握這樣一個(gè)原判定粒度分布均勻的重要依據(jù)。筆者通過試則:變灰點(diǎn)到完全變白這一時(shí)間段控制在驗(yàn)總結(jié)出以下判定方法,供同行業(yè)參考。20t0年全國鈦白粉行業(yè)年會(huì)·論文集 20t0年全國鈦白粉行業(yè)年會(huì)·論文集 竺??綜抽速>120秒 沉降高度<70 分界線清晰 水解原級(jí)粒子粗 粒度均勻抽速>120秒 沉降高度>70 分界線不清晰 水解原級(jí)粒子過粗 粒度不均勻抽速80-120秒 沉降高度70-90 分界線清晰 水解原級(jí)粒子正常 粒度均勻抽速<80秒 沉降高度<90 分界線不清晰 水解原級(jí)粒子細(xì) 粒度不均勻抽速<80秒 沉降高度>90 分界線清晰 水解原級(jí)粒子過細(xì) 粒度均勻?qū)τ诟裟赫ハ礈旒夹g(shù)從原理上來講, 述與專論4.9小結(jié)都是一種非常成熟的技術(shù),沒有更多探索和通過對(duì)水解偏鈦酸小樣的燒制,來迅速 研究的地方,主要環(huán)節(jié)就是上料的連續(xù)與均判定水解質(zhì)量的優(yōu)劣。一般情況下,當(dāng)成品 勻性,以及洗滌速率的問題。外觀亮度通過調(diào)整窯頭溫度和窯內(nèi)負(fù)壓無法 自生晶種常壓水解出來的偏鈦酸粒徑偏達(dá)到要求時(shí),而且消色力也出現(xiàn)了較大的波 細(xì),穿濾量較大,因此務(wù)必時(shí)刻監(jiān)控進(jìn)料穿動(dòng),可以初步判定是濃鈦液有異常,也可通 濾情況,以便做出正確的調(diào)整。過水解小樣來進(jìn)行驗(yàn)證。濃鈦液異常:溫度 進(jìn)料前3分鐘屬于濾餅充盈形成階段,高,有早期水解嫌疑:濃鈦液槽或者預(yù)熱槽 此時(shí)下出料口關(guān)閉,保證物料在短期內(nèi)迅速是否有偏鈦酸結(jié)垢現(xiàn)象,這點(diǎn)非常暈要,且 充滿濾板腔室。此后每隔10rain進(jìn)行濾液中我們很多時(shí)候由于忽略了這點(diǎn)隱患而使得質(zhì) 固鈦含量的測(cè)定。量排查帶來很大的難度。 若固鈦含量小于lO∥L,屬于正常范圍,按照水解正常操作,白度不會(huì)出現(xiàn)太大 大于10∥L,說明有濾布破損或者水解產(chǎn)物的問題,當(dāng)產(chǎn)品消色力出現(xiàn)問題時(shí),一般考 粒度分布極不均勻。慮水解是否出現(xiàn)異常。 對(duì)于一洗過后游離酸的高低對(duì)漂白有一5隔膜壓榨一洗洗滌技術(shù) 定的正面影響,但從游離酸的數(shù)據(jù)可以反映出一洗洗滌狀況。70006000^5000Q3皿硎缸蟋O14.9417.9226.2929.87 33 34.6541.8247.7960.94游離酸(g/L)圖3鐵含量與游離酸走勢(shì)圖從走勢(shì)圖上看不出規(guī)律性,主要足水解中鐵含量肯定超過7000ppm,因此,對(duì)一偏鈦酸混有不同濃度的西恩【垡】收料,使得原洗鐵的降低,可以很好地改善二洗洗滌深度。始酸度不一致,因此,檢測(cè)一洗過后游離酸隔膜壓榨洗滌系統(tǒng)本身存在一定的缺不能完全反映洗滌程度。游離酸越高(一般 陷,洗滌死角比較多,只有高強(qiáng)度的降低鐵控制~lOg/L),洗滌越不徹底,濾餅鐵含量 含量,才可彌補(bǔ)這些不足。高。 濾布選擇上也很關(guān)鍵,透氣性的問題,當(dāng)一洗過后游離酸大于20∥L時(shí),濾餅 穿透率的問題都要去考慮。當(dāng)濾板變形嚴(yán)重,l2010年全國鈦白粉行業(yè)年會(huì)·論文集l2010年全國鈦白粉行業(yè)年會(huì)·論文集 2010.'1.4—嗎一綜述 濾餅厚度不均勻,就會(huì)出現(xiàn)洗滌時(shí)水的短路, 6.3漂白漿料濃度的快速準(zhǔn)確測(cè)定必然造成濾餅鐵含量不均勻。一方面濾板的t; 質(zhì)量是關(guān)鍵,另一方面還有進(jìn)料時(shí)的溫度與 對(duì)漂白漿料濃度必須準(zhǔn)確測(cè)定,否則三’·,壓力等等。 價(jià)鈦的加量無法準(zhǔn)確。爿K 6三價(jià)鈦漂白技術(shù) 一般地,漂白漿料濃度的測(cè)定,可以用化學(xué)方法進(jìn)行準(zhǔn)確測(cè)定,但由于漿料濃度要論 漂白是為了深層次洗滌,同時(shí)將某些有 求的不是那么嚴(yán)格,更重要的是分析速度,色金屬氧化物溶解而在二洗工藝洗滌中除因此,要快速、簡捷測(cè)定其濃度就是關(guān)鍵。去。一洗洗滌不是深層次洗滌,所以大量的6.1質(zhì)量控制指標(biāo) 硫酸仍然殘留在濾餅內(nèi),硫酸的比重很大,若在漂白工序中,忽略硫酸,而簡單地用比控制漂后三價(jià):0.3g/L,漂后游離酸:重來推算漿料濃度,計(jì)算差距就非常大,使50~70g/L。得三價(jià)鈦加量出現(xiàn)嚴(yán)重偏差。6。2檢查細(xì)節(jié),防止污染 因此,根據(jù)大量的試驗(yàn),通過檢測(cè)漿料中游離酸的多少,依據(jù)經(jīng)驗(yàn)公式來間接地計(jì)檢查銅蒸汽管腐蝕情況,以防銅污染;算出濃度更為科學(xué)、合理。對(duì)鋁粉的質(zhì)量情況進(jìn)行跟蹤,更換廠家總結(jié)的經(jīng)驗(yàn)公式見表8。需注明。表8漂白漿料濃度系數(shù)與游離酸關(guān)系對(duì)照表備注:先檢測(cè)漿料中游離酸含量,再根據(jù)游離酸的多少從表中查出對(duì)應(yīng)的計(jì)算公式,最終計(jì)算出比較準(zhǔn)確的漿料總鈦含量。對(duì)于三價(jià)鈦漂白技術(shù),一定要監(jiān)控三價(jià) 對(duì)于鈦液制備三價(jià)會(huì)逐漸被偏鈦酸制備鈦的凈化,確保制得的三價(jià)鈦不影響后序質(zhì) 所替代。量。當(dāng)凈化不合格時(shí),考慮使用鋁粉直接漂 7隔膜壓榨二洗洗滌技術(shù)白技術(shù)。 隔膜壓榨運(yùn)用在二洗從理論上來講,完本崗位要時(shí)刻檢測(cè)三價(jià)鈦的澄清度,若全能夠行通,但對(duì)于國內(nèi)目前的現(xiàn)狀,隔膜三價(jià)鈦澄清度不合格,一般情況下就足前面 壓榨大力去推廣,還需要慎重考慮的問題,鈦液出現(xiàn)了問題。由于漂白崗位已經(jīng)到了后 畢竟需要解決的地方太多了。根據(jù)這兩年多段工序,任何一種輔助材料都可能對(duì)產(chǎn)品進(jìn) 的實(shí)際使用,總覺得他以前所鼓吹的優(yōu)點(diǎn)現(xiàn)行二次污染,如何避免和減輕就是本崗位的 在卻成了很難去攻關(guān)和解決的難題。如何辯重中之重。證地去理解隔膜壓榨洗滌技術(shù),首先一次性2010年全國鈦白粉行業(yè)年會(huì)·論文集 2010年全國鈦白粉行業(yè)年會(huì)·論文集 竺:!:!!:! 綜投資必須到位,主體設(shè)備與配套設(shè)施一致性 行滴定,若消耗標(biāo)液小于2滴,表明出水中統(tǒng)一,其次是個(gè)人對(duì)隔膜洗滌的認(rèn)識(shí)必須客 亞鐵小于2ppm,而殘留在濾餅中的鐵小于觀,不能將個(gè)案看做是普遍規(guī)律,這點(diǎn)認(rèn)識(shí) 50ppm。上不到位的話很可能造成誤解和錯(cuò)誤的估計(jì) 取5mL水樣,加20%稀硫酸20mL,以及盲171的改造投資。 加5滴硫氰酸銨溶液,用滴管滴0.0015mol/L的重鉻酸鉀標(biāo)液滴至淺紅色,讀取點(diǎn)滴數(shù),7.1二洗質(zhì)量控制指標(biāo) 述與專論出水鐵(ppm)=點(diǎn)滴數(shù)×1。漿料濃度:290~330g/L(充分?jǐn)嚢?;7.3二洗后游離酸與pH值的對(duì)應(yīng)關(guān)系鐵含量控制在100ppm以下。對(duì)于銳鈦型鈦白粉,雜質(zhì)鐵對(duì)產(chǎn)品外觀 二洗后游離酸大約是2∥L,pH在1-2的影響不是很敏感,只要鐵含量小于 之間。為了更加簡捷、快速地檢測(cè)出二洗過120ppm,磷酸和氧化銻加量合適,一般產(chǎn) 后游離酸的多少,可通過檢測(cè)漿料中的pH品不會(huì)有光敏現(xiàn)象。但鐵含量越低,產(chǎn)品雜 值來轉(zhuǎn)化成游離酸即可滿足生產(chǎn)需要。質(zhì)含量越少,產(chǎn)品外觀越好,這是不容置疑7.4二洗過后偏鈦酸的粒度情況的事實(shí)。采用山東濟(jì)南潤之2006激光粒度儀對(duì)7.2二洗洗滌終點(diǎn)的判定方法物料進(jìn)行粒度分析檢測(cè),具體數(shù)據(jù)見表10。取洗滌出水液,用配制好的標(biāo)準(zhǔn)溶液進(jìn)表9二洗后游離酸與pH值對(duì)應(yīng)關(guān)系表產(chǎn)品質(zhì)量較差時(shí),對(duì)應(yīng)的偏鈦酸粒度 也比較寬。因此,時(shí)常監(jiān)控本環(huán)節(jié)粒度及粒D50粗,一般在1.1I.tm以上,粒度分布寬度 度分布情況,對(duì)監(jiān)控質(zhì)量和分析原因有一定I2010年全國鈦白粉行業(yè)年會(huì)·論文集I2010年全國鈦白粉行業(yè)年會(huì)·論文集 2010.11.4-一5一綜的幫助。 其是重金屬含量町控。,‘童長D100.493D500.932D90 1.527 主要是硫酸鉀、碳酸鉀和氫氧化鉀中有與‘ D97 1.903 Dav0.98l 色金屬含量,一般不大于200ppm,還有部對(duì)于二洗洗滌深度問題,可以繼續(xù)跟蹤 分不溶性雜質(zhì),比如,硫酸鈣、硫酸鋁等等毒 洗滌過程中三價(jià)、pH以及和出水鐵含量之間 具有較強(qiáng)吸附能力的膠體物質(zhì)。的規(guī)律,得出洗滌時(shí)間與鐵含量的最佳點(diǎn)。 攪拌的均勻性:盡可能攪拌均勻,使鹽論 很多情況下,二洗鐵高低與否,不完全是二 處理劑達(dá)到鹽處理效果。洗工藝的問題,與來料和漂白關(guān)系密切,如8.2建議配方何分清這些情況,就必須對(duì)每一批的物料有個(gè)比較全面的了解與掌握。 鹽處理配方(窯前脫水固含量55%):8鹽處理技術(shù)深層次分析 K20 0.6%P2050.10-0.25%鹽處理技術(shù)不要簡單地照搬,必須是根 上述配方還需要進(jìn)一步優(yōu)化,來提高產(chǎn)據(jù)一些兇素進(jìn)行局部的調(diào)整,比如,礦源的 品的應(yīng)用特性。問題,窯前脫水以及客戶對(duì)產(chǎn)品應(yīng)用性能的 8.4鹽處理過程中一些技術(shù)規(guī)律側(cè)重性等等。但有一點(diǎn)必須要認(rèn)識(shí)到,無論是鉀鹽還是磷酸鹽,都要追求最少、最佳。 8.4.1鹽處理劑與成品電阻率規(guī)律性研究鹽處理劑的多少,嚴(yán)重影響產(chǎn)品內(nèi)可溶8.1鹽處理劑質(zhì)量要求性物的多少,而可溶性物往往都是強(qiáng)電解質(zhì),鹽處理劑質(zhì)量的保證,無明顯雜質(zhì),尤 使得產(chǎn)品漿料電阻率下降。表11鹽處理配方與電阻率走勢(shì)鉀鹽的多少嚴(yán)重影響成品內(nèi)含鹽量,從在磷酸加量一定的前提下,做不同剃度而影響電阻率,磷酸加量對(duì)電阻率的影響很的鉀鹽,來摸索出電阻率變化趨勢(shì),具體數(shù)微弱,可以忽略。 據(jù)見表12。8.4.2成品內(nèi)鉀鹽含量與其電阻率的關(guān)系表12不同鉀鹽對(duì)電阻率的影響鉀鹽殘留量在0.15%~0.7%范圍內(nèi),它與 回歸方程:電阻率(Qm)一479.28y3+電阻率存在良好的曲線關(guān)系,其回歸方程與 821.58y一471.34y(K20%)+98.374相關(guān)系數(shù)分別為: 相關(guān)系數(shù):R=0.99922010年全國鈦白粉行業(yè)年會(huì)·論文集三●!竺!!2010年全國鈦白粉行業(yè)年會(huì)·論文集三●!竺!! 綜由于產(chǎn)品內(nèi)鉀鹽的測(cè)定一般用原子吸收 件,因此,通過檢測(cè)其電阻率,可以依據(jù)上法進(jìn)行檢測(cè),而很多企業(yè)不具備這個(gè)檢測(cè)條 述回歸方程初步得出產(chǎn)品內(nèi)鉀鹽的含量。3530昌25曼20 述與專論斟15四10御5OO.15O.2O.250.30.350.40.45O.50.55O.60.65O.7O.75K20(%)圖4鉀鹽殘留量與電阻率關(guān)系圖表13成品電阻率與鉀鹽殘留量對(duì)應(yīng)表8.4.3鉀鹽流失量與固含量的規(guī)律性研究 苯硼鈉重量法進(jìn)行鉀鹽含量的測(cè)定,數(shù)據(jù)見表14。取鹽處理過后偏鈦酸,不同固含量狀態(tài)下,將濾液過濾清亮后,吸取5mL利用四表14不同固含量狀態(tài)下濾液中鉀鹽含量數(shù)據(jù)表由表14數(shù)據(jù)町知,隨著脫水效果的提 通過問接地計(jì)算成品中鉀鹽的殘留量,高,固含鼉提高,鉀鹽流失量越大,殘留在 再依據(jù)隔膜脫水固含量與鉀鹽損失量的關(guān)物料中的有效鉀鹽減少。 系,推導(dǎo)出鹽處理崗位中鉀鹽加量是否準(zhǔn)確對(duì)表14數(shù)據(jù)進(jìn)行回歸性實(shí)驗(yàn),按照回歸 合理。系數(shù)為1的原則找出固含量與鉀鹽流失量的 一般情況下,窯前隔膜脫水比較穩(wěn)定,回歸性方程,同時(shí)對(duì)該方程進(jìn)行實(shí)用范圍的 使得進(jìn)窯前偏鈦酸固含量恒定(53%-56%),考察,最終以經(jīng)驗(yàn)性的公式應(yīng)用于生產(chǎn),指 依據(jù)一t-.述公式,可以明確地推理出成品電阻導(dǎo)生產(chǎn)。 率與鹽處理崗位中鉀鹽加量的關(guān)系。回歸公式:鉀鹽流失量y2(%) 在固含量為53%一56%之間時(shí),隔膜脫水---3.701lx2(固含量)一2.4707x+0.609 損失的鉀鹽量為0.34~0.38%。相關(guān)系數(shù):Y=1l2010年全國鈦白粉行業(yè)年會(huì)·論文集l2010年全國鈦白粉行業(yè)年會(huì)·論文集 2010.11.4.'-5一綜述 n鈣O。七;··=, m弘爿K ;0。、√咖|m筋論 水爆0衛(wèi)鉬取m螗0。m舾0O.4 O.5固含量圖5固含量與鉀鹽流失量回歸圖8.4.4鹽處理漿料PH值的變化規(guī)律 pH情況,數(shù)據(jù)見表15。跟蹤了鹽處理結(jié)束后(碳酸鉀),漿料表15鹽處理漿料pH變化情況表15數(shù)據(jù)發(fā)現(xiàn),鹽處理過后pH基本E 下面有一組數(shù)據(jù)反映了鉀鹽(碳酸鉀)對(duì)在2左右,比較穩(wěn)定,這就表明磷酸和鉀鹽 pH的影響走勢(shì)(磷酸加量0.2%)。加量比較準(zhǔn)確,攪拌比較均勻。表16鉀鹽(碳酸鉀)與pH的影響走勢(shì)2.52z1.5亂上O.500.2 0.3 O.4 0.5 0.6 0.7 0.8鉀鹽加量圖6pH值與鉀鹽加量關(guān)系走勢(shì)圖隨著鉀鹽的增加,pH值逐漸上升,一般 對(duì)于專用性產(chǎn)品,可以調(diào)整鹽處理配方情況下,pH控制在2以下,才可以保證產(chǎn)品 來達(dá)到要求,降低鉀鹽,黃相減弱,pH降低,中可溶性鹽的量在可控范圍之內(nèi)。 電阻率提高,降低磷酸,對(duì)減弱紅相有一定2010年全國鈦白粉行業(yè)年會(huì)·論文集 2010年全國鈦白粉行業(yè)年會(huì)·論文集 刪0。10綜的好處。 溶液進(jìn)行添加。對(duì)于鉀鹽的種類,通過實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn),碳酸 9成品指標(biāo)特性的實(shí)踐應(yīng)用鉀的效果最好,氫氧化鉀效果次之,硫酸鉀 所有的調(diào)整都是使成品外觀與內(nèi)在質(zhì)量最差。由于二洗過后仍有部分游離酸,加入 達(dá)到理想狀態(tài),所有的調(diào)整結(jié)果都能夠在成的碳酸鉀或者氫氧化鉀與殘留硫酸反應(yīng),降 品的各項(xiàng)指標(biāo)中得到體現(xiàn),如何運(yùn)用產(chǎn)品的低了系統(tǒng)酸度,對(duì)脫硫效果起到促進(jìn)作用。幾大關(guān)鍵指標(biāo),初步判斷出影響因素的癥結(jié) 述與專論對(duì)于碳酸氧銨,它改變系統(tǒng)pH,來降低 所在,這就需要大量的探索與總結(jié)。脫硫溫度,提高脫硫效率,當(dāng)基本問題沒有解決時(shí),千萬不可嘗試添加此類鹽,否則后 9.1成品粒度及粒度分布果更糟。成品檢測(cè)出的粒度情況可以看作是水解8.4.5不同鉀鹽的添加系數(shù) 二級(jí)粒子的特征體現(xiàn)。鹽處理崗位添加的鉀鹽,其有效成分就 依據(jù)成品粒度及其分布情況,來初步判是氧化鉀,因此無論是硫酸鉀還是碳酸鉀、 定水解原級(jí)粒子的粗細(xì)程度和均勻性,來指氫氧化鉀,主要品位和雜質(zhì)含量達(dá)到要求, 導(dǎo)崗位調(diào)整。都能滿足生產(chǎn)需要。從這些鉀類物質(zhì)的牛產(chǎn) 使用英國馬爾文公司生產(chǎn)的激光粒度儀工藝來看,氫氧化鉀應(yīng)該更加純凈,優(yōu)質(zhì)。 進(jìn)行粒度分析見表17。而硫酸鉀生產(chǎn)環(huán)節(jié)較多,雜質(zhì)含量高這是必 成品粒度偏粗,可以理解為水解原級(jí)粒然,這也是我們?yōu)槭裁幢M量不使用硫酸鉀的 子粗,形成的水解偏鈦酸絮凝粒子粗,抽速原因之一。 快,沉降率高,產(chǎn)品有黃紅相趨勢(shì)。產(chǎn)品的顏料性能特征是成品的二級(jí)粒子決定,而不是水解原級(jí)粒子來決定,原級(jí)粒子不具備顏料特征。產(chǎn)品顏料性能的優(yōu)異與成品粒度有很大的關(guān)系,因此,控制好成品的粒度是一一般情況下,碳酸鉀和氫氧化鉀添加固 個(gè)最終目的,盡可能地將產(chǎn)品中值粒徑控制體就能夠滿足,而硫酸鉀溶解度不是很高, 在250gm左右。需要加熱才能溶解徹底,因此最好是配制成表17成品粒度分布情況水溶性鹽超標(biāo)。電阻率高,pH偏低,反之,9.2成品水溶性鹽與電阻率之間的關(guān)系電阻率低,pH較高。統(tǒng)計(jì)了成品中水溶性鹽與電阻率數(shù)據(jù),9.3吸水量與水分散性之間的關(guān)系試圖從數(shù)據(jù)中找到一些規(guī)律。從表18數(shù)據(jù)可以看出,電阻高,水溶性 吸水量應(yīng)該與水分散性有一定的聯(lián)系,鹽肯定低,若電阻率大于22以上時(shí),成品中它可以從某種層面反映產(chǎn)品分散性的狀況,可溶物一般都在0.5以下;電阻率小于20,當(dāng)產(chǎn)品粒度分布不均勻時(shí),吸水量必然高。2010年全國鈦白粉行業(yè)年會(huì)·論文集一綜2010年全國鈦白粉行業(yè)年會(huì)·論文集一綜述 表18成品水溶性鹽與電阻率關(guān)系表與‘專論I2010年全國鈦?zhàn)苑坌袠I(yè)年會(huì)·論文集I2010年全國鈦?zhàn)苑坌袠I(yè)年會(huì)·論文集 2010.11.4—5綜一表19數(shù)據(jù)可以看出,吸水螢的大小與水 9.4提高產(chǎn)品水分散性試驗(yàn) 孟長分散性有一定的關(guān)系,但對(duì)應(yīng)性能不是很大, -‘’-當(dāng)吸水量嚴(yán)重超標(biāo)時(shí),大于60以上,水分散使用成都道奇威公司的有機(jī)硅包膜劑按與性肯定會(huì)降低,甚至很低。自生晶種常壓水 一定比例對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行了初級(jí)處理,包膜劑加解技術(shù)所得的水解產(chǎn)物粒度細(xì),均勻,因此 入比例為0.04%,-4).046%(D7010.A)。 毒所得產(chǎn)品具有較高的水分散性。從上述數(shù)據(jù) 稱取一定量的產(chǎn)品,按照上述比例加入來看,這種高分散性的特性沒有明顯反映出 包膜劑,在萬能粉碎機(jī)上高速分散1分鐘, 論來,說
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