[發明專利]一種金紅石型二氧化鈦及其制備方法

無效

• 申請號: 200910106449.5
• 申請日: 2009-03-27
• 公開（公告）號: CN101844803A
• 公開（公告）日: 2010-09-29
• 發明（設計）人: 楊柳;林香生;許靜;彭長春
• 申請（專利權）人: 比亞迪股份有限公司
• 主分類號: C01G23/047
• 分類號: C01G23/047;C01G23/08
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及二氧化鈦領域，特別涉及一種金紅石型二氧化鈦及其制備方法。

背景技術

鈦白粉(二氧化鈦)因具有優越的白度、著色力、遮蓋力、耐候性、耐熱性以及化學穩定性，而且沒有毒性，廣泛用于涂料、塑料、造紙、油墨和化纖等領域。目前工業上應用較廣的鈦白粉為銳鈦型(Anatase)簡稱A型，和金紅石型(Rutile)簡稱R型。由于銳鈦型鈦白粉投資成本相對較低，產品生產工藝簡單，國內大多數鈦白粉生產廠家以生產銳鈦型鈦白粉為主。但相對于銳鈦型鈦白粉，金紅石型鈦白粉具有折射率高，遮蓋力好，結構致密，硬度、密度較大，光化學活性小，耐久性、耐候性佳等優點。然而，現有技術中金紅石型鈦白粉的生產工藝流程長，技術極為精密復雜，生產成本高。

現有技術公開了一種引入氯化亞鐵制備金紅石型鈦白粉的方法，該方法主要包括以下步驟：鈦鐵礦硫酸酸解得到硫酸氧鈦溶液，經除鐵凈化后，引入氯化亞鐵溶液(用量為TiO₂∶FeCl₂.4H₂O＝1∶0.97～3.88)，冷凍除去硫酸亞鐵，然后加入1-6％的金紅石晶種，加熱水解，將所得的偏鈦酸洗滌、除雜、漂洗、干燥、研磨，再計入晶型促進劑ZnO和MgO，750-850℃下煅燒6-10小時。該方法采用ZnO和MgO作為晶型促進劑，但是該法煅燒溫度較高，需保溫時間較長，因此在實際生產過程中生產成本較高，生產效率較低；并且該法所生產的金紅石鈦白粉轉型率不高，一般在95％以下，因此對成品質量影響較大。

另外，現有技術還公開了一種微波熱法制備金紅石型鈦白粉的方法，該方法公開了一種利用微波輻射場下的微波介電熱效應，使銳鈦型鈦白粉轉化成為金紅石型鈦白粉的方法。但是此法生產設備要求高，制備方法復雜且轉化率不高。

發明內容

本發明的目的是為了克服現有技術中金紅石型二氧化鈦的制備方法復雜、轉化率低的缺點，提供一種金紅石型二氧化鈦及其制備方法。

本發明提供了一種金紅石型二氧化鈦，所述金紅石型二氧化鈦中含有鋅化合物和鋰化合物。

本發明還提供了一種金紅石型二氧化鈦的制備方法，其中，該方法包括將含有銳鈦型二氧化鈦、金紅石型二氧化鈦晶種以及鋰鹽的混合物焙燒得到金紅石型二氧化鈦；所述制備金紅石型二氧化鈦晶種的方法包括：在水存在下，將偏鈦酸與鋅鹽接觸，接觸的溫度為40-80℃。

采用本發明所提供的金紅石晶型促進劑制備金紅石型二氧化鈦的轉化率達到98％以上。另外，本發明的金紅石型二氧化鈦的制備方法簡便、工序少，成本低。

具體實施方式

本發明提供了一種金紅石型二氧化鈦，所述金紅石型二氧化鈦中含有鋅化合物和鋰化合物。

根據本發明提供的金紅石型二氧化鈦，所述金紅石型二氧化鈦中，以Li⁺計，所述鋰化合物的含量占金紅石型二氧化鈦的0.1-1質量％，優選為0.2-0.6質量％；以Zn²⁺計，所述鋅化合物的含量占金紅石型二氧化鈦的0.1-0.8質量％，優選為0.3-0.6質量％。

本發明的發明人認為，所述鋰化合物以氧化鋰的形式分散在金紅石型二氧化鈦粉末中，或者以鋰原子態摻雜在二氧化鈦的晶格中；類似地，所述鋅化合物以氧化鋅的形式分散在金紅石型二氧化鈦粉末中，或者以鋅原子態摻雜在二氧化鈦的晶格中。

優選情況下，所述金紅石型二氧化鈦中還含有鎂化合物、錫化合物中的至少一種。進一步地，所述金紅石型二氧化鈦中，鎂化合物的含量占金紅石型二氧化鈦的0.1-1.2質量％，優選為0.2-0.8質量％；錫化合物的含量占金紅石型二氧化鈦的0.03-0.3質量％，優選為0.05-0.18質量％。

本發明還提供了一種金紅石型二氧化鈦的制備方法，該方法包括將含有銳鈦型二氧化鈦、金紅石型二氧化鈦晶種以及鋰鹽的混合物焙燒得到金紅石型二氧化鈦；所述制備金紅石型二氧化鈦晶種的方法包括：在水存在下，將偏鈦酸與鋅鹽接觸，接觸的溫度為40-80℃。

本發明的設計人通過大量實驗發現，制備金紅石型二氧化鈦時采用鋰鹽可以提高銳鈦型二氧化鈦向金紅石型二氧化鈦的轉化率。在高溫焙燒時，鋰鹽中的鋰離子作為導晶離子可以在高溫時快速滲入銳鈦型二氧化鈦的晶格中，促進銳鈦型二氧化鈦向金紅石型二氧化鈦的快速轉變，縮短反應時間，增加轉化率。所述鋰鹽可以為硫酸鋰、硝酸鋰和碳酸鋰中的一種或幾種。