[發(fā)明專利]一種硫酸法生產(chǎn)鈦白粉中偏鈦酸的漂白方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201610299391.0
• 申請日: 2016-05-05
• 公開（公告）號: CN105948114B
• 公開（公告）日: 2017-08-01
• 發(fā)明（設計）人: 徐春長
• 申請（專利權）人: 中鈦集團洛陽市裕星化工有限公司
• 主分類號: C01G23/053
• 分類號: C01G23/053
• 代理公司: 北京市中聯(lián)創(chuàng)和知識產(chǎn)權代理有限公司11364
• 代理人: 張松林

技術領域

本發(fā)明涉及鈦白粉生產(chǎn)領域，具體的涉及一種硫酸法生產(chǎn)鈦白粉中偏鈦酸的漂白方法。

背景技術

鈦白粉是一種重要的無機化工原料，具有穩(wěn)定的物理、化學性質(zhì)，優(yōu)良的光學、電學性能以及優(yōu)異的顏料性能等特點，在涂料、紙張、塑料、油墨、橡膠、化妝品、陶瓷、電子等領域應用廣泛。在自然界中二氧化鈦(鈦白粉)有三種結晶：板鈦型、銳鈦型和金紅石型，其中板鈦型是不穩(wěn)定晶型，無工業(yè)利用價值，而金紅石型鈦白粉的光化學穩(wěn)定性、光澤折射率好于銳鈦型鈦白粉，使其在應用領域和需求量上都大于銳鈦型鈦白粉。

在目前國內(nèi)硫酸法生產(chǎn)鈦白粉的工藝中，大多采用的生產(chǎn)原料為鐵鈦礦，這使得部分鐵元素作為雜質(zhì)進入到鈦白粉的生產(chǎn)流程，其中在對水解制得的偏鈦酸洗滌后，仍有少量鐵元素以固態(tài)氫氧化鐵的形式殘留，而鐵雜質(zhì)含量(以Fe₂O₃計，下同)在0.003％以上時，金紅石型鈦白粉就會顯黃色，當鐵雜質(zhì)含量在0.009％以上時，經(jīng)過高溫煅燒所產(chǎn)生的紅色Fe₂O₃，將嚴重影響金紅石型鈦白粉的性能。

另外Fe₂O₃具有與金紅石型鈦白粉相同的晶型結構，往往以同晶混合物混入在金紅石晶格內(nèi)，造成晶格缺陷，形成發(fā)色活化點，從而提高了金紅石型鈦白粉的光吸收能，導致白度、亮度和消色力的下降，影響到鈦白粉的光學性質(zhì)。因此生產(chǎn)金紅石涂料鈦白粉時，需要通過漂白過程除去洗滌后殘留在偏鈦酸中的氫氧化鐵，以提高最終鈦白粉產(chǎn)品的白度、亮度和消色力等光學性能。

發(fā)明專利CN103553123B公開了一種硫酸法生產(chǎn)鈦白粉中偏鈦酸的漂白方法，該方法為：將含有Fe³⁺雜質(zhì)的經(jīng)水洗合格的偏鈦酸加入反應鍋中，加水攪拌均勻后，再加入工業(yè)硫酸；將EDTA-Na加入偏鈦酸漿料中，保持反應鍋中的溫度在40～45℃之間；將偏鈦酸漿料冷卻，真空過濾，水洗。該方法在漂白過程中需要加入大量硫酸，從而導致成本的增加。

發(fā)明專利CN103318953A公開了一種鈦白粉的漂白方法，該方法包括以下步驟：取偏鈦酸料漿并向料漿中加入次硫酸氫鈉甲醛作為還原劑；添加攪拌裝置，對料漿進行攪拌，在攪拌的過程中，次硫酸氫鈉甲醛分解產(chǎn)生還原因子，還原因子將料漿中存在的Fe³⁺還原為Fe²⁺；將充分還原后的料漿進行抽濾，并使用去離子水洗滌后得到漂白后的偏鈦酸。但該方法的漂白效果較差，同時制得的產(chǎn)品顏料性能較差。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明所要解決的技術問題是提供一種硫酸法生產(chǎn)鈦白粉中偏鈦酸的漂白方法，無需外加硫酸，漂白效果好，制得的產(chǎn)品顏料性能好。

為了實現(xiàn)本發(fā)明的目的，本發(fā)明硫酸法生產(chǎn)鈦白粉中偏鈦酸的漂白方法為：水解制得偏鈦酸，將偏鈦酸與金紅石煅燒晶種混合制漿，加入亞硫酸鋅與Fe³⁺反應后，過濾、洗滌，加入鉀鹽并送至煅燒粉碎工序。

其中具體的方法包括如下步驟：

a、向鈦液中加入晶種促進劑，充分溶解后，預熱鈦液，實現(xiàn)對鈦液的預處理；將經(jīng)預處理后的鈦液加入經(jīng)預熱的去離子水中，加熱體系至沸騰，并保持體系微沸；待體系變?yōu)殇摶疑螅Ｖ辜訜幔档蛿嚢杷俾剩旎皇旎蠡謴驼５臄嚢杷俾剩捎弥苯诱羝訜岱绞綄Ⅲw系加熱至沸騰，并保持微沸至水解結束，制得偏鈦酸；

b、將經(jīng)水解合格后的偏鈦酸與金紅石煅燒晶種加入反應鍋中，加水并分散均勻，制得偏鈦酸濃度以TiO₂計為180～200g/L的漿料；

c、在攪拌狀態(tài)下，將漿料加熱至40～50℃，將亞硫酸鋅加入漿料中，保溫40～50min；

d、漿料經(jīng)過濾裝置過濾后，使用去離子水洗滌濾餅，加入鉀鹽，經(jīng)水平螺旋輸送機送入煅燒粉碎工序。

上述工藝過程中，步驟b中加入的金紅石煅燒晶種為偏鈦酸總質(zhì)量的2.5％～4％；采用攪拌或超聲方式進行分散處理。

步驟c中對漿料的攪拌速率為80～100r/min；對漿料加熱的升溫速率為2～4℃/min；亞硫酸鋅的用量為漿料中總鈦以TiO₂計質(zhì)量的0.8％～1.5％。

步驟d中鉀鹽為碳酸鉀、硫酸鉀中的一種；鉀鹽的用量為漿料中總鈦以TiO₂計質(zhì)量的0.6％～1.0％；過濾裝置為真空負壓葉濾機或轉(zhuǎn)筒真空過濾機。