[發(fā)明專利]一種利用硫酸鈦液生產雙效晶種的管殼式晶種設備及制造方法

有效

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• 申請日: 2020-11-04
• 公開（公告）號: CN112588250B
• 公開（公告）日: 2022-03-25
• 發(fā)明（設計）人: 馬奎;張世慧;岳海榮;唐思揚;鐘山;劉長軍;梁斌
• 申請（專利權）人: 四川大學
• 主分類號: B01J19/24
• 分類號: B01J19/24;B01J19/00;C01G23/00
• 代理公司: 北京眾合誠成知識產權代理有限公司 11246
• 代理人: 龔燮英

本發(fā)明公開了一種利用硫酸鈦液生產雙效晶種的管殼式晶種設備及制造方法，包括機臺，所述機臺的頂部固定安裝有蠕動泵，所述蠕動泵的一端連通有輸入管，所述輸入管的一端連通有反應器，所述反應器的一端連通有輸出管，所述輸出管的一端連通有蛇形管。本發(fā)明，反應器主要用于快速制備具有高水解活性并對銳鈦到金紅石轉晶起促進作用的雙效晶種，誘導硫酸氧鈦水解，得到的水解產物偏鈦酸粒度分布窄，稀鈦液的原料可直接使用工業(yè)鈦液稀釋，所用的工業(yè)鈦液包括濃縮除鐵前/后的工業(yè)鈦液，無需引入其他堿性雜質，制得的晶種純度高，同時在后期的煅燒過程中，具有高轉晶活性。制備晶種工藝流程簡單，易于控制，有利于放大和工業(yè)化應用。

技術領域

本發(fā)明涉及基站技術領域，具體為一種利用硫酸鈦液生產雙效晶種的管殼式晶種設備及制造方法。

背景技術

鈦白粉，學名二氧化鈦，顏料性能優(yōu)異，被廣泛應用于涂料、塑料、陶瓷、化妝品及造紙工業(yè)等領域，自然界中有板鈦、銳鈦、金紅石三種晶型，但只有銳鈦型和金紅石型兩種具有應用價值。金紅石型鈦白粉的結構致密、光化學活性小、耐紫外線照射，且在室外不易粉化，耐候性和光澤度好，因而相比于銳鈦型鈦白粉具有更強的商業(yè)價值。

生產金紅石鈦白的兩種工藝中，氯化法要求原料必須為天然的或者人造的金紅石，技術要求高。硫酸法對原料要求不高，對鈦鐵礦、鈦磁鐵礦等低品位鈦資源友好。國內主要采用使用硫酸法生產鈦白粉。

水解工藝是硫酸法鈦白工藝流程中最為關鍵的部分，而水解過程中添加的水解晶種尤為關鍵，晶種質量的高低直接決定水解過程的好壞。晶種制備上，提出了“雙效晶種”的概念，期望將該晶種應用到水解階段時能具有高的水解活性，同時又能在煅燒工段作為金紅石相變晶核，使偏鈦酸在較低溫度下實現(xiàn)銳鈦到金紅石的轉晶。目前晶種制備方法主要有兩種，分別是稀釋法和堿中和法，稀釋法不需要額外配置晶種制備設備，水解過程自生晶種，但過程控制困難，產品質量不易控制。堿中和法將鈦液和堿預先混合反應，制備出一定數(shù)量和組成的晶種液，然后加入到水解鈦液中。該方法水解過程容易控制，產品質量穩(wěn)定，但會引入外部雜質，對最后顏料產品的純度會造成影響。

CN105502483介紹了一種微波輔助制備金紅石型二氧化鈦的晶種制備裝置。該裝置采用微波設備對稀鈦液進行加熱活化，得到可用于低濃度鈦液水解的高水解活性晶種。所得偏鈦酸在煅燒中無需加入金紅石煅燒晶種，也無需在高溫下長時間煅燒即可得到金紅石型鈦白。相比其他雙效晶種制備方法此方法具有明顯優(yōu)勢，設備簡單，流程短，不引入新雜質，但微波裝置只能間歇加熱稀鈦液，每次的加熱體積少，在加熱過程中稀鈦液易沸騰揮發(fā)產生大量蒸汽。工業(yè)反應對晶種需求量大，微波法在放大方面具有一定的局限性。因此，此微波輔助加熱裝置難以規(guī)模化應用，無法滿足工業(yè)生產的需求。

相比間歇過程制備晶種，硫酸鈦液快速成核連續(xù)制備均勻晶種十分具有工業(yè)前景，水解生產粒度均勻偏鈦酸與促進低溫轉晶生產金紅石鈦白連續(xù)水解技術中使用的晶種反應器十分重要。

發(fā)明內容

本發(fā)明的目的在于提供一種利用硫酸鈦液生產雙效晶種的管殼式晶種設備及制造方法，以解決上述背景技術中提出的問題。