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如何使用硫酸法來(lái)生產(chǎn)鈦白粉？

作者：進(jìn)口顏料-精顏化工日期： 2024-11-27 點(diǎn)擊量：文字大小：大中小

如何使用硫酸法來(lái)生產(chǎn)鈦白粉？

鈦白粉是一種白色無(wú)機(jī)顏料，無(wú)毒、不透明性、白度和光亮度都很好，它的分子式為二氧化鈦TiO2是一種多晶化合物，它的質(zhì)點(diǎn)呈現(xiàn)的排列非常的具有規(guī)則，帶有格子構(gòu)造。按照晶體的形態(tài)可以分為金紅石型和銳鈦型這兩種結(jié)構(gòu)，按照制造工藝又可分為硫酸法鈦白粉和氯化法鈦白粉，現(xiàn)在世界上鈦白粉的主要生產(chǎn)方式以氯化法為主，今天我們主要聊一聊如何使用硫酸法來(lái)生產(chǎn)鈦白粉。

用硫酸法生產(chǎn)鈦白粉的流程：

1、酸解

鈦鐵礦或鈦渣經(jīng)過(guò)研磨和干燥之后，用高濃度的硫酸在150-180℃左右的溫度下進(jìn)行酸解，白鈦石、人造金紅石和金紅石不溶于硫酸，因此不能用硫酸法來(lái)制造。鈦鐵礦中的鈦含量越低，所用硫酸的稀釋程度就越高，因此處理巖礦，合適的酸濃度為85%，而處理鈦渣，硫酸濃度一般為91%-92%。

酸解過(guò)程就是將三價(jià)鐵還原成二價(jià)鐵，因?yàn)槿齼r(jià)鐵會(huì)吸附在二氧化鈦粒子的表面，造成鈦白粉的白度降低，所以在整個(gè)生產(chǎn)過(guò)程中要始終保持二價(jià)鐵是最重要的。

硫酸法產(chǎn)生的污染物大多來(lái)自于酸解過(guò)程中產(chǎn)生的硫氧化物、酸霧和夾帶的未反應(yīng)原料粒子在短時(shí)間內(nèi)釋放出來(lái)，釋放出大量的含酸的氣體氣，其主要污染物是二氧化硫和酸霧。

2、沉降精濾

冷卻酸解溶液、固體惰性物質(zhì)和未反應(yīng)的原料殘余物溶液從酸解罐的底部全部排放到沉降池中，沉降精濾的主要目的是去除鈦礦雜質(zhì)中形成的可溶性殘余物這些殘余物中可能含有硅石、鋯石、硫酸石、白鈦石或金紅石，往里面加入酪蛋白、淀粉或其他有機(jī)絮凝劑，液體便通過(guò)簡(jiǎn)單的重力分解沉淀在沉降池中。

沉降池中的固體物質(zhì)去除后，先用廢酸洗滌，回收未反應(yīng)的原料，然后再用水清洗掉殘留液。沉降后的鈦液通過(guò)精濾除掉細(xì)小的殘余粒子，然后將這些濾渣與沉降池中收集的其他固體物質(zhì)送往堆放場(chǎng)。

3、水解

將可溶性硫酸氧鈦在90℃時(shí)水解成不溶于水的水合二氧化鈦沉淀物或稱偏鈦酸，以獲取所需粒度的水解產(chǎn)物，嚴(yán)格控制如加熱速度、鈦液的二價(jià)鐵離子和四價(jià)鈦離子含量以及其他因素等，其中避免出現(xiàn)三價(jià)鐵離子是這個(gè)環(huán)節(jié)最重要的因素。

為控制水解的速度、過(guò)濾洗滌的性能和最終產(chǎn)品的細(xì)度及質(zhì)量指標(biāo)，就需要在水解時(shí)加入

晶種，晶種的加入方式有兩種：自身晶種和外加晶種，自身晶種是在水解時(shí)預(yù)先加入水解鈦液和水所產(chǎn)生的晶種進(jìn)行水解工序，不需要再另外制備晶種。外加晶種是向鈦液中加入經(jīng)另外制備的金紅石或銳鈦型晶種。

水解沉淀物漿料經(jīng)過(guò)濾、洗滌后，在還原條件下用硫酸酸浸以除去最后微量吸附鐵和其他金屬，即通常所說(shuō)的漂白，此步驟是硫酸法中產(chǎn)生廢酸的主要原因。

4、煅燒

水合二氧化鈦在900-1250℃下煅燒，通過(guò)煅燒環(huán)節(jié)脫去水分和去除殘余的三氧化硫，同時(shí)還可以將銳鈦型轉(zhuǎn)變成金紅石型。煅燒有利于加強(qiáng)鈦白粉產(chǎn)品的化學(xué)惰性和確定其粒度，煅燒后，二氧化鈦經(jīng)研磨、破碎、燒結(jié)成顆粒，然后在對(duì)其進(jìn)行處理。

在煅燒過(guò)程中，煅燒尾部連續(xù)排出的尾氣，其主要污染物為二氧化硫、酸霧及二氧化鈦粉塵，這是硫酸法生產(chǎn)鈦白粉中產(chǎn)生廢氣污染物的主要來(lái)源。

5、后處理

后處理主要有濕磨、無(wú)機(jī)包膜、干燥、氣流磨及有機(jī)包膜和產(chǎn)品包裝等工序。

①濕磨

將二氧化鈦顆粒在無(wú)機(jī)或有機(jī)分散劑下進(jìn)行濕磨，將二氧化鈦聚集的粒子盡量磨細(xì)解聚，以利于進(jìn)行無(wú)機(jī)包膜。濕磨使用的主要設(shè)備有介質(zhì)磨，有機(jī)球磨、球磨機(jī)、砂磨機(jī)、重介質(zhì)磨等。

②無(wú)機(jī)包覆

干燥和濕磨解聚后的二氧化鈦需要進(jìn)行無(wú)機(jī)包膜，以屏蔽紫外光，提高鈦白粉的耐候性，我們經(jīng)常使用的無(wú)機(jī)包膜劑有硅、鋁的氧化物及水和氫氧化物。

③干燥

近幾年來(lái)我們開始多采用鋯進(jìn)行混合包膜，以便于達(dá)到耐候、高光澤的效果，采用帶式干燥機(jī)、噴霧干燥機(jī)等方式進(jìn)行干燥。

④氣流磨

氣流粉碎與有機(jī)包膜，目前采用的粉碎機(jī)多數(shù)為扁平式氣流粉碎機(jī)，此過(guò)程中根據(jù)產(chǎn)品用途加入有機(jī)包膜劑。

⑤機(jī)包膜和產(chǎn)品包裝