颜料级钛白粉知识

颜料级钛白粉知识
颜料级钛白粉知识

颜料级钛白粉知识

钛白粉学名是二氧化钛,二氧化钛是一种白色无机颜料,具有无毒、不透明性及最佳百度和光度,钛白粉被认为是目前世界上性能最佳、应用最广、用量最大的白色无机颜料。

颜料级钛白粉的分类

钛白粉颜料分为锐钛型和金红石型2种,分别称为R型和A型。在目前为止,金红石型钛白粉又可分为2种,分别是R2和R3型,其中R2型销售量占金红石型钛白粉的70%。

颜料钛白粉的性能和用途

颜料级钛白粉具有折射率高、消色力强、遮盖力大、分散性好、白度好、无毒、物理和化学性质稳定,并且具有优良的光学、电学性能。金红石型钛白粉,大多数用于涂料工业。而锐钛型钛白粉由于自身易粉化、易泛黄的特点所以一般只用于室内涂料或底漆,其用量只占涂料所用钛白粉的30%。

颜料级钛白粉在涂料中的应用

涂料是由基料、颜料、填料、溶剂和助剂等组成的黏稠悬浮液。将其涂布在物体表面形成一层坚韧的涂膜,对物体起到装饰和防护的作用。在颜料中,白色颜料用途最广,白色涂料和浅色涂料都要用到它,所以在涂料生产中,白色颜料的用量要比其他颜料多得多。涂料常用的白色颜料有锌白、锌钡白、钛白等。自然界中还存在一种板钛型,也属于钛白粉的一种,但是太版型在自然界中很稀有,属于斜方晶体,是不稳定的晶体,在650℃左右就会装化为金红石型,因而没有工业价值。

钛白粉主要用途:钛白粉主要应用于塑料、橡胶、涂料、油墨、纸张、化纤、陶瓷、日化、

医药、食品等行业

成企鑫阻燃剂

钛白粉的制备

钛白粉生产工艺 介绍钛白粉的生产工艺 钛白粉生产工艺钛白粉生产工艺 6.3.1 6.3.1 硫酸法钛白生产的工艺流程简述硫酸法生产钛白是成熟的生产方法,使用的原料为钛铁矿或钛渣。下面主要叙述以钛精矿为原料的生产方法。 A、工艺流程硫酸法生产钛白主要由下列几个工序组成:原矿准备;用硫酸分解精矿制取硫酸钛溶液;溶液净化除铁;由硫酸钛溶液水解析出偏钛酸;偏钛酸煅烧制得二氧化钛以及后处理工序等。 B、工艺流程简述(1)原矿准备按照酸解的工艺要求,用雷蒙磨磨矿,将钛精矿粉碎至一定的粒度。(2)硫酸钛溶液的制备钛液的制备实际上包括钛精矿的酸分解,固相物的浸取,还原等工艺步骤。酸分解作业是在耐酸瓷砖的酸解罐中进行的。将浓度为 92-94%的浓硫酸装入酸解罐中并通入压缩空气,在搅拌的情况下加入磨细的钛精矿。精矿与硫酸的混合物用蒸气加热以诱酸解主反应的进行,主反应结束后,让生成的固相物在酸解罐中熟化,使钛精矿进一步分解,分解后所得固相物基本上是由钛铁硫酸盐和一定数量的硫酸组成。固相物冷却到一定温度后,用水浸出,并用压缩空气搅拌,浸出完全以后,浸出溶液用铁屑还原,将溶液的硫酸高铁还原成硫酸亚铁。(3)钛液的净化钛液净化包括沉降、结晶、分离、过滤等工序。沉降是借助于重力作用,向钛液中加入沉降剂(主要絮凝剂是改性聚丙烯酰胺),除去钛液中的不溶性杂质和胶体颗粒,使钛液初步净化。冷冻结晶在冷冻锅中进行,主要利用硫酸亚铁的溶解度随着钛液温度降低而降低的性质。用冷冻盐水带走钛液热量,使其降至适当的温度,从而使大量的硫酸亚铁结晶析出。分离、过滤是由锥蓝离心机分离,抽滤及板框压滤三个工序构成。冷冻后的钛液经锥蓝离心机分离及抽滤池抽滤,得到初步净化的稀钛液,最后将稀钛液通过板框压滤,得到符合生产需要的清钛液。(4)钛液浓缩钛液浓缩采用连续式薄膜蒸发器,在减压真空的条件下蒸发掉钛液中的水份,以符合水解工序的需要。(5)水解水合二氧化钛是由钛的硫酸盐溶液热水解而生成的。为了促进热水解反应,并使得到的水合二氧化钛符合要求,一般采用引入晶种或自生晶种的方法。 1 (6)水洗及漂洗由于水解反应是在较高的酸度下进行的,因此大部分杂质磷酸盐仍以溶解状态留在母液中。水洗的任务是将水合二氧化钛与母液分离,再用水洗涤以除尽偏钛酸中所含可溶性杂质。经过水洗而仍

颜料级钛白粉在涂料中的作用

颜料级钛白粉在涂料中的作用 涂料是由基料、颜料、填料、溶剂和助剂等组成的黏稠悬浮液。将其涂布在物体表面形成一层坚韧的涂膜,对物体起到装饰和防护的作用。 涂料中的颜料具有一定的遮盖力,它不仅能遮住被涂物面原来的色彩,还能赋于涂膜鲜艳的色彩,达到美观和装饰的作用。同时颜料与固着剂紧密结合,融成一体,能增强涂膜的机械强度和附着力,防止裂纹,并且能增加涂膜厚度,防止紫外线及水分等的穿透,提高涂膜耐老化性能,延长使用寿命。 不论溶剂型还是水性涂料,若使用了钛白粉,其作用不仅仅是遮盖和装饰,更重要的作用是改善涂料的物化性能,增强化学稳定性,以至提高遮盖力、消色力、防腐蚀性、耐光、耐候性,增强漆膜的机械强度和附着力,防止裂纹,防止紫外线和水分的透过,从而推迟老化,延长漆膜寿命。同时还可节省用料和增多品种。 在颜料中,白色颜料用途最广,白色涂料和浅色涂料都要用到它,所以在涂料生产中,白色颜料的用量要比其他颜料多得多。涂料常用的白色颜料有锌白、锌钡白、钛白等。由于有些合成树脂涂料聚合度较大,若加入锌白,则因锌白有碱性,与涂料中的游离脂防酸作用而有变稠的倾向;若加入锌钡白,则耐候性差。但是使用了钛白就可以改善上述缺点。因为钛白粒子细小而均匀,光化学稳定性高,在遮盖力方面,金红石型钛白是锌白的7倍、是锌钡白的5.56倍,锐钛型钛白是锌白的5.57倍、是锌钡白的4.3倍;在消色力方面,金红石型钛白是锌白的8.3倍,是锌钡白的6.25倍,锐钛型钛白是锌白的6.4倍,是锌钡白的4.8倍。在使用效果方面,1t钛白至少相当于4t锌钡白;在使用寿命方面(指室外抗粉化性),用钛白作颜料的涂层比锌钡白作颜料的涂层高3倍。因此,使用钛白可以大大降低整个涂料中颜料的用量,同时制成的涂料色彩鲜艳、不易泛黄、耐光、耐热、耐磨、耐候、耐碱、耐硫、耐稀酸。正是由于钛白具有比锌白、锌钡白更优越的性能,以至成为涂料生产中必不可少的最好的白色颜料。钛白用量占涂料用颜料总量的90%以上,占涂料用白色颜料的95%以上。在涂料原材料成本中占10%~25%。

二氧化钛制造过程

·二氧化钛制造过程【工艺流程】二氧化钛的制造过程二氧化钛颜料的制造有两种生产工艺:硫酸法和氯化法。R型二氧化钛和A型二氧化钛均可由任一种过程来生产。目前杜邦只使用先进的氯化法工艺来生产。 图19的流程图以简化形式说明生成二氧化钛中间体的两种加工程序。图19的下半部说明最后处理操作,此操作适用于两种制造方法。 硫酸法在1931年商业化,先是生产A型二氢化钛(A—Type),后来(1941年)生产R型二氧化钛(R—Type),在这种方法中,含钛的矿砂溶于硫酸中,产生钛的溶液及铁和其他金属的硫酸盐。然后经过一连串的步骤,包括化学还原、纯化、沉淀、洗涤、燃烧。最后产生颜料大小的二氧化钛中间体。A型二氧化钛和R型二氧化钛硅晶体结构是由核晶过程和燃烧过程控制的 FeTiO3十2H2SO4 TiOSO4十FeSO4十2H2O TiOSO4十H2O TiO2十H2SO4 氯化法大约是在1950年由杜邦公司商业化的,只用于生产R型二氧化钛。自从1975年以来,亦已用于生产A型二氧化钛了。这个方法包括两个高温无水蒸汽相反应。钛矿和氯气在还原条件下发生反应,生成四氯化钛和金属氯化物杂质,杂质随后清除。 然后,将高纯度的四氯化钛征高温下氧化,生成非常光亮的二氧化钛中间体。利用氯化法中的氧化阶段能够严格控制粒子的大小和晶体类型,能生产有高覆盖能力和着色强度的二氧化钛。 2FeTiO3十7Cl2十3C 2TiCl4十2FeCl3十3CO2 TiCl4十O2 TiO2十2Cl2 在硫酸法和氯化法两种方法中,中间产品都是颜料粒子的成簇二氧化钛晶体,这种成簇品粒必须加以分离(研磨)以得到最佳光学性能。根据最后用途的要求,采用各种湿加工方法来改良二氧化钛,包括硅、铝或锌的水合氧化物征颜料粒子表面上沉淀,可以使用个别的水合氧化物处理法或不同处理法的组合,以获得特殊用途上的最佳性能。 制造二氧化钛颜料的重要问题足钛矿的供应,虽然钛的蕴藏量列在前十名元素之中,但它在自然界中却以低浓度广泛地分布,需要提高采矿和矿物加工操作的效率,以满足制造二氧化钛的经济要求。杜邦公司的业务范围是世界性的,可保证对自己几个生产工厂有源源不断供应含钛浓缩矿物。

二氧化钛颜料标准

二氧化钛颜料 1 范围 本标准规定了二氧化钛颜料的要求、采样、试验方法、检验结果的判定及标志、包装、运输和贮存。分子式:TiO2。相对分子量:79.88(1987年国际相对分子质量)。 2 规范性引用文件 GB/T 1250 极限数值的表示方法和判定方法 GB/T 9285 色漆和清漆所用原材料取样 GB/T 601-2000 化学试剂滴定分析(容量分析)用标准溶液的制备 GB/T 6682-1992 分析实验室用水规格和实验方法 GB/T 1717-1986 颜料水悬浮液PH值的测定 GB/T 5211.3-1985 颜料在105℃挥发物的测定 GB/T 5211.14-1988 颜料筛余物的测定机械冲洗法 GB/T 5211.15-1988 颜料吸油量的测定 GB/T 5211.12 颜料水萃取液电阻率的测定 3 特性要求 二氧化钛颜料应符合表1的要求 采样按GB/T9285 中有关规定取受试产品的代表性样品 5 试验方法 试验方法应由下面方法进行,本标准未包括的试验步骤应由买卖双方商定。所有试剂均应采用分析纯试剂,并使用符合GB/T 6682规定的纯度至少为3级水。 5.1二氧化钛含量的测定 5.1.1 原理 经干燥的试样溶解在含有硫酸铵的硫酸中,在二氧化碳气氛下用金属铝将四价钛还原成三价钛,然后以硫氰酸铵作指示剂,用硫酸高铁铵标液滴定上述溶液。 5.1.2 试剂 5.1.2.1 金属铝:以铝箔、铝片形式存在,含量不低于99.5% 5.1.2.2浓盐酸:浓度约37%,ρ≈1.19g/ml

5.1.2.3浓硫酸:浓度约96%,ρ≈1.84g/ml 5.1.2.4碳酸氢钠:饱和溶液。将约10g 碳酸氢钠加入到90ml 水中。 5.1.2.5硫酸铵 5.1.2.6硫氰酸铵指示剂 将24.5g 硫氰酸铵溶于80ml 热水中,过滤,冷却至室温并稀释至100ml ,贮存于密 闭深色瓶中。 5.1.2.7 硫酸高铵标准滴定溶液:1ml 相当于0.005gTiO 2。 5.1.2.7.1 制备 称取30g 硫酸高铁铵[NH 4Fe(SO 4)2.12H 2O]置于1000ml 单刻度容量瓶中,加入300ml 含15ml 硫酸(5.1.2.3)的水溶解。滴加高锰酸钾溶液(5.1.2.8)直至溶液呈粉红色,用水稀释至刻度,并摇均。如溶液浑浊则过滤。 5.1.2.7.2 标定 称取经(105±2)℃下干燥至恒重的二氧化钛标准参比物质190mg 至210mg ,按(5.1.4.2)中所述步骤标定上述溶液。 用下式计算溶液的二氧化钛相当量T ,以每毫升相当TiO 2克数表示: V m P T ??= 100 式中:m ——所用二氧化钛标准参比物质的质量,单位为克(g )。 V ——滴定消耗硫酸高铵标准溶液的体积,单位为毫升(ml )。 P ——标准参比物质的二氧化钛含量,以质量分数表示(如用光谱纯二氧化钛,则P 以100%计)。 5.1.2.8 高锰酸钾标准滴定溶液 C (1/5KmnO 4)=0.1mol/L 将3.1607g 高锰酸钾溶于500ml 水中,置于1000ml 单刻度容量瓶中,加水稀释至刻度,混匀。 5.1.3仪器 使用普通实验仪器 5.1.3.1干燥器:内盛合适干燥剂,如硅胶; 5.1.3.2烘箱:能维持温度为(105±2)℃ 5.1.3.3玻璃液封管 5.1.3.4称量瓶:广口,带合适盖子,尺寸不大于试验所需 5.1.4步骤 5.1.4.1总则 平行测定两次 5.1.4.2试样 取10g 试样于敞口称量瓶(5.1.3.4)中在(105±2)℃下干燥至恒重,加盖并置于干燥皿(5.1.3.1)中冷却至室温。 称取190mg 至210mg 上述试样(M ),精确至0.1mg 。 5.1.4.3测定 将试样转移至于干燥的500ml 锥形瓶中,加入7g 至8g 硫酸铵(5.1.2.5)和20ml 硫酸(5.1.2.3)摇匀。开始缓缓加热,在强热至试样全部溶解成澄清溶液,冷却后加120ml 水20ml 盐酸(5.1.2.2)摇匀,再加金属铝(5.1.2.1)2.5g ,装上液封管,塞紧胶塞,并在该液封管中加入碳酸氢钠饱和溶液(5.1.2.4)待铝片溶完,加热溶液至微沸并保持3-5分钟,冷却至约60℃,最好将锥形瓶底部分浸入盛水容器中,冷却过程中碳酸氢钠溶液会吸入瓶中,因在还原后的钛溶液上方产生二氧化碳气体,在该过程中应随时补加碳酸氢钠饱和溶液。取下塞子,将其

二氧化钛颜料水浆料

美国专利US5824145(杜邦)1998年10月20日授予马甘斯基等――――――――――――――――――――――――――――――――――――――― 制备耐光照的二氧化钛颜料水浆料 李永辉译 摘要:本发明与一个制备耐光照二氧化钛(TiO2)颜料水浆料的方法相关。本方法将无定型三氧化二铝(Al2O3)、TiO2颜料粒子、水、和至少一种分散剂混合来生成浆料。最初浆料含有至少大约78 wt % 的TiO2固体和至少大约3 wt % Al2O3。得到的浆料可以被稀释到较低TiO2固体含量,并经过筛分和介质研磨。此TiO2颜料浆料适用于涂料配方中。 1.发明的领域 本发明相关于一个制备耐光照TiO2颜料水浆料的新方法。本方法将无定型Al2O3、TiO2颜料粒子、水、和至少一种分散剂混合来制备浆料。得到的耐光照TiO2颜料水浆料特别适用于做涂料的配方。 2.相关技术的描述 通常TiO2颜料都是用氯化法或硫酸法生产的。在氯化法中,四氯化钛(TiCl4)与含氧气体在气相下被氧化,并常常是在有三氯化铝(AlCl3)存在下氧化来得到含有TiO2固体粒子的热的悬浮气体。然后此初级TiO2粒子要根据最终TiO2产品的类型的需求,进行某种包膜和研磨处理。 通常包膜和研磨处理有下列步骤:(a)将初TiO2粒子分散在水性介质中来得到一个有较低TiO2固体含量的浆料;(b) 将一种无机氧化物(如Al2O3、SiO2)膜层沉积到TiO2粒子表面上;(c) 用过滤方法从水性介质中分离无机氧化物表面处理过的TiO2粒子;(d) 洗涤和过滤TiO2粒子来去掉副产的盐类和杂质;(e) 干燥TiO2颜料粒子;(f) 干燥的TiO2颜料粒子经受干磨,用流体磨磨到所需的粒度,而如果想要水性浆料,则最好(g) 将颜料产品分散在水中来生产通常有72 wt %到76 wt % TiO2固体含量的浆料。 所得水性TiO2颜料浆料可以用在很多最终用途上,例如制备涂料。此TiO2颜料有效反射可见光,从而当被结合进涂料配方中时,给予涂层以白度、光泽度、以及不透明度。由于很多含有TiO2颜料的涂料都要暴露给很严酷的天气条件,所以TiO2颜料具有耐光性就是一个非常重要的事,这样涂料才能抵抗粉化和失色。特别是很多涂料含有有机基料,这些基料对于光化学侵袭非常敏感,在暴露给日光、潮气、温度变化、和其它条件,时间长了后就会变质,生成氧化了的物质,并且溶解,被雨水冲离涂料表面,结果就出现了返白和粉化现象。就其自身而言,TiO2颜料粒子表面光化学性很活泼,能促进有机基料在一定条件下降解。然而,这种形式的降解可以用向TiO2颜料粒子表面包上无机氧化物膜层(例如Al2O3,SiO2)来加以控制。无机氧化物表面处理在TiO2粒子表面与有机基料之间形成一层阻断。 尽管上述工艺可有效地生产适用于涂料的TiO2颜料浆料,但该工艺涉及好几个能量消耗很大的步骤,而工艺设备需要很高的投资。因此,必需有一个直接生产浆料的工艺,其中过滤、洗涤、干燥、研磨和TiO2粒子再打浆的步骤都应该省掉。其他在本业的精英们都试图开发这样一个具有不同步骤的直接制浆的工艺。 例如,Ott等在美国专利5356470中披露了一个制TiO2颜料水浆料的工艺,其中在浆料中超过1微米的粗TiO2粒子的量被减少。该工艺涉及制备含固体TiO2 79 wt %到83 wt %的水浆料,其中浆料被用粘性剪切处理。然后浆料被稀释到浆料可以容易处置和运输。浆料随后用介质磨研磨来减小TiO2粒度。得到的浆料特别适用于涂层纸产品,但浆料不具有很好的耐光照性,因为TiO2粒子未进行湿法处理、没有用Al2O3或SiO2包膜。

二氧化钛的制备方法

1.3二氧化钛的制备方法 1.3.1常规二氧化钛制备方法 二氧化钛的工业化生产方法有两种:硫酸法和氯化法。 1)硫酸法 用硫酸酸解含钛矿物,得到硫酸氧钛溶液,经纯化和水解得到偏钛酸沉淀, 再进入转窑焙烧产出二氧化钛颜料产品,是非连续生产工艺,工艺流程复杂,需要20道左右的步骤,排放废弃物较多。晶型转变需更多操作步骤,采用的焚烧工艺需要消耗大量能源[9]。 硫酸法工艺主要包括以下几个步骤: 除杂:FQ6+3H2SCH=Fe2(SO4)3+3H2O, TiO2+2H2SO4=Ti(SO4) 2+2H2O 然后:Fe+F&(SO4)3=3Fe2 SO4 调PH 至5-6,使Ti(SO4)2水解:Ti(SO4)2+3H2O=H2TiO3 J +2H2SO4 过滤沉淀加热得到TiO2:H2TiO3= TQ2+H2O T 2)氯化法 氯化法是以钛铁矿、高钛渣、人造金红石或天然金红石等与氯气反应生成四氯化钛,经精馏提纯,再进行气相氧化;速冷后,经过气固分离得到二氧化钛。由于没有转窑焙烧工艺形成的烧结,其二氧化钛原级粒子易于解聚,所以在产品精制的过程较硫酸法大幅度节省能量[10]0 氯化法工艺主要包括以下几个步骤:先用盐酸除杂:Fe2O3+6HCI=2FeCl3+3H2O 过滤洗涤然后加焦炭和氯气:TiO2 (粗)+C+2Cl2=TiCl4(气)+CO2 冷却、收集TiCl4 (液)小心水解:TiCl4+3H2O =H2TiO3+4HCl 加热提纯得到精制二氧化钛:H2TiO3=TiO2(精)+H2O T 1.3.2微细二氧化钛的制备工艺 粉体的超微细加工通常有物理方法和化学方法两大类。物理加工法是将粗粒子粉碎得到微粉体的方法。虽然目前粉碎技术已有改进,但粉碎过程很容易混入杂质,很难制备1ym以下的超微粒子。化学法是由离子、原子形核,然后再长大,分两步过程制备微粒子的方法,这种方法易得到粒径1ym以下的超微粒子。微细二氧化钛的制备主要包括气相法和液相法。气相法是指直接利用气体或采用激光、电子束照射等方法将原料变为气体或离子体,使之在气体状态下发生化学或物理变化,然后再经冷却、凝结、长大等过程制备微细颗粒的方法,由于气相法生产

钛白粉工艺流程简图

金红石钛白工艺流程简图如下: 钛铁矿钛铁矿粉碎酸解 二次精过滤亚铁分离结晶 水解一次水洗漂白 表面处理中粉煅烧 汽流粉碎 工艺流程说明: 1. 钛铁矿粉碎 拆包后的散装钛铁矿由自卸车运至原矿库,经铲车加料至斗式提升机,再经链式输送机送入磨前贮斗。经电子秤称重量后加入磨机,磨后料由循环风机送至分级机进行粗细分选,细度不合格的物料经返料链运机返回磨机重磨。细度合格矿粉随风进入旋风分离矿粉后进入循环风机,一部分热风回到磨前与热风炉供给的热风一起进磨供研磨与干燥,并把磨后物料带出磨机,一部分热风回到磨后作为输送的分级所需风量的补充。多余的含尘气体经布袋收尘器净化后由风机排空。 旋风和布袋收尘器的矿粉由链式输送机集中送入矿粉贮斗转由斗式提升机、链式输送机送至酸解的计量贮斗待用,或送入矿粉的缓冲贮仓贮存。 2.酸解-泥浆处理: 由硫酸装置送来的95%(或91%)硫酸进入本工序设置的硫酸贮槽经计量加入到预混合槽,与来自原矿粉碎工段经计量后的钛精矿在预混合槽经搅拌充分混合,混合均匀后经分配器放入选定的酸解罐中。 用蒸汽加热引发酸解反应。酸解反应使钛铁矿中的大部分金属氧化物与硫酸发生反

应,其中钛以硫酸氧钛的形式作为分解产物。酸解反应为放热反应,反应放出的热量使酸解罐中的物料温度迅速升高至180℃~200℃左右,温度的升高加速了酸解反应的进行。 酸解主反应完成后熟化一定时间,通过仪表计量加水浸取,浸取一段时间调整钛液中的三价钛离子含量及F值。浸取完成后的钛液用泵送到沉降工序。 酸解反应产生的酸解尾气中含有大量的水蒸气及微量的矿粉尘、二氧化硫、三氧化硫、硫酸雾等污染物质。通过管道将酸解尾气引至酸解罐主烟囱中,将水池中的碱性水通过水泵喷射进入酸解罐主烟囱,洗涤除去酸解尾气中的矿粉尘及二氧化硫等污染物质,并将酸解尾气冷却至50℃左右,洗涤后的酸解尾气通过酸解罐烟囱40米高点达标排放。洗涤废水设冷却塔循环使用,并用其中一部分输送酸解泥渣至污水处理场,分离部分未反应矿粉后进入污水处理场同其它酸性废水一并中和处理。 将改性好的絮凝剂加入到絮凝剂溶解槽,加水通过蒸汽加热使絮凝剂溶解,絮凝剂稀释到使用浓度后送入絮凝剂计量槽。 稀释后的絮凝剂按照一定的比例通过比值流量调节方式与酸解后的硫酸钛液一道加入沉降槽。在絮凝剂的絮凝作用下,钛液中未反应的钛矿和其它不溶性的杂质在沉降槽内以泥浆的形式沉降到沉降槽的底部。吸取沉降槽上部澄清合格的清钛液用泵送钛液热过滤工序进一步净化。 沉降槽底部的泥浆待积累到一定位置后用泵送到泥浆处理工序,泥浆在泥浆槽中通过蒸汽间接加热,加热后的泥浆用板框过滤,滤液返回到沉降槽,泥渣用压缩空气吹干,直接送泥渣场堆放。 3.过滤-结晶-分离: 由酸解-沉降工序来的钛液加入助滤剂木屑粉或硅藻土,经混合均匀后泵送至钛液板框进行一次控制过滤,除去钛液中的杂质。除杂后的钛液进入真空结晶系统,亚铁结晶析出。达到放料终温后去圆盘分离机分离硫酸亚铁。亚铁去堆场进行包装,叉车送至亚铁库。滤液进入稀钛液贮槽再泵至以木炭为助滤层的板框压滤机中进行二次精过滤。 4.浓缩-水解 合格的清钛液经泵送入钛液预热器,用蒸汽冷凝水预热后进入薄膜蒸发器,使之浓度提高至200 g/l,然后进入浓钛液贮槽。二次蒸汽同一次控制过滤的钛液换热后进气压式冷凝器,不凝性气体由水环泵排空。

钛白粉工艺流程简图

钛白粉工艺流程简图

金红石钛白工艺流程简图如下: 钛铁矿钛铁矿粉碎酸解 亚铁分离结晶 浓缩水解一次水洗漂白 三次水洗表面处理中粉煅烧 干燥汽流粉碎 工艺流程说明: 1. 钛铁矿粉碎 拆包后的散装钛铁矿由自卸车运至原矿库,经铲车加料至斗式提升机,再经链式输送机送入磨前贮斗。经电子秤称重量后加入磨机,磨后料由循环风机送至分级机进行粗细分选,细度不合格的物料经返料链运机返回磨机重磨。细度合格矿粉随风进入旋风分离矿粉后进入循环风机,一部分热风回到磨前与热风炉供给的热风一起进磨供研磨与干燥,并把磨后物料带出磨机,一部分热风回到磨后作为输送的分级所需风量的补充。多余的含尘气体经布袋收尘器净化后由风机排空。 旋风和布袋收尘器的矿粉由链式输送机集中送入矿粉贮斗转由斗式提升机、链式输送机送至酸解的计量贮斗待用,或送入矿粉的缓冲贮仓贮存。 2.酸解-泥浆处理: 由硫酸装置送来的95%(或91%)硫酸进入本工序设置的硫酸贮槽经计量加入到预混合槽,与来自原矿粉碎工段经计量后的钛精矿在预混合槽经搅拌充分混合,混合均匀后经分配器放入选定的酸解罐中。 用蒸汽加热引发酸解反应。酸解反应使钛铁矿中的大部分金属氧化物与硫酸发生反

应,其中钛以硫酸氧钛的形式作为分解产物。酸解反应为放热反应,反应放出的热量使酸解罐中的物料温度迅速升高至180℃~200℃左右,温度的升高加速了酸解反应的进行。 酸解主反应完成后熟化一定时间,通过仪表计量加水浸取,浸取一段时间调整钛液中的三价钛离子含量及F值。浸取完成后的钛液用泵送到沉降工序。 酸解反应产生的酸解尾气中含有大量的水蒸气及微量的矿粉尘、二氧化硫、三氧化硫、硫酸雾等污染物质。通过管道将酸解尾气引至酸解罐主烟囱中,将水池中的碱性水通过水泵喷射进入酸解罐主烟囱,洗涤除去酸解尾气中的矿粉尘及二氧化硫等污染物质,并将酸解尾气冷却至50℃左右,洗涤后的酸解尾气通过酸解罐烟囱40米高点达标排放。洗涤废水设冷却塔循环使用,并用其中一部分输送酸解泥渣至污水处理场,分离部分未反应矿粉后进入污水处理场同其它酸性废水一并中和处理。 将改性好的絮凝剂加入到絮凝剂溶解槽,加水通过蒸汽加热使絮凝剂溶解,絮凝剂稀释到使用浓度后送入絮凝剂计量槽。 稀释后的絮凝剂按照一定的比例通过比值流量调节方式与酸解后的硫酸钛液一道加入沉降槽。在絮凝剂的絮凝作用下,钛液中未反应的钛矿和其它不溶性的杂质在沉降槽内以泥浆的形式沉降到沉降槽的底部。吸取沉降槽上部澄清合格的清钛液用泵送钛液热过滤工序进一步净化。 沉降槽底部的泥浆待积累到一定位置后用泵送到泥浆处理工序,泥浆在泥浆槽中通过蒸汽间接加热,加热后的泥浆用板框过滤,滤液返回到沉降槽,泥渣用压缩空气吹干,直接送泥渣场堆放。 3.过滤-结晶-分离: 由酸解-沉降工序来的钛液加入助滤剂木屑粉或硅藻土,经混合均匀后泵送至钛液板框进行一次控制过滤,除去钛液中的杂质。除杂后的钛液进入真空结晶系统,亚铁结晶析出。达到放料终温后去圆盘分离机分离硫酸亚铁。亚铁去堆场进行包装,叉车送至亚铁库。滤液进入稀钛液贮槽再泵至以木炭为助滤层的板框压滤机中进行二次精过滤。 4.浓缩-水解 合格的清钛液经泵送入钛液预热器,用蒸汽冷凝水预热后进入薄膜蒸发器,使之浓度提高至200 g/l,然后进入浓钛液贮槽。二次蒸汽同一次控制过滤的钛液换热后进气压式冷凝器,不凝性气体由水环泵排空。

钛白粉生产工艺介绍2

1.钛白粉生产工艺介绍 §1.1钛白粉的生产工艺 二氧化钛是一种重要的无机化工原料,无毒、对健康无害,是最重要的白色颜料,占全部白色颜料使用量的80%。从全世界范围来说,所开采的钛矿90%以上用于TiO2颜料的生产。1998年,世界总的TiO2颜料消费量为355万吨,按2000美元/吨的单价计其总价值为70亿美元,是仅次于合成氨和磷酸的第三大无机化工产品。许多发达国家都将其列为关键化学品行列,在某些国家和地区,其生产量与国民生产总值成正比,它已成为衡量一个国家经济发展和人民生活水平高低的重要标志之一。 钛白粉的工业生产方法有氯化法和硫酸法两种,其中56%为氯化法产品,这种产品的70%以上又产自美国杜邦、克尔麦吉公司和美资美联公司,其他国家的钛白粉工厂仍以硫酸法为主。我公司拟建的钛白装置也属于氯化法。我国钛资源储量居世界之首,到2000/2001年上半年,全国各钛白生产企业的产能总和将达到38万t/a。除锦州铁合金总厂钛白分厂为氯化法生产外,其余厂家均为硫酸法。世界钛白粉生产的特点是技术高度垄断,迄今为止,世界上只有20几个国家、30多家公司、50来家工厂生产钛白粉。美国杜邦公司、英国二氧化钛集团、美国美联无机化工公司、美国克朗诺斯公司、芬兰凯米拉公司以及美国克尔麦吉公司拥有世界钛白粉生产能力的78%。 §1.2钛白粉生产发展史 1789年,英国业余矿物学家格雷戈尔神甫在其教区哥纳瓦尔州的默纳金山谷里的黑色磁性砂石(钛铁矿)中发现一种新的元素(钛),当时命名为“默纳金尼特”1795年,德国化学家克拉普罗特在对岩石矿物作系统分析检验时发现一种新的金属氧化物,即是现在的金红石(TiO2)亦含有此新元素,他把此新元素以希腊神话中天地之子Titans(泰坦神)命名为钛(Titanium)。“钛”亦即是格雷戈尔所称的“默纳金尼特”。 我国钛矿资源的地质勘查,主要是新中国成立后的50年代至60年代进行的,并相继投入开发;我国钛矿资源的深加工利用(生产钛白、焊条涂料、海绵钛、钛金属、钛材等),则是从1954年由北京有色金属研究院研制海绵钛开始,1958年沈阳有色金属加工厂建成海绵钛及钛材加工车间投产,60年代末开始形成钛工业体系(生产海绵钛、钛加工材等多种产品),至1997年,我国钛工业已形成矿山-冶炼-加工和科研-设计-生产-应用两个相互关联、比较完整的体系。 国内外钛矿资源的90%以上用于生产钛白,钛白的生产工艺流程,主要有先进的氯化法和传统的硫酸法,其生产工艺及优缺点比较见表5。 §1.3国际 世界上在1824年就开始了钛白粉的制备和性能研究,在1916年于挪威建成了年产1000t 含25%二氧化钛的复合颜料厂,1918年美国钛颜料公司成立(后为国家铅业公司兼并)并开始了钛白粉的工业化生产.1923年法国采用稀释法晶种进行水解,生产出了含96%~99%二氧化钛的颜料钛白粉(锐钛),1925年美国国家铅业公司开始生产纯二氧化钛.(锐钛).1930年麦克伦堡采用外加碱中和晶种法对水解制钛白粉工

钛白粉(二氧化钛)的光学理论

钛白粉光学理论 Optical theory 图1由粒子引起的光线折射 二氧化钛和其他的白色颜料的遮盖效率主要是利用光的反射。因为白色颜料可强烈地使光线反射或曲折,丽出现反射现象。如果油漆薄膜中有足够的白色颜料,则人射漆膜表面的光几乎可以完全的反射回来,(除了很少部分是由颜料所吸收之外)于是涂膜就会呈不透明状,洁白而光 泽。 折射和绕射 光线通过和绕过颜料粒子时,粒子对光线的折射和绕射造成光线的散射或弯曲。 图1a反射散射 图l显示折射现象,其中球形表示二氧化钛粒子,由于漆膜中颜料粒子及基料折射率之不同、故当光线穿越后、必然产生曲折现象。图2显示绕射现象。行进路线靠近二氧化钛粒子的光线受到弯曲、而分开散射到许多方向。这一现象说明颜料在其临近区域对光的散射能力数倍于其粒子横截面内。

图2小粒子周围的光线衍射(绕射) 折射率 图3表示两个含颜料漆膜的横切面,演示了折射率的差别怎样影响光的散射和盖遮力。在含有高折射率颜料的漆膜中(上图)光线比在含有低折射率颜料的漆膜中弯曲较多(下图),所以射入漆膜之光线所经过的路径长度较短,因而不能深入。实际上两种漆膜都呈白色不透明状,因为其皆没有存在吸收光线的粒子,所以全部入射的光线亦都会返回表面。然而,如果漆膜厚度如虚线(X)所示,而且放在黑色背景上,那么,含有低折射率颜料的漆膜能使部分光线进入黑色背景而被吸收,则漆膜就不会完全不透明,与白色的漆膜相比较,则呈现灰色。 图3光线在漆膜中的行经路线 为什么要用二氧化钛

要了解金红石型二氧化钛(Rutile)、为什么在遮盖上能有这么大的优点,只需将金红石型二氧化钛与锐钛型(Anatase)二氧化钛的折射率和其它商用白色颜料以及油漆基料的折射率相比较则可以看出来(表一)。一般来说颜料的折射率和周围的介质之折射率差别越大,光线的折射就越大。 表一油漆制造所使用的某些颜料和基料的折射率 白色颜料折射率基料或介质 硅藻土 1.45真空 二氧化硅 1.41-1.49空气 1.0003 碳酸钙 1.63水 1.3330 重晶石 1.64聚醋酸乙烯酯树脂 1.47 陶土(白土) 1.65大豆油 1.48 硅酸镁 1.65精制亚麻仁油 1.48 立德粉 1.84乙烯树脂 1.48 氧化锌 2.02压克力树脂 1.49 氧化锑 2.09-2,25桐油 1.52 硫化锌 2.37氧化大豆油醇酸树脂 1.52-1.53 锐钛型二氧化钛 2.55苯乙烯丁二烯树脂 1.53 金红石二氧化钛 2.7370/15/15醇酸/ 三聚氰胺/尿素 1.54 75/25醇酸/三聚氰胺 1.55 <图4>金红石型二氧化钛(Rutile)与锐钛型(Anatase)的比较 晶体结构—钛和氢原子在R型二氧化钛结晶中堪积较紧密 比重—A型二氧化钛:3.84,R型二氧化钛:4.26 折射率—A型二氧化钛:2.55,R型二氧化钛:2.73 每单位重量的遮盖力—R型二氧化钛大约高出30% 光化学稳定度—R型二氧化钛较稳定,较不易粉化 紫外线的吸收—R型二氧化钛对紫外线(360—400nm)吸收力较强。

氯化法钛白生产工艺

氯化法钛白生产工艺% I, A* T7 u8 R ________________________________________ 一.概述. O8 M. o! j- d! W: H 当今世界钛白产业的潮流是氯化法钛白不断发展,硫酸法钛白逐渐萎缩淘汰。同世界先进水平相比,我国钛白行业仍是规模小、产量低、成本高、产品质量不稳定、环境污染严重的硫酸法钛白一 统天下。面对全球二氧化钛产业界的兼并重组、激烈的市场竞争以及我国加入WTO,民族钛白工业正面临着日益严峻的挑战。只有对国内钛白行业大力推进技术进步,提高钛白生产技术水平,提高 产品的档次及科技含量,扩大高档金红石型钛白的产能,才能缓解国内市场高档金红石型钛白供应 紧张局面,提高与进口产品的竞争能力,扩大我国钛白工业的生存空间。a; q) e0 k) J: u1 ~5 @相对于硫酸法钛白生产而言,氯化法具有工艺流程短、操作易实现连续自动化、“三废”排放少、更易获得高质量金红石型钛白等优点,而逐渐占据了全球钛白行业的主导地位。由于环保法规的日 益强化和用户对产品质量要求的日益提高,氯化法在钛白生产中已占有明显的优势。但是,氯化法 钛白生产技术难度大,关键设备结构复杂,要求采用耐高温耐腐蚀抗氧化的特殊材料,研究开发形 成商业化生产需巨额投资,因此,氯化法钛白生产技术至今仍被国外少数几家公司所垄断。 2 T w" R/ K- l 我国氯化法钛白的开发研究始于六十年代,至八十年代,分别建设了中试装置和千吨级的工业性 试验装置,尽管在开发研究过程中取得了不少进步,但距大规模工业化生产的要求尚有较大差距。 八十年代末,锦州铁合金(集团)公司面对国外技术的垄断和封锁,采用咨询方式从美国引进了氯 化法钛白生产技术和关键设备,并于1994年建成了我国第一套也是目前唯一一套 1.5万吨/年氯化法钛白生产装置,经多次的技术攻关,目前此套装置已经实现正常运行,达到设计产能,特别是氯化 钛白的核心部分—氧化炉能够实现20余天的连续运行,产品质量亦稳步提升。锦州氯化钛白生产线的成功达产,标志着我国已经逐步攻克氯化钛白生产技术,具备在此基础上进一步建设、形成真正 有市场竞争能力产业化生产线的条件。 二.工艺流程和消耗定额 1.工艺流程 (1) 配料工段' Q9 S! }6 s5 F0 v 来自高位料仓合格粒度的富钛料与破碎、干燥后的石油焦按一定配料比加入到螺旋输送机,经初混后送入流化器,风送至氯化工段,经旋风和布袋收尘卸入混合料仓,供氯化炉使用。 (2)氯化工段. i, {* i$ z) ]$ J3 s; I 来自混合料仓的富钛料和石油焦连续加入氯化炉,与氧化工段返回氯气和补充的新鲜氯气在高温 下反应生成含TiCl4的混合气体,向混合气体中喷入精制返回钒渣泥浆和粗四氯化钛泥浆以回收 TiCl4,并使热气流急聚冷却,在分离器中分离出矾渣、钙、镁、铁等氯化物固体杂质。分离器顶部 排出的含TiCl4气体进入冷凝器,用粗TiCl4循环冷却液将气态TiCl4冷凝,冷凝尾气再经冷冻盐水冷凝后,废气进入废气处理系统处理合格后,由烟囱排空。粗TiCl4送至精制工段除钒。/ C% }# {) r, u: L5 {1 j0 e 4 D1 V- A' P+ t9 I: i1 ` 分离器排渣经处理后去专用渣场堆放。 (3)精制工段7 [- Z" p8 ^' ^) D P3 g 粗TiCl4和矿物油按一定比例连续加入除钒反应器,控制一定的温度和压力,使矿物油和粗TiCl4中的VOCl3 反应生成不溶性VOCl2,同时使TiCl4大量蒸发,TiCl4蒸汽进入装有填料的精馏塔, 塔顶排出的TiCl4气体经冷凝器冷凝后收得精TiCl4。不凝性气体送废气处理工序处理,钒渣泥浆返 回氯化工段回收TiCl4。 3 i* M# u; B2 ~. {( \5 ^" q (4)氧化工段 从精制工段来的精TiCl4用泵连续送入TiCl4 预热器,用燃料油间接加热,预热后的TiCl4气体进入AlCl3发生器,同时氯气与铝粉通过精确计量加入到AlCl3发生器中,铝粉与氯气反应生成AlCl3并利用反应热进一步预热四氯化钛,TiCl4和AlCl3混合物进入氧化反应器。

二氧化钛的表面处理

二氧化钛的表面处理 0 前言 二氧化钛(俗称钛白粉)广泛应用于涂料、油漆、塑料、造纸、化妆品及医药工业中。其中,涂料和油漆领域所占比重最大。尽管在过去30年间,涂料和油漆消耗的二氧化钛量在总消耗量中的份额,由60%~62%下降到55%一58%,这主要是由于塑料制品等工业领域中二氧化钛用量增长更迅速。 为适应市场需求,钛白工业试图开发有尽可能多的适合各种用途的标准钛白。但是,这必然会在开发阶段产生一个问题,即决定以什么性能作为主导的问题:是以光学性能为主导,还是光泽促进性为主导,还是以分散性或耐候性为主导的问题。开发新一代通用型钛白的目的,就是将钛白优异的光学性能、高光泽和很好的分散性、耐候性在一种钛白产品中表现出来,使旧有的标准钛白升格为真正的多用途钛白,大量减少供应商库存积压,是一项具有相当意义的挑战。 二氧化钛颜料在白色颜料中的折光指数是最高的,具有优异的光散射能力、高消色力和遮盖力等性能。钛白粉分为金红石型和锐钛型两种晶型,其主要区别在于晶格结构、折光指数、密度和对UV光的稳定性。金红石型钛白粉的折光指数、稳定性、耐光性和遮盖性等均优于锐钛型,它在分散体系(聚合物)中的光散射性比锐钛型高20%左右。但是二氧化钛也存在着与生俱来的缺陷,其中最突出的是光化学活性。二氧化钛在有水分的情况下经目光照射(主要是近紫外光谱域),其晶格上的氧离子会失去两个电子变为氧原子,这种新生态氧具有极强的活性,造成涂膜中的有机物质氧化,使高分子有机物逐渐发生断链、降解,最终使涂膜粉化、失光、泛黄、变色,导致耐候性降低。其次,无论是通过硫酸法的水解和煅烧工艺还是氯化法气相氧化工艺生产出来的二氧化钛都存在着一些品格缺陷,即肖特基缺陷,其粒子表面上存存着许多光活化点,在一些微量杂质如10-6~10-3的Fe、Cr、V等存在的情况下,会加速其光化学反应,从而引发自由基键反应破坏涂膜等有机介质。另外,二氧化钛本质上是亲水憎油性物质,表面带负电荷,在有机介质中的分散性很差,会使涂料产生浮色、发花、絮凝和沉淀,这就给它在漆料中的应用造成很大困难。因此必须通过表面处理堵塞其光活化点,隔绝二氧化钛与光(UV)的直接接触,改善TiO2粒子的表面化学性质,提高其应用性能。 从光学效果来看,TiO2的粒径应控制在0.2~0.3 m为最佳,在此粒径范围内颜料对可见光具有最大的散射力,可以获得最高的遮盖力、消色力和纯正的白度。但是这样小的粒

钛白粉的生产工艺流程

钛白粉的外形就是一些白色粉末,可是大家不要小看这些白色粉末,它对工业发展以及我们的日常生活有着非常重要的作用。钛白粉的生产工艺是非常重要的一步,主要就是偏钛酸的漂白及漂洗,而偏钛酸漂白的方法可以分为锌漂和三价钛漂,都是用化学方法进行漂白。具体的过程以及发生的一系列的化学反应,让我们一起来跟随迈图化学厂家的工作人员看一下: (钛白粉-图例) 【钛白粉生产工艺之偏钛酸的漂白及漂洗】 钛白粉偏钛酸的漂白及漂洗是非常重要的一步: 偏钛酸漂白的原理: 经水洗的偏钛酸中的铁杂质是以三价铁离子水解生成的极为细小的固体氢氧化铁的形式存在的。漂白就是先将固体氢氧化铁转化为可溶性的硫酸盐,然后用化学活泼性强的金属或金属离子将其还原为低价的硫酸盐,最终通过水洗进一步除去。发生的化学反应是氢氧化铁大量转化为硫酸铁,硫酸高铁在还原剂的作用下被还原成硫酸亚铁。 2Fe(OH)3+3H2SO4=Fe2(SO4)3+6H2O 偏钛酸漂白的方法: Fe2(SO4)3+Zn=ZnSO4

Fe3++Ti3+=Fe2++Ti4+ 偏钛酸漂白的方法按漂白时使用的不同的还原剂可分为以下两种: 1.锌漂:用锌粉作还原剂的漂白方法叫锌漂。还原反应如下: 2Fe3++Zn0=2Fe2++Zn2+ 2.三价钛漂:用三价钛离子作还原剂的漂白方法叫三价钛漂。还原反应如下: Fe3++Ti3+=Fe2++Ti4+三价钛漂白和锌漂相比,前者具有硫酸用量少、还原剂用量少、操作温 度低、漂白时间短,无残留物污染等优点,所以三价钛漂白是目前最佳的漂白方法。 3.偏钛酸漂洗: 偏钛酸漂白后的漂洗与前章所述水洗过程相同,一般采用真空叶滤机或转鼓真空过滤机。为了防止物料重新被污染,洗涤用水需经净化处理,至少应经过砂滤以除去固体杂质,如能用电渗析水或去离子水,效果更好。由于物料本身含铁量较低,水洗时间比第一次水洗短,一般不超过10小时。水洗后,物料含铁量应低于0.003%(以TiO2计)。 锌漂漂白容易使氧化锌混入成品,氧化锌是一种很强的金红石型化促进剂,但也有副作用。某些不允许含氧化锌的产品就不宜用锌漂,另外,锌漂过程为液固反应,还原剂渗入偏钛酸颗粒内部需要较长时间,效果较差,故已逐步为三价钛盐漂白所代替。

纳米二氧化钛制备方法

1. 纳米TiO 2粉体制备方法 物理法 气相冷凝法: 预先处理为气相的样品在液氮的气氛下冷凝成核制得纳米TiO2 粉体,但该法不适于制备沸点较高的半导体氧化物 高能球磨法: 工艺简单,但制得的粉体形状不规则,颗粒尺寸分布宽,均匀性差 化学法 固相法: 依靠固体颗粒之间的混合来促进反应,不适合制备微粒 液相法: 就是将钛的氯化物或醇盐先水解生成氢氧化钛(或羟基氧钛) ,再经煅烧得到TiO2. 研究最广泛。 以四氯化钛为原料,其反应为 TiCl4 + 4H2O → Ti (OH) 4 + 4HCl , Ti (OH) 4 → TiO2 + 2H2O. 以醇盐为原料,其反应为 Ti (OR) 4 + 4 H2O → Ti (OH) 4 + 4 ROH , Ti (OH) 4 ???→煅烧 TiO2 + 2 H2O. 主要包括硫酸法、水解法、溶胶-凝胶(Sol2gel) 法、超声雾化、热解法等。 溶胶- 凝胶法就是将钛醇盐制备成二氧化钛溶胶. 为了得到多孔催化剂,通常采用煅烧等方法将凝胶进行干燥,去除溶剂,制得干凝胶. Dagan 等[25 ]采用超临界干燥法所制得的TiO2气凝胶孔隙率为85 % ,比表面积高达600 m2·g - 1 ,晶粒尺寸为5. 0 nm ;对水杨酸的光催化氧化表明该催化剂具有比Degussa P - 25 TiO2粉末更高的催化活性.

气相法: 其核心技术是反应气体如何成核的问题. 通过四氯化钛与氧气反应或在氢氧焰中气相水解获得纳米级TiO2 ,目前德国Degussa 公司P-25 粉末光催化剂是通过该法生产的 常用的化学制备方法有溶胶-凝胶法、沉淀法、水解法、喷雾热解法、水热法和氧化- 还原法等。 2. 纳米TiO2薄膜制备方法: 除了与粉体制备相同的制备方法如溶胶-凝胶法、热解法外,还有液相沉积法、化学气相沉积法、磁控溅射法等。 溶胶-凝胶法(Sol-Gel): 制备的薄膜纯度高,且制备工艺简单,易批量生产; 水热合成法: 通过水解钛的醇盐或氯化物前驱体得到无定形沉淀,然后在酸性或碱性溶液中胶溶得到溶胶物质,将溶胶在高压釜中进行水热Ostwald熟化。熟化后的溶胶涂覆在导电玻璃基片上,经高温(500℃左右)煅烧,即得到纳米晶TiO2薄膜。也可以使用TiO2的醇溶液与商业Ti02(P25,3Onm)混合以后得到的糨糊来代替上面提到的溶胶。反应中为了防止颗粒团聚,通常采用化学表面改性的方法,如加有机螫合剂、表面活性剂、乳化剂等,以降低粉末表面能,增加胶粒问静电排斥,或产生空问位阻作用而使胶体稳定。这些有机添加剂在高温煅烧阶段会受热分解除去. 是溶胶-凝胶法的改进方法,主要在于加入了一个水热熟化过程,由此控制产物的结晶和长大,继而控制半导体氧化物的颗粒尺寸和分布,以及薄膜的孔隙率.得到的Ti02颗粒是锐钛矿型还是锐钛矿型与金红石型的混合物由反应条件(如煅烧温度)决定。水热处理的温度对颗粒尺寸有决定性的影响。一般来说,将溶胶在高压釜中(150Xl05~330×105Pa)于200~250℃处理12h,可得到平均粒径15~20nm的Ti02颗粒。如果用丝网印刷术(也可用刮涂的方法)将TiO2溶胶涂覆在导电玻璃上,则得到

常见的钛白粉的生产工艺流程

常见的钛白粉的生产工艺流程 硫酸法锐钛型钛白粉的工艺简述: 硫酸法生产钛白粉步骤1、钛矿粉碎 将购进的钛矿砂用雷蒙机或者风扫磨等粉碎成符合工艺要求的钛矿粉,并送到储存和计量钛矿粉的料仓。硫酸法生产钛白粉步骤2、酸解 用浓硫酸分解钛矿,制取可溶性的钛的硫酸盐。钛铁矿的主要成分为偏钛酸铁(FeTiO3),是一种弱酸弱碱盐,可以用强酸把它分解。用过量的酸就能使反应进行到底。由于这个反应是一个放热反应,最高温度可以达到250℃,因此必须采用高沸点的酸--硫酸才能适应这一反应。在酸分解的过程当中,矿粉当中的各种杂质大部分也被分解,生成相应的可溶性硫酸盐,并在浸取的时候与钛的可溶性盐一起进入溶液当中,形成黑钛液。为了除铁,用金属铁把钛液中的高价铁还原成亚铁,同时,为了避免亚铁的再一次氧化,还必须用过量的金属铁把定量的四价钛还原成三价钛。 硫酸法生产钛白粉步骤3、沉降 酸解浸取、还原以后的体系是一个复杂的体系,含有可溶性杂质和不溶性的杂质。铁、钒、铬、锰等金属的硫酸盐为可溶性的杂质,在结晶或水解、水洗的过程中除去。不溶性杂质中的大多数,如未分解的钛矿、沙粒等靠重力的作用可以自然沉降除掉。不溶性杂质中的另一部分是硅和铝的胶体化合物,以及一些早期水解了的钛,虽然数量并不大,但具有很高的动力稳定性,需要另外加沉降剂,强化沉降澄清过程。 硫酸法生产钛白粉步骤4、洗渣 经过净化沉降后的泥渣中还含有大量的可溶性与不可溶性的钛,为保证收率,要通过用板框压滤机压滤的办法回收其中的大部分可以溶解的钛元素,不溶性钛和其他的未溶解杂质作为废渣排掉。 硫酸法生产钛白粉步骤5、结晶 结晶有两种方式:冷冻结晶和真空结晶。FeSO4溶解度受溶液的温度影响很大。因此,在组成一定的钛液中,FeSO4的溶解度随温度的降低而降低,本工序的主要目的就是使钛液的温度降低。 5.1 冷冻结晶是利用制冷介质(液氨或者氟利昂或者溴化锂等)的蒸发带走热量,使冷冻盐水温度降低,通过盘管换热,从而使钛液的温度降低下来,造成FeSO4 处于过饱和状态,过饱和的部分便以含七个结晶水的FeSO4?7H2O的形式结晶析出,同时带出部分结晶水,然后将其分离除去。 根据溶液绝热蒸发的原理,利用闪蒸的方式使钛液中的水分快速绝热蒸发,吸收钛液的热5.2 量从而使钛液的温度降低,造成FeSO4 处于过饱和状态,过饱和的部分便以含七个结晶水的 FeSO4?7H2O的形式结晶析出,同时带出部分结晶水,然后将其分离除去。 硫酸法生产钛白粉步骤6、钛液压滤 沉降后的钛液当中还有一些肉眼看不到的悬浮杂质,这些杂质如果不除去的话,将会影响到成品的色相。因此,必须要进行精密过滤。利用板框压滤机,并以木炭粉(或者硅藻土、珍珠岩)为助滤剂进行压滤,利用木炭粉的强吸附作用进一步除去钛液中的不溶性杂质,达到净化的目的。 硫酸法生产钛白粉步骤7、浓缩 浓缩是为了将钛液的浓度提高到水解所要求的指标。钛液的沸点较高,已经高于钛液水解的临界温度,因此,钛液的浓缩必须在较低温度下进行。利用溶液在真空状态下沸点降低的原理,在低温下使钛液沸腾,将钛液中的水分蒸发掉,使精滤后的钛液浓度得以提高,以符合水解要求。 硫酸法生产钛白粉步骤8、水解 钛液的水解是二氧化钛从液相(钛液)重新转变为固相的过程。钛液具有普通离子溶液的性质,在PH值>0.5时便发生水解。更重要的是,钛液具有胶体溶液的性质。在游离酸很高的情况下,使其维持沸腾状态也会发生水解反应,这是我们制取一定应用性能和制品性能的水合二氧化钛的依据。通过控制加热的速度,使钛液按照需要的水解速度发生水解反应,生成我们需要的水和二氧化钛粒子。 硫酸法生产钛白粉步骤9、水洗

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