[发明专利]二氧化钛的水热制备方法

说明书

发明领域

本发明涉及由氢氧化氧钛水热制备二氧化钛的方法。

发明背景

二氧化钛(TiO₂)用作涂料、塑料、纸张和专业应用中的白色颜料。钛 精矿是天然存在的包含钛和铁的矿物，其化学式为FeTiO₃。

目前使用两种主要的方法来制备TiO₂颜料，如Haddeland，G.E.和 Morikawa，S.，“Titanium Pigment”，SRI international Report#117 中所描述的硫酸化方法和如Battle，T.P.，Nguygen，D.和Reeves， J.W.，The Paul E.Queneau International Symposium on Extractive Metallurgy of Copper，Nickel and Cobalt，第I卷：Fundamental Aspects，Reddy，R.G.和Weizenbach，R.N.编辑，The Minerals，Metals and Materials Society，1993年，第925至943页中描述的氯化方法。

Lahti等人(GB 2221901 A)公开了制备二氧化钛颜料的方法，所述方 法包括在低于300℃下在含水酸性介质中水热结晶。提及了结晶助剂，但是 没有提及结晶助剂的组成。

本发明提供了制备二氧化钛的水热结晶方法。使用特定的晶化导向剂 或添加剂可促进金红石、锐钛矿或板钛矿的形成。工艺操作参数的变化可导 致形成颜料细度或纳米细度的金红石。

发明概述

本发明的一个方面涉及一种方法，所述方法包括：

a)使无定形氢氧化氧钛(titanyl hydroxide)与水混合以获得含钛 浆液；

b)向含钛浆液中加入0.16至20重量％的选自HCl、H₂C₂O₄·2H₂O、 HNO₃、HF和HBr的游离酸，以形成酸化的含钛浆液；

c)向所述酸化的含钛浆液中加入0.01至15重量％的金红石导向添 加剂，以形成混合物；

d)在密闭容器中，将所述混合物在至少150℃但低于374℃的温度 下加热小于24小时，以形成金红石和残留溶液；以及

e)使金红石与残留溶液分离。

本发明的另一个方面涉及一种方法，所述方法包括：

a)使无定形氢氧化氧钛与水混合以获得含钛浆液；

b)向含钛浆液中加入0.16至0.41重量％的选自HCl、HNO₃、HF、 H₂C₂O₄·2H₂O和HBr的游离酸，以形成酸化的含钛浆液；

c)向所述酸化的含钛浆液中加入0.5至15重量％的颜料级金红石 导向添加剂以形成混合物；

d)在密闭容器中，将所述混合物在至少220℃但低于374℃的温度 下加热24小时或更短的时间，以形成颜料级金红石和残留溶 液；以及

e)使颜料级金红石与残留溶液分离。

本发明的另一个方面一种方法，所述方法包括：

a)使无定形氢氧化氧钛与水混合以获得含钛浆液；

b)任选向含钛浆液中加入小于0.16重量％的选自HCl、HF、HBr、 HNO₃和H₂C₂O₄·2H₂O的酸，或最多20重量％的H₂SO₄，以形成酸化 的浆液；

c)向所述浆液中加入0.01至15重量％的锐钛矿导向添加剂，以形 成混合物；

d)在密闭容器中，将所述混合物在至少150℃但低于374℃的温度 下加热24小时或更短的时间，以形成锐钛矿和残留溶液；

e)使锐钛矿与残留溶液分离。

对于本领域的技术人员来说，根据以下公开和附加的权利要求书，本 发明的这些和其它方面将变得显而易见。

附图简述