[发明专利]一种金红石型二氧化钛的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种金红石型二氧化钛的制备方法。

背景技术

钛白粉(二氧化钛)因具有折射率高、消色能力强、光泽度和白度好等 优点而成为最好的白色颜料，与其他白色颜料比较，钛白粉具有优越的白度、 着色力、遮盖力、耐候性、耐热性以及化学稳定性，而且没有毒性，从而广 泛用于涂料、塑料、造纸、油墨和化纤等领域。

在自然界中二氧化钛有三种结晶：板钛型、锐钛型和金红石型。板钛型 是不稳定的晶型，无工业利用价值，所以工业上应用较广的钛白粉为锐钛型 (Anatase)简称A型，和金红石型(Rutile)简称R型。目前，由于锐钛型 钛白粉投资成本相对较低，产品生产工艺简单，国内大多数钛白粉生产厂家 以生产锐钛型钛白粉为主。但是锐钛型钛白粉存在遮盖力、耐候性差的问题。 相对于锐钛型钛白粉，金红石型钛白粉具有折射率高，遮盖力好，结构致密， 硬度、密度较大，光化学活性小，耐久性、耐候性佳等优点。然而，现有技 术中金红石型钛白粉的生产工艺流程长，技术极为精密复杂，生产成本高。

例如，CN1415548A公开了一种用双效晶种法生产金红石型钛白粉的方 法，该方法主要包括以下步骤：钛铁矿硫酸酸解、冷却、结晶、分离、过滤、 水解、过滤、盐处理、焙烧、粉碎、分级、表面处理、干燥以及粉碎。该方 法通过培制双效晶种，在钛液水解时加入培制的双效晶种(该晶种先后作为 钛酸酯水解的晶核和金红石型相变的晶核)从而制得金红石型钛白粉。在该 方法中，所述晶种由钛盐溶液、氨水、SnCl₂·2H₂O溶液以及双氧水混合并 保温而得到，最终制得的晶种中二氧化硅的含量为4-7％。该方法制备过程 较为复杂。

另外，CN1184780A公开了一种微波热法制备金红石型钛白粉的方法， 该方法公开了一种利用微波辐射场下的微波介电热效应，使锐钛型钛白粉转 化成为金红石型钛白粉的方法。但是此法生产设备要求高，难以满足工业化 生产。

发明内容

本发明的目的是为了克服现有技术中金红石型二氧化钛的制备方法复 杂、转化率低的缺点，提供一种方法简便、转化率高的金红石型二氧化钛的 制备方法。

本发明提供了一种金红石型二氧化钛的制备方法，其中，该方法包括将 一种混合物焙烧，所述混合物含有锐钛型二氧化钛、晶种、锌化合物以及锡 化合物；所述晶种的制备方法包括：在水存在下，将偏钛酸与镁化合物接触， 接触的温度为40-100℃，接触的时间为30-150分钟，以100重量份的偏钛 酸为基准，所述镁化合物的用量为1-10重量份。

本发明的方法的金红石型二氧化钛的转化率很高，可以到达98％以上。 另外，本发明的方法制得的金红石型二氧化钛的粒径与原料锐钛型二氧化钛 的粒径相差不大，而且，所得的金红石型二氧化钛较为松散，适于应用。此 外，本发明的金红石型二氧化钛的制备方法简便、工序少，成本低。

具体实施方式

本发明的金红石型二氧化钛的制备方法包括将一种混合物焙烧，所述混 合物含有锐钛型二氧化钛、晶种、锌化合物以及锡化合物；所述晶种的制备 方法包括：在水存在下，将偏钛酸与镁化合物接触，接触的温度为40-100 ℃，接触的时间为30-150分钟，以100重量份的偏钛酸为基准，所述镁化 合物的用量为1-10重量份。

优选情况下，所述接触分为两个阶段，两个阶段接触的温度均为40-70 ℃，接触的时间分别为30-90分钟和20-60分钟，并且在两个阶段之间还包 括用酸调节该混合物的pH至4-5。所述酸可以各种酸，只要能调节pH值至 所需的范围即可。例如，所述酸可以是硫酸、盐酸和硝酸中的一种或几种。 在优选情况下，能进一步提高金红石型二氧化钛的转化率。

用于制备所述晶种的水的量只要能使所述偏钛酸以及镁化合物充分分 散即可，所述水的量的多少对实现本发明的目的的影响不大，因此，所述水 的用量可以在较大的范围内变动。优选情况下，以100重量份的偏钛酸为基 准，水的用量为100-250重量份。