[发明专利]一种制取高品质钛白的方法

说明书

技术领域

本发明涉及钛白生产技术领域，更具体地讲，涉及一种制取高品质钛白的方法。

背景技术

近年来，国际钛白(TiO₂)工业发生了巨大的变化，朝着高品质钛白的方向发展。因此，主要的生产商不断地推出了具有优异性能的高品质钛白产品，产品向着全方位的多功能方向转移，这些功能主要体现在良好的遮盖力、高耐候性和高分散性。我国国内生产的钛白粉产品质量与国外的产品质量存在着一定的差距，所以我国目前使用的高品质钛白粉全部需要进口国外生产的钛白粉产品。

制取钛白生产技术比较成熟，目前应用较多的是硫酸法钛白生产。图1示出了根据现有技术的硫酸法生产钛白的工艺流程。如图1所示，硫酸法钛白生产主要以钛渣或钛铁矿为原料，然后经磨矿、酸解处理得到钛液，酸解后的钛液是以硫酸氧钛(TiOSO₄)为主的复杂体系，含有可溶性杂质和不溶性的杂质。为了去除钛液中的杂质，需要对酸解后的钛液执行沉降、洗渣、钛液压滤工艺。接着，执行钛液浓缩、水解、洗涤、盐处理、煅烧、粉碎工艺，最终得到钛白产品。

为了得到具有良好的纯度、色度、硬度和着色力的钛白产品，就需要控制酸解后钛液中的杂质含量，对钛液进行净化。由于现有技术的局限性，在沉降、洗渣和压滤过程中，很难全部去除钛液中含有的杂质，所以难以得到高品质的钛白产品。为此，去除钛液中的各种杂质(可溶性和不可溶性的杂质)对钛液进行净化是硫酸法钛白生产中十分重要的一环。

山西化工(1995年第4期)作者姚景国在“浅谈硫酸法钛白生产中的钛液净化”一文中，介绍了钛液净化原理，针对不同杂质采用不同的净化方法，并且从钛液内在质量对钛液沉降的影响进行了分析。具体地讲，首先利用重力作用进行沉降，使钛液中的悬浮固体颗粒沉降下来，从而去除部分不溶性悬浮物。然后，利用降低钛液温度，使诸如硫酸亚铁的可溶性盐类杂质在钛液中达到饱和而结晶析出。经过沉降结晶可以去除钛液中的大部分杂质，但还有部分胶体和细微机械杂质存在。如果不去除这些胶体和机械杂质，则在水解时它们会成为不良的结晶中心，从而影响水合二氧化钛(偏钛酸)粒子的大小和形状，最终影响钛白的品质，尤其是产品的白度。因此，采用了加入助滤剂进行加压过滤来去除胶体和机械杂质。但是，在沉降、结晶、压滤、浓缩之后的钛液中仍然会含有胶体和机械杂质，从而会在水解过程中影响偏钛酸颗粒的粒度。

中国涂料(1998年第2期)作者吉祥在“影响钛液净化沉降因素的探讨”一文中，从钛液沉降作用机理的角度进行了研究，根据具体情况使用三类不同的沉降剂—凝聚剂、絮凝剂和混合沉降剂，以除去钛液中的不溶性杂质和胶体颗粒，对钛液进行初步净化。具体地讲，凝聚剂适于与钛液中带正电的杂质微粒和胶体颗粒发生电中和，内聚力增大，从而在沉降时，把杂质微粒和胶体颗粒凝聚在一起而达到加速澄清的目的。絮凝剂对悬浮颗粒有很高的亲和力，从而在洗渣过程中得以去除悬浮颗粒。混合沉降剂综合了凝聚剂和絮凝剂两者的特点，可以更好地去除钛液中的带电杂质和胶体颗粒。但是使用沉降剂会增加单位产品的成本，可能会造成过滤的困难。因此，要得到质量优良的钛白产品，仍需进一步完善使用沉降剂的工艺，以降低成本、延长设备使用寿命等。

涂料工业(2001年第4期)作者李娟等人在“钛白生产中水解反应温度及反应速度的控制”一文中，介绍了钛液的水解原理和结晶原理，研究了钛液水解温度对水解速度的影响。因为钛液在净化后还会存在一些胶体和机械杂质等，所以他们试图在钛液的水解阶段来控制杂质在水解反应过程中的结晶，而得到质量好的钛白产品。

然而，以上方法均是研究钛液自身性质对制取的钛白产品质量的影响，而钛液中的固体杂质和胶体杂质的去除方法均不理想。虽然有加入沉降剂进行沉降以去除胶体颗粒和机械杂质的报导，但是效果不太理想；而对于用固体吸附物去除机械杂质和胶体颗粒的方法却未见报导。

发明内容

本发明的目的在于提供一种制取高品质钛白的方法，该方法利用固体吸附物影响钛白产品的质量，从而去除钛液中的杂质和胶体，防止钛液在水解过程中形成不良结晶中心。

本发明采用如下技术方案：制取高品质钛白的方法包括将含钛原料经过磨矿、酸解、沉降、洗渣、钛液浓缩、水解、洗涤、盐处理、煅烧和粉碎工艺过程，其中，采用固体过滤介质将浓缩后的钛液在水解前进行净化处理，以除去钛液在酸解、浓缩过程中产生的胶体和固体杂质。根据本发明，所述含钛原料为钛渣或钛精矿。

根据本发明，所述的固体过滤介质为微孔滤膜或多孔吸附物，其中微孔滤膜和多孔吸附物的原料选用纤维素。