[发明专利]钛白粉的制作方法

说明书

技术领域

本发明属于化工原料制作技术领域，尤其涉及一种钛白粉的制作方法。

背景技术

钛白粉的主要应用领域：涂料、塑料、油墨、造纸，其中涂料占60%，塑料占20%、造纸占14%，其它（含化妆品、化纤、电子、陶瓷、搪瓷、焊条、合金、玻璃等领域）占6%。

钛白粉在橡胶行业中既作为着色剂，又具有补强、防老化、填充作用。在白色和彩色橡胶制品中加入钛白粉，在日光照射下，耐日晒，不开裂、不变色，伸展率大及耐酸碱。橡胶用钛白粉，主要用于汽车轮胎以及胶鞋、橡胶地板、手套、运动器材等，一般以锐钛型为主。但用于汽车轮胎生产量，常加入一定量的金红石型产品，以增强抗臭氧和抗紫外线能力。

钛白粉在化妆品中应用也日趋广泛。由于钛白粉无毒，远比铅白优越，各种香粉几乎都用钛白粉来代替铅白和锌白。香粉中只须加入5%-8%的钛白粉就可以得到永久白色，使香料更滑腻，有附着力、吸收力和遮盖力。在水粉和冷霜中钛白粉可减弱油腻及透明的感觉。其他各种香料、防晒霜、皂片、白色香皂和牙膏中也可用钛白粉。一、化妆品级二氧化钛分为油性和水性钛白粉。由于它化学性质稳定，折射率高、不透明度高、遮盖力高、白度好、且无毒害，被广泛应用于化妆品领域，起美容美白的功效。

发明内容

本发明提供一种钛白粉的制作方法，通过下述技术方案来实现：

（1）将钛铁矿粉碎至320目左右，在酸解槽内，先投入浓度为86%～89%的硫酸，在压缩空气搅拌下投入矿粉，控制酸矿比1.54～1.65；

（2）在溶液中加入铁屑、铁粉还原剂，使其发生氧化还原反应，还原液中保持三价钛含量为2.5～4g/l；

（3）加入浓度为1%的改性聚丙烯酰胺，加入量是每立方米钛液加300～500ml，沉降时控制钛液比重1.52～1.53，温度60±5℃；

（4）钛液在真空条件下，使水份大量蒸发，绿矾结晶析出；

（5）将钛液真空浓缩，控制真空度在600mmHg以上，钛液温度70～80℃，加热蒸汽压力1.5～2.5kg/cm2。

具体实施方式

下面通过具体的实施例对本发明作进一步的说明。

钛铁矿的粉碎

从矿区运回的经过精选的钛铁矿（TiO247%～50%），粒度比较粗，与硫酸不能直接反应，因此用雷蒙磨按工艺要求粉碎至320目左右，以使酸解反应顺利进行，得到较高的酸解率。

酸解

酸解采用固相法。在酸解槽内，在强烈压缩空气搅拌下，先投入浓度为86%～89%的硫酸，然后再投入矿粉，控制酸矿比1.54～1.65，使矿粉与硫酸充分混合，最后加入稀释水（或废酸），并通入蒸汽直接加温到80℃～100℃，使酸解反应顺利进行。为了提高酸解率，成熟时间一般控制在1～3小时。

浸取

酸解成熟后的固相物，加入水或稀钛液，在压缩空气搅拌下，使多孔状固相物溶解，得到硫酸氧钛溶液。溶液的最终浓度一般应含TiO2110～130g/l，比时溶液比重约为1.52～1.53。

为了调节浸出液的F值（有效酸与总钛含量的比值），并节约浓硫酸，浸取时常添加废硫酸。根据酸解固体产物的不同，浸取时间一般为5～12小时。

还原

在钛铁矿粉中，铁以二价与三价两种不同状态存在，因此浸出液中既有硫酸亚铁FeSO4，又有硫酸高铁Fe2(SO4)3，这两种铁盐在一定条件下会发生水解而生成Fe(OH)2和Fe(OH)3沉淀。而硫酸高铁Fe2(SO3)3在溶液中的危害性较大，因为即使在酸性溶液（PH≥2.5）中，它也容易水解，生成氢氧化铁沉淀。在偏钛酸洗涤时，它会变成沉淀而混杂于其中，煅烧时变成红棕色的三氧化二铁而污染成品，因而在钛液中不允许有高铁存在，要把高铁全部还原成亚铁。

工业上常采用化学还原法将高价铁还原成亚铁。就是在溶液中加入铁屑，铁粉等还原剂使其发生氧化还原反应。

为了保证溶液中三价铁全部还原为二价铁，还原反应应略微过度，此时溶液中就有少量四价钛还原为三价钛，三价钛的存在，可以保证三价铁还原完全。因为在反应中三价铁先还原为二价铁，然后再是四价铁还原为三价钛。因而，在实际生产操作中，还原液中应保持三价钛含量为2.5～4g/l（以TiO2折算）。

沉降

沉降的目的中把钛液中不溶性杂质，特别是胶体除去。工业生产中常用高分子絮凝剂（改性聚丙烯酰胺）作沉降剂。改性聚丙烯酰胺的加入量是每立方米钛液加300～500ml（浓度为1%），沉降时控制钛液比重1.52～1.53，温度60±5℃。