[发明专利]低能耗生产水合二氧化钛的方法

说明书

技术领域

本发明涉及硫酸法钛白粉生产方法领域，具体涉及一种低能耗生产水合二氧化钛的方法。

背景技术

钛白粉是一种白色颜料，市场应用广泛。钛白生产工艺包括硫酸法、氯化法、盐酸法及亚熔盐法等，而目前国内钛白主要以硫酸法为主。硫酸法生产二氧化钛主要有几个工序：酸解制备钛液、结晶除铁、浓缩钛液、浓钛液水解析出水合二氧化钛、盐处理煅烧制得二氧化钛以及后处理工序。

各个钛白粉生产企业都面临着生产成本高、环保压力大的问题，如何降低生产成本已成为首要问题。钛白粉生产成本中浓缩工序的蒸汽消耗量大，并且钛液浓缩速度慢，操作时间长，影响生产产能的提高。申请号为201110229322.X、201210122420.8、201310067153.3的中国专利采用低浓度钛液自生晶种法制备水合二氧化钛，降低钛液浓度，节约钛液浓缩蒸汽，降低成本。但是仍然需要浓度在190g/L以上的钛液。因此，亟需发展新的技术方法，降低钛液浓缩工序的蒸汽消耗，从而能降低钛白粉生产成本，增加企业经济效益。

发明内容

[要解决的技术问题]

本发明的目的是解决上述现有技术的问题，提供一种低能耗生产水合二氧化钛的方法。该方法不仅节约了浓缩蒸汽，而且水解出的水合二氧化钛粒度分布均匀，过滤速度适中，初品的颜料性能达到高浓度钛液水解的水平，大大降低了生产成本。

[技术方案]

为了达到上述的技术效果，本发明采取以下技术方案：

本发明采用低浓度钛液进行外加晶种水解制备水合二氧化钛，大幅度降低了钛液浓缩工序蒸汽消耗，甚至取消钛液浓缩工序，从而降低钛白粉生产成本。

一种低能耗生产水合二氧化钛的方法，它包括以下步骤：

首先，将浓度为0.1％～15％的氢氧化钠溶液和以TiO₂的含量计总钛浓度为160～185g/L的晶种钛液分别预热至80℃；

然后，将预热后的晶种钛液在4min内加入到预热后的氢氧化钠溶液内，快速升温至95～97℃范围内，保温至体系稳定性达到120mL水/10mL晶种钛液，得到晶种；本步骤中，必须使晶体钛液稳定性达到120mL水/10mL晶种钛液，才能进一步实验，以保证获得颗粒均匀的水合二氧化钛溶液。

快速将晶种加入预热至95～97℃范围内的以TiO₂的含量计总钛浓度为160～185g/L的水解钛液后，搅拌0～20min；继续搅拌并同时加热升温至第一次沸腾，并保持沸腾状态至该混合物变成刚灰色，停止搅拌和停止加热30～60min，再次升温至第二次沸腾，并保持微沸状态至反应结束，得到水合二氧化钛溶液。本发明所述的水合二氧化钛溶液为偏钛酸浆料。

本发明更进一步技术方案，所述氢氧化钠的使用量为晶种钛液中TiO₂含量的0.1％～20％；所述晶种的加入量为水解钛液中TiO₂含量的0.7％～2.5％。

本发明更进一步技术方案，所述合格的晶种加入水解钛液后，搅拌5～15min。

本发明更进一步技术方案，所述保持第一次沸腾至该混合物变成刚灰色是指该混合水解反应至水解率为30％～45％。

本发明因为使用了低浓度的钛液，采用外加晶种进行水解反应。通过加入适量的晶种，可以控制水解的速度，得到合适粒度的水解偏钛酸，使其过滤速度适中，有利于杂质的洗涤，从而利于后期钛白粉的白度、亮度和消色力。为了减少废弃物硫酸亚铁的排放，目前国内钛白企业多采用钛渣、钛铁矿混合酸解调配方式，所得净化后不经浓缩的钛液浓度一般在160g/L左右，而本发明仅使用了160～190g/L的钛液进行水解反应，可以减少钛液浓缩工序蒸汽消耗，甚至取消钛液浓缩工序，从而降低钛白粉生产成本。

[有益效果]

本发明与现有技术相比，具有以下的有益效果：

本发明方法利用160～185g/L的低浓度钛液水解，不仅节约了浓缩蒸汽，而且水解出的水合二氧化钛粒度分布均匀，过滤速度适中，初品的颜料性能达到高浓度的水平，从而降低了生产成本。

附图说明

图1为本发明实施例1得到的水合二氧化钛粒度分布图；

图2为本发明实施例2得到的水合二氧化钛粒度分布图；

图3为本发明对比实施例得到的水合二氧化钛粒度分布图。

具体实施方式

下面结合本发明的实施例对本发明作进一步的阐述和说明。

以下钛液浓度均为以TiO₂含量计。

实施例1：