[发明专利]二氧化钛颜料的制备方法

说明书

本发明涉及一种混合有二氧化钛材料中制备二氧化钛颜料的方法。更具体地说，只在提供一种简便和相对便宜的方法以制备TiO₂颜料，据此，含二氧化钛的原料或矿石中的钛有用成份不是被溶解或转化成可气化的液体化合物，而是通过固-液反应从矿石杂质中分离出来并用机械方法磨成颜料所需颗粒。

本方法提供了获得针状或粒状TiO₂颜料的手段。

二氧化钛（TiO₂）是熟知的油漆中很有用的遮光颜料，塑性材料的涂料成份以及纸张和其它材料的填料。已知有各种生产TiO₂的方法，例如，通常称为硫酸盐法和氯化物法的常规方法。

硫酸盐法是用浓硫酸溶解低品位钛矿中的钛，如钛铁矿或索瑞尔矿渣（Soreisiag），并小心地除去工艺过程中所生成硫到亚铁。接着通过沉淀，洗涤，煅烧步骤使生成颜料TiO₂。

氯化物法是使高品位钛矿，如澳大利亚金红石（含约95%TiO₂）或高品位富选钛铁矿中的钛有用成份以四卤化物的形式挥发出来。然后再经过纯化和氧化步骤。

硫酸盐法和氯化物法是非常复杂的，这也是造成用该两种方法生产TiO₂颜料成本较高的根本所在。

因此，本发明的目的在于制备二氧化钛颜料的方法，其步骤为：

（a）将含有二氧化钛的原料在研磨机中研磨成直径0.5至3mm大小的颗粒;

（b）将含二氧化钛的原料与碱金属化合物混合，碱金属化合物选自碱金属的氢氧化物，碳酸盐和氧化物;其中含二氧化钛的原料与碱金属氢氧化物之比为100∶30-100∶60（按重量计）。

（c）在步骤（a）后，将含二氧化钛的原料与水的混合物研磨成小于15μm的颗粒，或在步骤（b）后，将含二氧化钛的原料与碱金属化合物及水的混合物研磨成小于15μm的颗粒。

（d）在700℃-950℃焙烧该混合物;

（e）在盐酸中煮解该焙烧物10-20分钟;和

（f）将煮解步骤中得到的固体在800℃-1000℃下煅烧以生成二氧化钛颜料。

图1是实施本发明的方法的一流程图。

用于本发明方法的起始原料为一含钛物质如：索瑞尔矿渣（Sorelslag）。各种品位的索瑞尔矿渣皆可用于本发明。如，一典型索瑞尔矿渣组成按氧化物重量百分计约为70%TiO₂，约11%FeO杂值和其余杂质如，CaO，MgO，SiO₂，Al₂O^＊₃，MnO，V₂O₅，Cr₂O₃以及其它微量氧化物杂质。在本方法中另一有用的索瑞尔矿渣组成约为78%TiO₂，8%FeO杂质和如上述剩余杂质。

应了解，本发明不局限于索瑞尔矿渣（Sorelslag）。因此，其它含钛材料和矿石作为起始原料亦在本发明范围内。例如，氯化物矿渣（Chloride Slag）亦可用于本发明。典型的氯化物矿渣约含85%TiO₂，约10%FeO杂质和如上述剩余杂质。

另一适合于本发明方法的原料可以是钛铁矿精选过程中的中间产物，正如美国专利No.3，825，419中所述及的。在上述精选过程中生成的典型原料组成约为95%TiO₂，约1%FeO杂质和上述剩下的杂质。

可用于本发明方法的其它含钛材料的例子是任何含钛材料，对该材料如此处理，当加热到700℃-950℃时，其氧化钛部份能与碱金属化合物反应。此处所用某碱金属化合物包括，例如，碱金属氢氧化物，碱金属碳酸盐，或碱金属氧化物或其混合物。

本发明中用于粉碎，混合，焙烧，过滤，煅烧以及其所有操作的设备为适合于连续或分批操作的常规设备。为了将含钛初始原料研磨成微米级颗粒，最好用如美国专利No.2，581，414中所述及的砂磨机（Sandmills）。这里砂磨工艺是指用美国专利No.2，581，414中所述及设备将原料研磨成微米级颗粒的工艺过程。然而用于该设备的研磨介质不局限于砂子，还可以是玻璃，钢，陶瓷或其它具有球形或珠状的合适的研磨介质，一般地说其直径在0.5-3毫米范围。