[发明专利]纳米TiO2/矿石粉复合钛白的制备

说明书

本发明涉及一种纳米复合钛白的制备方法。

世界二氧化钛工业始于一九一六年，八十年来，世界二氧化钛工业蓬勃发展，年产超过300万吨/年，是世界第二或第三大无机化工产业，我国二氧化钛工业始于一九五六年，四十年来发展缓慢，产量、品种、质量与国外差距越来越大，消耗与成本越来越高。目前我国人均二氧化钛消费仅0.08公斤，距发达国家人均消费4公斤差50倍，距世界人均消费水平0.6公斤差7.5倍，因而我国钛白消费增加是必然趋势，降低钛白粉的成本也就成了摆在人们面前的一个关键问题。同时，随着TiO₂用量的逐年增长，钛资源越来越少，钛白工业的发展将受到钛资源缺乏的限制，因此如何充分利用现有钛资源也就成为人们急待解决的问题。

本发明是采用自然界中含量丰富，几乎随处可得的矿石粉料为核心，表面均匀包覆一层纳米级超细TiO₂制成纳米复合钛白。经各种性能测试表明，此种复合钛白除具有钛白粉的白度外，其它性能也与钛白粉相当。本发明的出现，可作为钛白粉的替代产品，大大降低成本，使钛白粉的应用范围更为广泛。

本发明是将硅灰石、高岭土、透闪石、钠长石等矿石粉碎成300～2000目的矿石粉，加入到浓度为0.2～2.0mol/L的TiOSO₄或Ti(SO₄)₂、TiCl₄等溶液中进行预处理1～12小时，然后将与钛溶液等摩尔浓度的NaOH溶液加入到不断搅拌的处理液中，反应时间1～6小时。反应温度为10～50℃时，表面层TiO₂为无定型结构，其无定型结构可耐高温至800℃，具有良好的热稳定性，而一旦形成晶体后，易向金红石TiO₂转化，900℃时已转化为完全的金红石结构；当反应温度为70～90℃时，直接可得到表面层TiO₂为锐钛矿型结构的粉体。待钛沉淀完全后，复合物沉淀在母液中继续陈化2～10小时，经离心、洗涤、干燥、焙烧得纳米复合钛白。

实施例1：

称取1公斤硅灰石置于0.8mol/L Ti(SO₄)₂溶液16L中，不断搅拌4小时，0.8mol/L NaOH溶液64L加入到前面的预处理液中，反应温度为20℃，待沉淀完全，沉淀于母液中陈化5小时，复合沉淀经离心与母液分离，再用去离子水洗涤至用BaCl₂检验无SO₄^2-离子为止，沉淀在80℃于烘箱中烘干，再经500℃焙烧2小时得纳米复合钛白。实施例2：

称取10公斤高岭土置于1.6mol/L Ti(SO₄)₂溶液78L中，不断搅拌8小时，1.6mol/L NaOH溶液312L加入到前面的预处理液中，反应温度为30℃，待沉淀完全，沉淀于母液中陈化4小时，复合沉淀经离心与母液分离，再用去离子水洗涤至用BaCl₂检验无SO₄^2-离子为止，沉淀在80℃于烘箱中烘干，再经800℃焙烧2小时得纳米复合钛白。