硫酸法钛白粉生产

1. 钛矿的粉碎
• 粉碎要求：矿粉细度小，粒度分布窄而均匀，325目
过筛小于10%；
• 粉碎设备：雷蒙磨和球磨机 • 雷蒙磨：靠摆轮的重力及离心力对钢圈产生挤压和研
磨作用，达到粉碎的目的。主要调节投料量，离析器 和风机风压来控制出料粒度。
• 球磨机：万吨级项目。采用研磨介质是直径大小不等
的球体，球与球之间的摩擦使其间的矿粉被研磨。
油相白度：试样与标样，分别与亚麻仁油研磨混合均 匀后，用湿膜制备器刮板，肉眼比较，分：低于，微 差于，近似，不低于4个等级
CIE L*a*b* - 色彩模型.
L* 白
色彩是人眼对颜色的感觉，根据这 种感觉可以分辨各种颜色.
黄
CIE L*a*b* 色空间是基于一种
+b*
颜色不能同时即是绿又是红,也
绿 -a*
5.分散性
• 油分散性和水分散性 • 影响因素：
粒径大小，表面电荷，pH值，表面吸附状态，也与分 散剂种类，及用量研磨设备和分散工艺有关。
6.耐候性
颜料制成油漆经涂抹后成漆膜，经日晒雨淋，受阳光 氧气水和温度的综合左右，会发生黄变失光粉化等老 化现象。颜料能抗拒发生上述变化的能力即耐候性。
钛白粉的应用领域
1)钛白粉中有害杂质元素 主要是一些过渡性金属元素，其氧化物往往显色。即 使含量甚微也会对白度产生不良影响，如铁铬铜锰钒 铅钴等。
表2 金属氧化物在钛白粉中的显色浓度及所显色相
金属氧化物
铬氧化物 钴氧化物
氧化铁 锰氧化物 钒氧化物 铜氧化物
影响钛白粉Baidu Nhomakorabea应的颜色
黄或褐带微黄 灰带微黄 红黄 灰 灰带浅蓝 灰带微黄
• 涂料工业
涂料对钛白颜料的要求 可用性：最主要的是分散性， 功能性：最主要的是颜色、遮盖力、耐久性 光泽度好，遮盖力大，吸油量低；
塑料工业 以色母粒的形式应用， 要求可加工性，即与塑料的相容性；
• 造纸工业 • 油墨行业 • 化纤工业 • 食品医药日化 • 其它
硫酸法钛白粉生产工艺
硫酸法生产工艺流程图:
目测显色时的极限含量/%
1.5×10-4 7.0×10-4 30×10-4 30×10-4 70×10-4 30×10-4
2) 钛白粉的粒度分布及形状
• 粒子大小应控制在可见光波长（0.4~0.7um)的一半，
即0.2~0.35um，这样才有高的光散射。当粒子小于 0.1um时会发生光衍射而相当于透明，当粒子大于 0.5um时，散射明显减小。
• 对波长短的蓝光而言光散射最好粒径在0.2um左右，
而对波长长的红光,光散射最大的粒径在0.3um左右， 因此小粒径的钛白粉散射光呈蓝相，大粒径的钛白粉 散射光带红相。
• 外形轮廓光滑不带棱角，棱角表面会减弱对光的反射
光学性能.
3)晶型的影响 当出现混晶现象时，会降低白度。
• 白度主要分干粉白度和油相白度：
会直接转化为金红石型，目前无实际工业价值。 • 钛白粉无毒，化学性质很稳定。在常温下几乎不与其
它物质反应。
1)与浓硫酸的反应
长时间煮沸情况下，TiO2能溶于浓硫酸，生成硫酸钛 或硫酸氧钛。生产中，常用此反应测定成品或半成品 的TiO2含量。为加速其溶解，可在硫酸中加入硫酸铵 或碱金属硫酸盐，使其沸点升高或起共同离子作用。
硫酸法生产钛白粉
➢ 钛白粉的性质 ➢ 钛白粉各指标的含义及影响因素 ➢ 钛白粉的应用领域 ➢ 硫酸法钛白粉生产工艺
钛白粉的性质
• 钛白粉化学名二氧化钛，商用名钛白，分子式TiO2。 • 二氧化钛是多晶型化合物，自然界中存在三种结晶形
态：金红石型（R)，锐态型（A）和板钛型。 • 板钛型属斜方晶系，不稳定晶型，当加热高于650 ℃
2.酸解，还原沉降
过程：将钛铁矿中的钛酸铁和可溶性杂质分解成硫酸 盐溶解于水形成悬浮液，以便后续通过沉降和过滤除 掉不溶性杂质。
FeTiO3+3H2SO4→Ti(SO4)2+FeSO4+3H2O FeTiO3+2H2SO4→TiOSO4+FeSO4+2H2O
沉降 酸解得到的钛液属于极其复杂的悬浮液，里面有未 分解的钛铁矿，也有没参与反应的白石，石英砂，金 红石等，也有硅铝等元素形成的胶体。这些不溶性杂 质在钛液中有很强的稳定性，特别是胶体，单靠重力 沉降不足以去除。需加入沉降剂使得分散的细颗粒聚 集成大颗粒，提高沉降分离的速度和效率。 常用的沉降剂：
• 影响因素：折射率，粒度，粒度分布，制备条件(煅
烧和水解）等。
4.吸油量
• 是表示颜料粉末与展色剂相互关系的一种物理数值，
说明颜料与展色剂之间的混合润湿分散，关系到涂料 的配方和成膜后的各种物性。
• 表示方式：100g颜料在达到完全润湿时所需要的油最
低值。
• 影响因素：
粒径，粒度分度，粒子的形状。
• 2)与硫酸盐反应
TiO2可与酸式硫酸盐（如硫酸氢钾)或焦硫酸钾共熔 转变为可溶性的硫酸钛或硫酸氧钛。 此反应用于钛铁矿钛含量分析。 3)与强碱或碱金属碳酸盐熔融
TiO2与强碱或碱金属碳酸盐熔融能转化为钛酸盐。 金红石生产中煅烧晶种的制备 4)溶于氢氟酸
钛白粉各指标的含义及影响因素
1.白度 物质对可见光中不同波长的光波吸收和反射程度的 不同形成了各种色彩。所谓白度就是物质对可见光吸 收和反射两部分之比。 钛白粉在均匀反射的同时，对近紫外的400~500nm区 域有一定吸收作用，因而带有轻微乳黄色。 影响白度的因素主要有以下三方面：
• 两种表示方法：每平方厘米被涂物体的表面积在达到
完全被遮盖时所需要用颜料的最低质量（g/cm2）。
• 每克颜料能遮盖被涂物体的表面积来表示。 • 影响因素：
折射率 颜料的粒径大小及形状 分散性
3.消色力
• 消色力也称为着色力，就是颜料加到展色剂中改变展
色剂颜色的能力，有时为了区别白色颜料和着色颜料， 把着色颜料的着色能力称为着色力，把白色颜料的着 色能力称为消色力。雷诺数法(仪器法）和相对消色 力法（目视法） ：通常是将钛白粉样品和标样分别 与展色剂（群青或炭黑）混合后，用亚麻仁油研磨， 然后将样品与标样比较颜色的深浅，样品达到标样的 百分率。例如我们武汉方圆的锐钛型钛白粉的消色力 一般在104~107。
兰
不能既是兰又是黄着个理论而建
红 +a*
立的.
*CIE = 国际照明协会.
-b*
单一数值可用于描述红/绿色及黄
/兰色特征.因此当一种颜色用CIE
L*a*b* 表示时,
黑
L*代表明度值,
a*代表红/绿值,
b*代表黄/兰值.
2.遮盖力
• 遮盖力即不透明度，指当一件物体涂以某种涂料时涂
料中的颜料能遮盖被涂物体表面的底色的能力。