CN1038323C

CN1038323C - 制备金红石型颜料用二氧化钛的方法

Info

Publication number: CN1038323C
Application number: CN93101037A
Authority: CN
Inventors: 宁甲保
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1993-02-06
Filing date: 1993-02-06
Publication date: 1998-05-13
Anticipated expiration: 2013-02-06
Also published as: CN1090552A

Abstract

本发明采用提纯过的富钛料-水合二氧化钛经碳酸盐处理水洗除净SO₄ ^2-，用盐酸漂白和漂后水洗除铁，加矿化剂煅烧后得到金红石型二氧化钛，本方法工艺稳定可靠，设备简单。经化工部涂料工业研究所测试，金红石型二氧化钛转化率为100%，其产品经有关单位实际使用，证明各项指标符合要求，而且遮盖力、着色力、光泽、沉降性超过进口产品。

Description

制备金红石型颜料用二氧化钛的方法

本发明是一种采用富钛料制备金红石型颜料用二氧化钛的方法。

颜料级二氧化钛是制备高、中档油漆和涂料的主要添加剂，其对颜色、细度、着色力、遮盖力、干燥性等技术指标有严格的要求。目前国际上生产金红石型二氧化钛的技术要点是：①水解制备偏钛酸时加入金红石型晶种，②煅烧前进行金红石型盐处理，如加入矿化剂、调整剂和促进剂以及二氧化钛凝胶，③在不超过950℃下煅烧。这种工艺的缺点在于生产工艺不稳定，无法大规模生产，而且污染严重，(由于不除去偏钛酸中SO₃)。

本发明的目的在于提供一种能用富钛料直接生产金红石型二氧化钛的方法，该方法设备投资比较简单，而且其产品转化率较高，基本杜绝SO₃污染。

本发明的制备金红石型颜料用二氧化钛的方法，包含以下步骤：

a、将提纯后的水合二氧化钛在搅拌情况下加水分散形成含TiO₂180～200g/l悬浊液，

b、加入过量碳酸盐在10～30℃下搅拌0.5～1小时使PH＝7～9，

c、过滤后用净化水洗涤，

d、在搅拌下加水分散成悬浊液使TiO₂浓度为180～200g/l，

e、继续搅拌加入盐酸至其含量为25～30g/l，然后

f、加热到90～100℃，保温0.5～1小时，

g、冷却到40℃以下，水洗到PH＝6.5～7，最后

h、加入矿化剂后在850～900℃煅烧4～8小时。

本发明采用的富集提纯过的水合二氧化钛，TiO₂含量在99％以上，金属杂质在50ppm以下，而且该富钛料在提纯时浸出工序中已加入5～10％浓度为31～37％的盐酸和0.1～1％的氟化物作催化剂。此种原料可以保证金红石型二氧化钛的收益率。

加入过量碳酸盐可以中合水合二氧化钛中SO₃，选用的碳酸盐为易溶性的NH₄HCO₃、Na₂CO₃、K₂CO₃、NaHCO₃、KHCO₃中任一种。

过滤后要用净化水洗涤水合二氧化钛中SO₄ ^2-，直到用BaCL₂溶液测定洗过水中SO₄ ^2-时，产生沉淀与净化水一样为止。

用盐酸漂白和漂后水洗时，加入的盐酸含铁量低于10ppm。加入盐酸后要加热保温，这样可除去水合二氧化钛中Fe³⁺、Ca²⁺、Mg²⁺等金属杂质，进一步提高水合二氧化钛的纯度，更重要的是可达到增加一价酸钛盐的水解产物和一价阴离子杂质含量(锻烧晶种)在水合二氧化钛中的存在，这样的处理会降低金红石型晶型形成的锻烧温度。

加入的矿化剂为2～3％ZnCL₂、0.3～0.5％K₂CO₃，0.12～0.2％H₃PO₄(以P₂O₅计)。

本发明的金红石型二氧化钛制备方法，金红石型转化率达100％，而且工艺稳定可靠，经过实践证明其产品质量已达到世界先进水平。按本发明方法制备的R-901、R-902、R-903经化工部涂料工业研究所用x射线衍射法晶型定量测定，三个样均为金红石型(R-TiO₂)，金红石型含量均为100％。

用本发明方法制得的产品经陕西省兴平县油漆厂、陕西省渭南东方化工厂、陕西省扶凤油墨厂、宝鸡新华塑料厂使用，各项指标均符合要求，其中遮盖力、着色力、光泽、沉降性等超过美国杜邦公司和日本石原株式会社产品。

实施例1：

先用2.62吨四川攀枝花钛精矿(含TiO₂47％)和3.79吨硫酸通过钛矿石为原料富集二氧化钛的方法制得1.22吨富集二氧化钛(含TiO₂96％)，然后将这种富钛料用2.64吨硫酸，使用二氧化钛的提纯方法制得2.42吨新的水合二氧化钛(含TiO₂1.11吨，经锻烧后纯度达99.5％，Fe含量在50ppm以下)。接着进行新的盐处理，首先把水合二氧化钛在反应槽中搅拌情况下分布均匀，使悬浊液中TiO₂含量180克/升，在继续搅拌情况下加入过量的NH₄HCO₃保持0.5小时，使PH＝7～8，然后过滤洗涤，洗到用BaCL₂溶液检验时其结果与洗涤用的水相同时为止。接着将上面得到的水合二氧化钛加入反应釜中，在搅拌的情况下加水分散均匀使悬浊液中TiO₂含量为180克/升，在继续搅拌的情况下，再加入分析纯盐酸，使悬浊液中盐酸含量30克/升，加热到95℃，保温1小时，冷却到40℃，过滤并且净化水洗涤，洗到PH＝6.5～7为止，然后按常规的方法向其中加入4％ZnCL₂0.1％碳酸钾以及0.15％磷酸(以P₂O₃计)在890℃锻烧4小时，再经粉碎后处理，(其中表面处理涂4％AL₂O₃，涂0.5％SiO₂)便可制得1吨金红石型颜料用二氧化钛。

实施例2：

先将2.38吨钛铁矿(含TiO₂52％)和3.60吨硫酸采用以钛矿石为原料富集二氧化钛的方法制得1.23吨富集二氧化钛(含TiO₂95％)，再将富钛料用2.64吨硫酸，采用的二化钛的提纯方法制得2.43吨新的水合二氧化钛(含TiO₂46％)。接着进行新的盐处理，首先把水合二氧化钛在反应槽中搅拌情况下分布均匀，使悬浊液中TiO₂含量190克/升，在继续搅拌情况下加入过量的NaHCO₃保持0.5小时，使PH＝8～9，然后过滤洗涤，洗到用BaCL₂溶液检验时其结果与洗涤用的水相同时为止。接着将上面得到的水合二氧化钛加入反应釜中，在搅拌的情况下加水分散均匀使悬浊液中TiO₂含量为190克/升，在继续搅拌的情况下加入分析纯盐酸，使悬浊液中盐酸含量25克/升，加热到97℃，保湿0.7小时后冷却到45℃过滤并且净化水洗涤，洗到PH＝6.5～7为止，然后按常规的方法向其中加入3％ZnCL₂0.2％碳酸钾以及0.2％磷酸(以P₂O₃计)，在850℃锻烧8小时，再经粉碎后处理，(其中表面处理涂3％AL₂O₃，涂0.4％SiO₂)便可制得1吨金红石型颜料用二氧化钛。

实施例3：

将2.41吨硫酸法生产的水合二氧化钛经500℃烘干，粉碎到60目(含TiO₂90％，为1.23吨)，用2.77吨硫酸，采用富钛料制备二氧化钛的方法，运用三酸法制得2.29吨水合二氧化钛(含TiO₂1.052吨)。接着进行新的盐处理，首先把水合二氧化钛在反应槽中搅拌情况下分布均匀，使悬浊液中TiO₂含量200克/升，在继续搅拌情况下加入过量的NH₄HCO₃保持1小时，使PH＝7～8，然后过滤洗涤，洗到用BaCL溶液检验时其结果与洗涤用的水相同时为止。接着将上面得到的水合二氧化钛加入反应釜中，在搅拌的情况下加水分散均匀使悬浊液中TiO₂含量为200克/升，在继续搅拌的情况下，再加入分析纯盐酸，使悬浊液中盐酸含量30克/升，加热到95℃，保温1小时，冷却到35℃，过滤并且净化水洗涤，洗到PH＝6.5～7为止，然后按常规的方法向其中加入2.5％ZnCL₂0.17％碳酸钾以及0.17％磷酸(以P₂O₃计)在890℃锻烧4小时，再经粉碎后处理，(其中表面处理涂2.5％AL₂O₃，涂0.6％SiO₂)便可制得1吨金红石型颜料用二氧化钛。

Claims

1、一种制备金红石型颜料用二氧化钛的方法，其特征在于包含：

b、加入过量碳酸盐在10～30℃下搅拌0.5～1小时使PH＝7～9，

c、过滤后用净化水洗涤，

d、在搅拌下加水分散成悬浊液使TiO₂浓度为180～200g/l，

e、继续搅拌加入盐酸至其含量为25～30g/l，然后

f、加热到90～100℃，保温0.5～1小时，

g、冷却到40℃以下，水洗到PH＝6.5～7，最后

h、加入矿化剂后在850～900℃煅烧4～8小时。

2、根据权利要求1所述的制备金红石型颜料用二氧化钛的方法，其特征在于采用提纯过的水合二氧化钛TiO₂含量在99％以上，金属杂质在50ppm以下，而且该富钛料在提纯时浸出工序中已加入5～10％浓度为31～37％的盐酸和0.1～1％的氟化物作催化剂。

3、根据权利要求1所述的制备金红石型颜料用二氧化钛的方法，其特征在于碳酸盐选用NH₄HCO₃、Na₂CO₃、K₂CO₃、NaHCO₃、KHCO₃中任一种。

4、根据权利要求1所述的制备金红石型颜料用二氧化钛的方法，其特征在于过滤后用净化水洗涤到用BaCL₂沉淀洗过水中SO₄ ^2-时产生沉淀与净化水一样为止。

5、根据权利要求1所述的制备金红石型颜料用二氧化钛的方法，其特征在于漂白和漂后水洗时加入的盐酸含铁量低于10ppm。

6、根据权利要求1所述的制备金红石型颜料用二氧化钛的方法，其特征在于加入的矿化剂为2～3％ZnCL₂、0.3～0.5％K₂CO₃，0.12～0.2％H₃PO₄(以P₂O₅计)。