CN113462198A - 一种利用硫酸钡共沉淀法制备复合钛白粉的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及钛白合成废酸处理技术领域，尤其是指一种利用硫酸钡共沉淀法制备复合钛白粉的方法，包括以下步骤：S1，制备精钛液；S2，取步骤S1制备的精钛液与钡盐进行反应，利用硫酸钡合成的共沉淀的方式，使精钛液中的硫酸根被钡离子沉淀为硫酸钡沉淀，同时精钛液随着酸度降低沉淀为水合二氧化钛，得到硫酸钡与水合二氧化钛的共沉淀物；S3，将步骤S2得到的硫酸钡与水合二氧化钛的共沉淀物经过滤洗涤、煅烧、粉碎、后处理得到钛白粉和硫酸钡的复合粉体。本发明制得的复合硫酸钡钛白粉体具有硫酸钡的高耐酸、耐碱、抗老化、耐晒功能，同时将钛白粉的粒子充分分散，提高钛白粉消色力、遮盖力的利用效率。

Description

一种利用硫酸钡共沉淀法制备复合钛白粉的方法
技术领域
本发明涉及钛白合成废酸处理技术领域，尤其是指一种利用硫酸钡共沉淀法制备复合钛白粉的方法。
背景技术
钛白粉被认为是目前世界上性能最好的一种白色颜料，广泛应用于涂料、塑料、造纸、印刷油墨、化纤、橡胶、化妆品等工业。钛白粉广泛用于涂料、塑料、橡胶、油墨、纸张、化纤、陶瓷、日化、医药、食品等行业。涂料行业是钛白粉的最大用户，特别是金红石型钛白粉，大部分被涂料工业所消耗。用钛白粉制造的涂料，色彩鲜艳，遮盖力高，着色力强，用量省，品种多，对介质的稳定性可起到保护作用，并能增强漆膜的机械强度和附着力，防止裂纹，防止紫外线和水分透过，延长漆膜寿命。塑料行业是第二大用户，在塑料中加入钛白粉，可以提高塑料制品的耐热性、耐光性、耐候性，使塑料制品的物理化学性能得到改善，增强制品的机械强度，延长使用寿命。造纸行业是钛白粉第三大用户，作为纸张填料，主要用在高级纸张和薄型纸张中。在纸张中加入钛白粉，可使纸张具有较好的白度，光泽好，强度高，薄而光滑，印刷时不穿透，质量轻。造纸用钛白粉一般使用未经表面处理的锐钛型钛白粉，可以起到荧光增白剂的作用，增加纸张的白度。但层压纸要求使用经过表面处理的金红石型钛白粉，以满足耐光、耐热的要求。钛白粉还是高级油墨中不可缺少的白色颜料。含有钛白粉的油墨耐久不变色，表面润湿性好，易于分散。油墨行业所用的钛白粉有金红石型，也有锐钛型。纺织和化学纤维行业是钛白粉的另一个重要应用领域。化纤用钛白粉主要作为消光剂。由于锐钛型比金红型软，一般使用锐钛型。化纤用钛白粉一般不需表面处理，但某些特殊品种为了降低二氧化钛的光化学作用，避免纤维在二氧化钛光催化的作用下降解，需进行表面处理。
钛白粉是最好的白色颜料，但是具有光催化性能。在紫外光下，钛白粉具有光催化性，将有机物分解为二氧化碳和水。导致钛白粉生产的产品出现不耐晒的问题。同时二氧化钛是两性，与酸、碱都会发生分解反应。
硫酸钡粉体在自然界中非常稳定，难溶于水，与酸碱都不反应。硫酸钡同时具有高光泽、高白度的特点。
为了提高钛白粉的利用率，市场上出现了大量复合钛白。市场上的复合钛白多数采用碳酸钙、滑石粉、膨润土、硫酸钡等粉体与钛白粉直接物理混合而来。虽然大量文献有以低价的原料为核，在表面包覆二氧化钛的工艺技术，但是均未实现工业化生产。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种利用硫酸钡共沉淀法制备复合钛白粉的方法，复合硫酸钡钛白粉体具有硫酸钡的高耐酸、耐碱、抗老化、耐晒功能，同时将钛白粉的粒子充分分散，提高钛白粉消色力、遮盖力的利用效率。
为了解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：
一种利用硫酸钡共沉淀法制备复合钛白粉的方法，包括以下步骤：
S1，制备精钛液；
S2，取步骤S1制备的精钛液与钡盐进行反应，利用硫酸钡合成的共沉淀的方式，使精钛液中的硫酸根被钡离子沉淀为硫酸钡沉淀，同时精钛液随着酸度降低沉淀为水合二氧化钛，得到硫酸钡与水合二氧化钛的共沉淀物；
S3，将步骤S2得到的硫酸钡与水合二氧化钛的共沉淀物经过滤洗涤、煅烧、粉碎、后处理得到钛白粉和硫酸钡的复合粉体。
优选地，步骤S1中制备精钛液的方法：用硫酸将钛精矿酸解成钛液，将钛液沉淀过滤去除酸不溶物，冷冻结晶过滤去除硫酸亚铁，得到一定浓度的精钛液，精钛液为硫酸氧钛酸液。
优选地，步骤S2中的钡盐为碳酸钡、氯化钡、硝酸钡其中的一种。
优选地，步骤S2中的钡盐用工艺水化浆，定速加入精钛液中搅拌至pH到1.5～2.5。
优选地，步骤S3中过滤洗涤至洗水电导率小于150。
优选地，步骤S3中的煅烧温度为900～1200℃，煅烧时长50～70分钟。
本发明的有益效果：
本发明制备的复合硫酸钡和钛白粉的复合粉体具有硫酸钡的高耐酸、耐碱、抗老化、耐晒功能，同时将钛白粉的粒子充分分散，提高钛白粉消色力、遮盖力的利用效率。
附图说明
图1为本发明的遮盖力检测结果图。
具体实施方式
为了便于本领域技术人员的理解，下面结合实施例与附图对本发明作进一步的说明，实施方式提及的内容并非对本发明的限定。
实施例1
硫酸法钛白生产过程用硫酸将钛精矿酸解成钛液，将钛液沉淀过滤去除酸不溶物，冷冻结晶过滤去除硫酸亚铁，得到精钛液(硫酸氧钛酸液)，其中TiO2含量170g/L、硫酸含量23％。
实施例2
取实施例1中制得的精钛液800ml作为溶液A；再取350g碳酸钡用工艺水500ml化浆得到溶液B；将溶液B以一定的流速加入到溶液A中，边加入边搅拌直至pH到1.5～2.5时，停止加入溶液B。继续搅拌20分钟后进行过滤洗涤至洗水的导电率小于150。然后在1050℃下煅烧60分钟，粉碎得到复合硫酸钡钛白粉体。
实施例3
取实施例1中制得的精钛液800ml，采用硫酸法钛白生产方式直接进行水解得到水和二氧化碳(偏钛酸)，过滤洗涤至洗水的导电率小于150。然后在1050℃下煅烧60分钟，粉碎得到钛白粉体。
将实施例2-3进行性能测试，测试结果如图1所示：
1号是取实施例3制得的50g钛白粉，加入125g硫酸钡混合，钛白粉含量28.57％；
2号是使用实施例2制得的复合硫酸钡钛白粉体，其中钛白粉含量25％、硫酸钡含量75％；
3号是100％硫酸钡粉。
1号的遮盖力稍低于2号，1号钛白粉含量较2号高3.57％。2号的白度远高于1号样品，由此可见，采用本方法制得的复合硫酸钡钛白粉体遮盖力更强。
遮盖力的测定：基于GB 1726-1979《涂料遮盖力测定法》进行测定；
最后需要说明，上述描述仅为本发明的优选实施例，本领域的技术人员在本发明的启示下，在不违背本发明宗旨及权利要求的前提下，可以做出多种类似的表示，这样的变换均落入本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种利用硫酸钡共沉淀法制备复合钛白粉的方法，其特征在于：包括以下步骤：
S1，制备精钛液；
S2，取步骤S1制备的精钛液与钡盐进行反应，利用硫酸钡合成的共沉淀的方式，使精钛液中的硫酸根被钡离子沉淀为硫酸钡沉淀，同时精钛液随着酸度降低沉淀为水合二氧化钛，得到硫酸钡与水合二氧化钛的共沉淀物；
S3，将步骤S2得到的硫酸钡与水合二氧化钛的共沉淀物经过滤洗涤、煅烧、粉碎、后处理得到钛白粉和硫酸钡的复合粉体。
2.根据权利要求1所述的一种利用硫酸钡共沉淀法制备复合钛白粉的方法，其特征在于：步骤S1中制备精钛液的方法：用硫酸将钛精矿酸解成钛液，将钛液沉淀过滤去除酸不溶物，冷冻结晶过滤去除硫酸亚铁，得到一定浓度的精钛液，精钛液为硫酸氧钛酸液。
3.根据权利要求1所述的一种利用硫酸钡共沉淀法制备复合钛白粉的方法，其特征在于：步骤S2中的钡盐为碳酸钡、氯化钡、硝酸钡其中的一种。
4.根据权利要求1所述的一种利用硫酸钡共沉淀法制备复合钛白粉的方法，其特征在于：步骤S2中的钡盐用工艺水化浆，定速加入精钛液中搅拌至pH到1.5～2.5。
5.根据权利要求1所述的一种利用硫酸钡共沉淀法制备复合钛白粉的方法，其特征在于：步骤S3中过滤洗涤至洗水电导率小于150。
6.根据权利要求1所述的一种利用硫酸钡共沉淀法制备复合钛白粉的方法，其特征在于：步骤S3中的煅烧温度为900～1200℃，煅烧时长50～70分钟。
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