二氧化钛颜料的制造方法


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    氯化法

    氯化法因为需要价格高昂的氯,所以最好使用高品位的原料矿石。在表4的原料中,通常使用的是天然金红石和合成金红石(例如Rupaque)6)。由于高品位的天然金红石偏布于澳大利亚和非洲所以如何使合成金红石一类的低品位矿富矿化,是此一工艺方法的重要课题之一。矿石是在高温还原状态下氯化的,结果Ti成为TiC14而Fe则成为FeCl2。经过冷凝处理后,氯化铁就与液体的TiCl4分离。

    这样制取的粗TiC14将于精馏之后,添加核生成剂,然后以1000℃以上的温度使之与氧发生瞬时反应以制取粗二氧化钛(TiO2)。

    上述工艺过程是以高温状态,在短时间内进行反应的。通常条件下将全部成为金红石型的二氧化钛。为了对通过上述氧化分解过程制取的粗二氧化钛给予颜料所应具备的性质,随后还得进行各种加工处理,具体方法与硫酸法相同。

    1791年,Gregor在分析砂铁的时候发现了一种新的白色金屑氧化物,其后这一物质被确定为二氧化钛。及至1912年,Jebsen和Farup确立了从原料矿石制造白色颜料的硫酸法,并且从1916年起开始进行工业化生产。走上1940年代以后,氧化法的工业化生产工艺也迈入了研究阶段,而在50年代末叶正式投产。目前,硫酸法和氯化法已平行而立,成为二氧化钛生产的两种主要方式。

    在日本,以国产砂铁为原料的工业化生产,可以追溯到1920年代。但一直到我公司进口钛铁矿,实现了金红石型二氧化钛的国产化以后,日本产二氧化钛的质量才在国际市场上受到了评价。

    硫酸法

    通常硫酸法的工艺流程,所使用的原料矿石有:北美、拉美、印度、挪威、澳大利亚、马来西亚、斯里兰卡、非洲、苏联产的钛铁矿。此外,经过脱铁,并加以浓缩的含钛熔渣也受到利用。

    制造工艺概要如下:

    首先,用硫酸蒸煮经过粉碎处理的原料矿石,以硫酸盐的形态抽出钛和铁。接着,以晶析分离法去除硫酸铁,然后过滤精制剩下的硫酸氧钛,并进行加热水解,这样含水的二氧化钛就沉淀下来。这些含水二氧化钛经过过滤洗涤去除夹杂物并且添加粒径调节剂后,再以800-1000℃的温度进行燃烧,就可制成粗二氧化钛。

    所制取的二氧化钛究竞是金红石型,或是锐钛矿型,将由加热水解时添加的核生成剂种类决定。

    最后,为了使上述组二氧化钛具备颜料应有的性质,还得经过粉碎、整粒和表面处理等加工工序,才能获得通称的二氧化钛颜料。
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