CN101851435A

CN101851435A - 一种生产高亮度蓝色相金红石型钛白粉的方法

Info

Publication number: CN101851435A
Application number: CN 201010184279
Authority: CN
Inventors: 陆祥芳; 陈跃; 晏育刚; 谢登岗
Original assignee: Ningbo Xinfu Titanium Dioxide Co Ltd
Current assignee: Ningbo Xinfu Titanium Dioxide Co Ltd
Priority date: 2010-05-26
Filing date: 2010-05-26
Publication date: 2010-10-06
Anticipated expiration: 2030-05-26
Also published as: CN101851435B

Abstract

本发明公开了一种生产高亮度蓝色相金红石型钛白粉的方法，包括以下步骤：将加入金红石晶种的漂白后的偏钛酸浆料进行过滤，然后用电导率小于100μs/cm的水漂洗；然后将偏钛酸打浆制成二氧化钛浆液，进行盐处理；将经盐处理后的偏钛酸经过滤后煅烧，研磨；然后用脱盐水制成二氧化钛浆液，再加入润湿剂进行分散、砂磨；将经分散、砂磨后所得的浆液调节pH值至10-12，然后依次加入分散剂、硅盐，再调节pH值至1-4，然后加入锆盐或钛盐，再调节pH值至5-9，接着加入铝盐，熟化，调节pH值至7-8；经过滤，洗涤，干燥，有机表面处理剂处理后汽粉，即得。与现有技术相比，本发明产品亮度高，呈蓝色相，b*值低，金红石TiO₂含量、消色力、遮盖力、分散性、耐候性等质量指标均保持在较高水平。

Description

一种生产高亮度蓝色相金红石型钛白粉的方法

技术领域

本发明属于化工生产领域，具体的说是一种生产高亮度蓝色相金红石型钛白粉的方法，广泛应用于涂料、造纸、塑料、橡胶、乳胶漆、印刷油墨、化纤等行业，非颜料级钛白粉主要应用于搪瓷、电容器、冶金、电焊条等领域。

背景技术

钛白粉是最重要的无机颜料和化工原料之一，作为一种不透明的颜料，广泛应用于涂料、造纸、塑料、橡胶、乳胶漆、印刷油墨、化纤等行业；作为一种化工原料产品，主要应用于搪瓷、电容器、冶金、电焊条等领域。

目前，钛白粉的生产方法主要有氯化法和硫酸法两种，由于氯化法特有的工艺和技术而生产的钛白粉具有较高的白度、亮度和蓝色相，外观和性能上上具有很强的市场竞争力和价格优势。而硫酸法则存在亮度低、呈黄色相、b*值高等缺点，为此，有人对硫酸法生产钛白粉做出了一些改进，如：

中国发明专利公开号CN1810652名为“一种金红石型钛白粉及其制备方法”。该发明钛白粉的制备工艺为：在偏钛酸浆料中加入组合盐处理剂前先加入0.2％～0.7％的锆离子溶液，其中锆离子溶液的加入量是指ZrO2占TiO2总量的重量百分比。但蓝相不小于2.5，仅仅在色相上进行改进金红石型钛白粉初品。

在申请号CN02806266.3名称为“具有改进的光泽度和/或耐久性的二氧化钛颜料”的中国专利申请中公开了用多种金属盐处理二氧化钛制备所述二氧化钛颜料，其中至少一种金属盐能够提供单价阴离子，此方法仅仅改进的是光泽度和耐久性。

因此，现有初品存在着亮度和蓝色相不能同时兼得，最终产品亮度低、b*高、黄色相的缺点。

发明内容

本发明针对现有技术中的不足，提供了一种生产高亮度蓝色相金红石型钛白粉的方法。

为了解决上述技术问题，本发明通过下述技术方案得以解决：

一种生产高亮度蓝色相金红石型钛白粉的方法，其特征在于包括以下步骤：

a、将加入金红石晶种的漂白后的偏钛酸浆料进行过滤，然后用电导率小于100μs/cm的水漂洗2-6小时；

b、将步骤a中经漂洗后所得的偏钛酸打浆制成二氧化钛浓度为300-400g/l的浆液，加入按任意顺序先后加入如下盐处理剂进行盐处理：钾盐溶液、磷盐溶液、锌盐溶液、铝盐溶液、氧化锑，然后搅拌均匀；

c、将步骤b中经盐处理后所得的偏钛酸经过滤后在800-1000℃条件下煅烧，研磨得到325目筛余物小于2％的金红石型钛白粉初品；

d、将步骤c所得初品用脱盐水制成二氧化钛浓度为650-850g/l的浆液，再加入润湿剂进行分散、砂磨；

e、将步骤d中经分散、砂磨后所得的浆液在40-90℃条件下进行如下处理：首先调节pH值至10-12，然后在10-60min中内加入分散剂，加入分散剂后的30-60min中内加入硅盐，再调节pH值至1-4，然后在10-60min中内加入锆盐或钛盐，然后调节pH值至5-9，然后在60-120min中内加入铝盐，熟化60-120min，调节pH值至7-8；

f、将步骤e所得的浆液过滤，然后进行洗涤、干燥，经有机表面处理剂处理后汽粉，即得。

本发明采用电导率低的水质进行漂洗，采用钾离子溶液、磷盐溶液、锌盐溶液、铝盐溶液、氧化锑进行盐处理，采用分散剂、硅盐、锆盐或钛盐、铝盐对二氧化钛进行包膜处理，获得了所需要的光学特性——高亮度、蓝色相，外观和性能上与氯化法相接近。

优选的，步骤a中水是经阳床树脂、阴床树脂交换的脱盐水或经阳床树脂、阴床树脂交换和阴阳混床树脂交换的脱盐水。

优选的，步骤b中钾盐溶液是碳酸钾溶液、硫酸钾溶液、氯化钾溶液或氢氧化钾溶液中的一种或多种；磷盐溶液是磷酸、磷酸铵、磷酸一氢铵或磷酸二氢铵溶液中的一种或多种；锌盐溶液是硫酸锌溶液、氯化锌溶液或氧化锌乳液中一种或多种；铝盐溶液是硫酸铝溶液或氯化铝溶液中的一种或多种；

其中，步骤b中盐处理剂加入量为以TiO₂计偏钛酸质量的百分数，其中，钾盐溶液加入量以K₂O计为0.3-0.6％；磷盐溶液加入量以P₂O₅计为0.05-0.25％；锌盐溶液加量以ZnO计为0.1-0.4％；铝盐溶液以Al₂O₃计为0.2-0.6％；氧化锑加量以Sb₂O₃计为0.01-0.10％。

优选的，步骤c煅烧是指采用Φ2400、Φ2600、Φ2800、Φ3000、Φ3200或Φ3600的回转窑采用燃料为柴油、煤气、液化气或天然气进行煅烧，步骤b中经盐处理后所得的偏钛酸在回转窑中停留时间为8-16小时，煅烧温度800-1000℃是指离落料口4米处温度测量点的温度。

优选的，步骤d润湿剂是六偏磷酸钠、氢氧化钠、异丙醇胺、焦磷酸钠、单乙醇胺或硅酸钠中的一种或多种；

步骤d润湿剂加入量为以TiO₂计的质量百分数，其中，六偏磷酸钠加入量以P₂O₅计为0.05-0.25％，异丙醇胺加入量0.05-0.1％，焦磷酸钠加入量以P₂O₅计为0.05-0.25％，单乙醇胺加入量0.1-0.2％，硅酸钠以SiO₂计为0.05-0.25％；氢氧化钠调pH值在8-10。

优选的，步骤e分散剂至少是六偏磷酸钠和硅酸钠中的一种，其加入量为以TiO₂计的质量百分数：六偏磷酸钠加入量以P₂O₅计为0.05-0.25％，硅酸钠加入量以SiO₂计为0.05-0.25％。

优选的，步骤e硅盐为硅酸钠，硅盐加量为以TiO₂计的质量百分数：硅酸钠加入量以SiO₂计为0.5-1.5％。

优选的，步骤e锆盐或钛盐为硫酸锆、硫酸氧锆、氯化锆或氯化氧锆中的一种；钛盐为硫酸钛、硫酸氧钛、氯化钛或氯化氧钛中的一种；

锆盐的浓度以ZrO₂计为100g/l，钛盐的浓度以TiO₂计为100g/l，锆盐或钛盐加量为以TiO₂计的质量百分数：锆盐以ZrO₂计为0.5-1.5％，钛盐以TiO₂计为0.5-1.5％。

优选的，步骤e铝盐为硫酸铝或偏铝酸钠中的一种，铝盐的浓度以Al₂O₃计为100g/l，铝盐加入量为以TiO₂计的质量百分数：以Al₂O₃计为2-4％。

优选的，步骤f中有机表面处理剂为季戊四醇、单乙醇胺、TME、TMP中的一种，或者为聚硅氧烷、改性硅氧烷、硅烷偶联剂中的一种，加量为以TiO₂计的质量百分数：有机表面处理剂加入量以C计为0.1-0.4％。

本发明与现有技术相比，具有如下有益效果：

1)亮度高，亮度Jason值可以达到94.8以上；

2)呈蓝色相，b^*值低，其范围在1.7-1.9之间；

3)金红石TiO₂含量、消色力、遮盖力、分散性、耐候性等质量指标均保持在较高水平。

具体实施方式

下面结合附图与具体实施方式对本发明作进一步详细描述：

实施例1

将加入金红石晶种的漂白后偏钛酸浆料进行过滤，用电导率为10μs/cm的脱盐水进行漂洗4小时；漂洗后偏钛酸打浆制成二氧化钛浓度为300g/l的浆液，体积为40M3，加入氧化锑2.4Kg，搅拌5min，浓度为300g/l(以K2O计)碳酸钾溶液120L，搅拌5min，加入85％磷酸30Kg，搅拌5min，加入浓度为100g/l(以ZnO计)硫酸锌溶液120L，搅拌5min，加入浓度为100g/l(以Al2O3计)氯化铝溶液240L，搅拌90min；将盐处理后偏钛酸经过滤后固含量45％进入回转窑进行煅烧，在回转窑停留12小时，控制离落窑口温度在880℃，研磨得到325目筛余物1.5％的金红石型钛白粉初品；将所得初品用脱盐水制成二氧化钛浓度为650g/l浆液，体积为30M3，加入异丙醇胺19.5Kg，用200g/lNaOH调pH值为9.0，进行分散、砂磨；将砂磨后所得二氧化钛浆液稀释至浓度为250g/l，体积80M3，升温至60℃，用NaOH调节pH值为11，10min中内加入六偏磷酸钠200L，然后在30min内加入硅酸钠1000L，用盐酸调节pH值为1.5，20min中内加入氯化氧锆2000L，搅拌15min，用氢氧化钠调节pH值为8.5，60min中内加入偏铝酸钠8000L，熟化120min，调节pH值7.5；将所得二氧化钛浆液过滤，洗涤1小时，经闪蒸干燥使二氧化钛水分为0.3％，在汽粉时加入硅烷偶联剂，加入量以C含量计为0.3％，即得。

实施例2

将加入金红石晶种的漂白后偏钛酸浆料进行过滤，用电导率为10μs/cm的脱盐水进行漂洗3小时；漂洗后偏钛酸打浆制成二氧化钛浓度为300g/l的浆液，体积为40M3，加入氧化锑5Kg，搅拌5min，浓度为300g/l(以K2O计)碳酸钾溶液160L，搅拌5min，加入85％磷酸25Kg，搅拌5min，加入浓度为100g/l(以ZnO计)硫酸锌溶液200L，搅拌5min，加入浓度为100g/l(以Al2O3计)氯化铝、溶液240L，搅拌90min；将盐处理后偏钛酸经过滤后固含量45％进入回转窑进行煅烧，在回转窑停留12小时，控制离落窑口温度在850℃，研磨得到325目筛余物1.5％的金红石型钛白粉初品；将所得初品用脱盐水制成二氧化钛浓度为650g/l浆液，体积为30M3，加入异丙醇胺15Kg，用200g/lNaOH调pH值为9.0，进行分散、砂磨；将砂磨后所得二氧化钛浆液稀释至浓度为250g/l，体积80M3，升温至60℃，用NaOH调节pH值为11，10min中内加入六偏磷酸钠200L，然后在60min内加入硅酸钠1500L，用硫酸调节pH值为1.5，20min中内加入硫酸氧锆2000L，搅拌15min，用氢氧化钠调节pH值为6.0，60min中内加入硫酸铝8000L，熟化120min，调节pH值7.5；将所得二氧化钛浆液过滤，洗涤1小时，经闪蒸干燥使二氧化钛水分为0.3％，在汽粉时加入硅烷偶联剂，加入量以C含量计为0.3％，即得。

实施例3

将加入金红石晶种的漂白后偏钛酸浆料进行过滤，用电导率为10μs/cm的脱盐水进行漂洗3小时；漂洗后偏钛酸打浆制成二氧化钛浓度为300g/l的浆液，体积为40M3，加入氧化锑5Kg，搅拌5min，浓度为300g/l(以K2O计)碳酸钾溶液160L，搅拌5min，加入85％磷酸25Kg，搅拌5min，加入浓度为100g/l(以ZnO计)硫酸锌溶液60L，搅拌5min，加入浓度为100g/l(以Al2O3计)硫酸铝溶液240L，搅拌90min；将盐处理后偏钛酸经过滤后固含量45％进入回转窑进行煅烧，在回转窑停留12小时，控制离落窑口温度在920℃，研磨得到325目筛余物1.5％的金红石型钛白粉初品；将所得初品用脱盐水制成二氧化钛浓度为650g/l浆液，体积为30M3，加入六偏磷酸钠400L，用200g/lNaOH调pH值为9.0，进行分散、砂磨；将砂磨后所得二氧化钛浆液稀释至浓度为250g/l，体积80M3，升温至60℃，用NaOH调节pH值为11，10min中内加入硅酸钠200L，用硫酸调节pH值为1.5，20min中内加入硫酸氧锆2000L，搅拌15min，用氢氧化钠调节pH值为6.0，60min中内加入硫酸铝6000L，熟化120min，调节pH值7.5；将所得二氧化钛浆液过滤，洗涤1小时，经闪蒸干燥使二氧化钛水分为0.3％，在汽粉时加入硅烷偶联剂，加入量以C含量计为0.3％，即得。

实施例4

将加入金红石晶种的漂白后偏钛酸浆料进行过滤，用电导率为10μs/cm的脱盐水进行漂洗4小时；漂洗后偏钛酸打浆制成二氧化钛浓度为300g/l的浆液，体积为40M3，加入氧化锑2Kg，搅拌5min，浓度为300g/l(以K2O计)碳酸钾溶液160L，搅拌5min，加入85％磷酸25Kg，搅拌5min，加入浓度为100g/l(以ZnO计)硫酸锌溶液200L，搅拌5min，加入浓度为100g/l(以Al2O3计)硫酸铝溶液240L，搅拌90min；将盐处理后偏钛酸经过滤后固含量45％进入回转窑进行煅烧，在回转窑停留12小时，控制离落窑口温度在850℃，研磨得到325目筛余物1.5％的金红石型钛白粉初品；将所得初品用脱盐水制成二氧化钛浓度为650g/l浆液，体积为30M3，加入六偏磷酸钠400L，用200g/lNaOH调pH值为9.0，进行分散、砂磨；将砂磨后所得二氧化钛浆液稀释至浓度为250g/l，体积80M3，升温至60℃，用NaOH调节pH值为11，10min中内加入硅酸钠200L，用硫酸调节pH值为1.5，20min中内加入硫酸氧锆2000L，搅拌15min，用氢氧化钠调节pH值为6.0，60min中内加入硫酸铝6000L，熟化120min，调节pH值7.5；将所得二氧化钛浆液过滤，洗涤1小时，经闪蒸干燥使二氧化钛水分为0.3％，在汽粉时加入硅烷偶联剂，加入量以C含量计为0.3％，即得。

Claims

1.一种生产高亮度蓝色相金红石型钛白粉的方法，其特征在于包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的一种生产高亮度蓝色相金红石型钛白粉的方法，其特征在于：步骤a中所述的水是经阳床树脂、阴床树脂交换的脱盐水或经阳床树脂、阴床树脂交换和阴阳混床树脂交换的脱盐水。

3.根据权利要求1所述的一种生产高亮度蓝色相金红石型钛白粉的方法，其特征在于：步骤b中所述的钾盐溶液是碳酸钾溶液、硫酸钾溶液、氯化钾溶液或氢氧化钾溶液中的一种或多种；所述的磷盐溶液是磷酸、磷酸铵、磷酸一氢铵或磷酸二氢铵溶液中的一种或多种；所述的锌盐溶液是硫酸锌溶液、氯化锌溶液或氧化锌乳液中一种或多种；所述的铝盐溶液是硫酸铝溶液或氯化铝溶液中的一种或多种；

其中，步骤b中所述的盐处理剂加入量为以TiO₂计偏钛酸质量的百分数，其中，钾盐溶液加入量以K₂O计为0.3-0.6％；磷盐溶液加入量以P₂O₅计为0.05-0.25％；锌盐溶液加量以ZnO计为0.1-0.4％；铝盐溶液以Al₂O₃计为0.2-0.6％；氧化锑加量以Sb₂O₃计为0.01-0.10％。

4.根据权利要求1所述的一种生产高亮度蓝色相金红石型钛白粉的方法，其特征在于：步骤c所述的煅烧是指采用Φ2400、Φ2600、Φ2800、Φ3000、Φ3200或Φ3600的回转窑采用燃料为柴油、煤气、液化气或天然气进行煅烧，步骤b中经盐处理后所得的偏钛酸在回转窑中停留时间为8-16小时，煅烧温度800-1000℃是指离落料口4米处温度测量点的温度。

5.根据权利要求1所述的一种生产高亮度蓝色相金红石型钛白粉的方法，其特征在于：步骤d所述的润湿剂是六偏磷酸钠、氢氧化钠、异丙醇胺、焦磷酸钠、单乙醇胺或硅酸钠中的一种或多种；

步骤d所述的润湿剂加入量为以TiO₂计的质量百分数，其中，六偏磷酸钠加入量以P₂O₅计为0.05-0.25％，异丙醇胺加入量0.05-0.1％，焦磷酸钠加入量以P₂O₅计为0.05-0.25％，单乙醇胺加入量0.1-0.2％，硅酸钠以SiO₂计为0.05-0.25％；氢氧化钠调pH值在8-10。

6.根据权利要求1所述的一种生产高亮度蓝色相金红石型钛白粉的方法，其特征在于：步骤e所述的分散剂至少是六偏磷酸钠和硅酸钠中的一种，其加入量为以TiO₂计的质量百分数：六偏磷酸钠加入量以P₂O₅计为0.05-0.25％，硅酸钠加入量以SiO₂计为0.05-0.25％。

7.根据权利要求1所述的一种生产高亮度蓝色相金红石型钛白粉的方法，其特征在于：步骤e所述的硅盐为硅酸钠，所述的硅盐加量为以TiO₂计的质量百分数：硅酸钠加入量以SiO₂计为0.5-1.5％。

8.根据权利要求1所述的一种生产高亮度蓝色相金红石型钛白粉的方法，其特征在于：步骤e所述的锆盐或钛盐为硫酸锆、硫酸氧锆、氯化锆或氯化氧锆中的一种；钛盐为硫酸钛、硫酸氧钛、氯化钛或氯化氧钛中的一种；

所述的锆盐的浓度以ZrO₂计为100g/l，钛盐的浓度以TiO₂计为100g/l，所述的锆盐或钛盐加量为以TiO₂计的质量百分数：锆盐以ZrO₂计为0.5-1.5％，钛盐以TiO₂计为0.5-1.5％。

9.根据权利要求1所述的一种生产高亮度蓝色相金红石型钛白粉的方法，其特征在于：步骤e所述的铝盐为硫酸铝或偏铝酸钠中的一种，铝盐的浓度以Al₂O₃计为100g/l，所述的铝盐加入量为以TiO₂计的质量百分数：以Al₂O₃计为2-4％。

10.根据权利要求1所述的一种生产高亮度蓝色相金红石型钛白粉的方法，其特征在于：步骤f中所述的有机表面处理剂为季戊四醇、单乙醇胺、TME、TMP中的一种，或者为聚硅氧烷、改性硅氧烷、硅烷偶联剂中的一种，加量为以TiO₂计的质量百分数：有机表面处理剂加入量以C计为0.1-0.4％。