CN105985667A

CN105985667A - 氯化法钛白尾气的再利用方法和钛白粉包膜产品

Info

Publication number: CN105985667A
Application number: CN201510053407.5A
Authority: CN
Inventors: 刘建良; 周燕; 赵泽权; 杨英; 李海燕; 吉利明; 符萍仙
Original assignee: Yunnan Xinli Nonferrous Metals Co Ltd
Current assignee: Yunnan Xinli Nonferrous Metals Co Ltd
Priority date: 2015-02-02
Filing date: 2015-02-02
Publication date: 2016-10-05

Abstract

本发明提出了氯化法钛白尾气的再利用方法和钛白粉包膜产品，其中，氯化法钛白尾气的再利用方法包括：(1)将所述氯化法钛白尾气在洗涤塔内进行淋洗处理，以便使所述氯化法钛白尾气内含有的四氯化硅与水反应生成胶状的硅酸；(2)利用热氢氧化钠溶液对淋洗塔进行清洗处理，以便得到硅酸钠溶液；以及(3)利用所述硅酸钠溶液对钛白粉进行包膜处理。利用该方法可以有效地将尾气中含有的四氯化硅进行回收，并将其以硅酸钠的形式用于钛白粉产品的包膜处理，由此不仅达到对尾气的净化处理，降低了尾气处理的成本，同时降低了钛白粉包膜处理的成本。

Description

氯化法钛白尾气的再利用方法和钛白粉包膜产品

技术领域

本发明属于钛白粉生产领域，具体而言，本发明涉及一种氯化法钛白尾气的再利用方法和利用该方法包膜处理得到的钛白粉包膜产品。

背景技术

钛白粉的化学名称为二氧化钛，是钛最重要的化合物，分子式为TiO₂，金红石型二氧化钛的相对密度为4.2～4.3g/cm3。它无毒，是一种化学性质十分稳定的(偏酸性)氧化物。在常温下，几乎不与其他化合物(包括元素)作用。

二氧化钛除了具有非常稳定的化学性质以外，还具有高折射率，理想的粒度分布，优良的白度、光泽、分散性、润湿性、遮盖力、着色力、耐候(光)性以及低的吸油量，是一种性能优异的白色颜料，广泛应用于涂料、橡胶、塑料、造纸、印刷油墨、日用化工、电子工业、微机电和环保工业等。

氯化法钛白粉生产技术比硫酸法生产技术更先进、更环保是国际钛白粉生产企业的共识。所以近年来，国际知名钛白粉生产企业使用氯化法生产的钛白粉比例持续升高。总之，目前氯化法工艺生产钛白粉的优越性已经得到各国认同，并且氯化法产量也持续增加。

采用氯化法生产钛白粉也会产生大量的尾气，其含有大量CO、CO₂、及少量TiCL₄、HCl、SiCL₄，若直接排放，可能会发生爆炸、中毒及严重的环境污染。并且由于其中四氯化硅的存在，在钛白粉尾气处理过程中会出现严重的设备堵塞现象，不易处理。

发明内容

本发明旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。

为此，本发明的一个目的在于提出一种氯化法钛白尾气的再利用方法，包括：

(1)将所述氯化法钛白尾气在洗涤塔内进行淋洗处理，以便使所述氯化法钛白尾气内含有的四氯化硅与水反应生成胶状的硅酸；

(2)利用热氢氧化钠溶液对淋洗塔进行清洗处理，以便得到硅酸钠溶液；以及

(3)利用所述硅酸钠溶液对钛白粉进行包膜处理。

通过采用本发明上述实施例的氯化法钛白尾气的再利用方法，可以有效地将尾气中含有的四氯化硅进行回收，并将其以硅酸钠的形式用于钛白粉产品的包膜处理，由此不仅达到对尾气的净化处理，有效防止四氯化硅堵塞设备，同时将其进行了再利用，降低了尾气处理的成本。另外将回收得到的硅酸钠用于钛白粉产品的包膜处理，还可以显著节省了包膜材料成本。因此，采用本发明上述实施例的氯化法钛白尾气的再利用方法可以同时降低钛白粉生产产业的尾气处理成本和包膜成本。

在本发明的一些实施例中，所述热氢氧化钠溶液的温度为25-35摄氏度。

在本发明的一些实施例中，利用所述硅酸钠溶液对钛白粉进行包膜处理进一步包括：

(3-1)将所述钛白粉配置成悬浮浆液，并将所述悬浮浆液加入所述硅酸钠溶液中，以便得到混合浆料；

(3-2)将所述混合浆料加热至40-80摄氏度，且调节pH值至8-12；

(3-3)将步骤(3-2)得到的混合浆料搅拌5-20分钟；以及

(3-4)将步骤(3-3)得到的混合浆料的pH值调节至6.5-7.5，以便完成硅薄膜处理。

在本发明的一些实施例中，在步骤(3-1)中，所述悬浮浆液中钛白粉的质量浓度为300-750g/l。

在本发明的一些实施例中，在步骤(3-1)中，所述硅酸钠的质量浓度为10-30％。

在本发明的一些实施例中，在步骤(3-1)中，所述混合浆料中所述悬浮浆液与所述硅酸钠溶液的质量比为16-30。

在本发明的一些实施例中，在步骤(3-4)中，调节pH值的时间为10-30分钟。

在本发明的一些实施例中，上述氯化法钛白尾气的再利用方法进一步包括：

(4)将步骤(3-4)中得到完成硅薄膜处理后的混合浆料进行铝包膜或者锆包膜处理。

根据本发明的第二方面，本发明提出了一种钛白粉包膜产品，所述钛白粉包膜产品采用前面所述的氯化法钛白尾气的再利用方法进行包膜处理得到。

附图说明

图1是根据本发明一个实施例的氯化法钛白尾气的再利用方法的流程图。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

根据本发明的一个方面，本发明提出了一种氯化法钛白尾气的再利用方法。该方法包括：

(3)利用所述硅酸钠溶液对钛白粉进行包膜处理。

下面参考图1详细描述本发明具体实施例的氯化法钛白尾气的再利用方法。

S100：淋洗处理

根据本发明的具体实施例，氯化法钛白尾气中含有多种气体，例如四氯化钛气体、四氯化硅气体、氯化氢气体等等。首先将氯化法钛白尾气在洗涤塔内进行淋洗处理，以便使氯化法钛白尾气内含有的四氯化硅与水反应生成胶状的硅酸。

根据本发明的具体实施例，为了提高硅酸的纯度，可以多次有目的地对氯化法钛白尾气进行淋洗处理，例如，在一个淋洗塔除去四氯化钛气体、在另一个淋洗塔内除去氯化氢气体等等，并且还可以对一种气体进行多次淋洗处理，直到以最终淋洗后的气体满足要求为止。

S200：清洗处理

根据本发明的具体实施例，进一步地，利用热氢氧化钠溶液对淋洗塔进行清洗处理，以便得到硅酸钠溶液。发明人发现，通过采用热的氢氧化钠对淋洗塔进行清洗处理，可以提高氢氧化钠对成胶状的硅酸的溶解效果，进而提高清洗效率。

根据本发明的具体实施例，采用的热的氢氧化钠溶液的温度为25-35摄氏度。由此不仅可以提高溶解成胶状的硅酸的溶解效率，同时还可以进一步提高氢氧化钠与硅酸的反应效率。

根据本发明的具体实施例，上述淋洗处理和清洗处理过程中发生的化学反应可以用下列反应式表示：

SiCl₄+3H₂O→H₂SiO₃+4H⁺+4Cl^- (1)

H₂SiO₃+2NaOH→Na₂SiO₃+2H₂O (2)

由此，通过上述方法可以有效地对氯化法钛白尾气中的硅进行回收，进而降低尾气的处理成本。

S300：包膜处理

根据本发明的具体实施例，可以利用上述清洗处理得到的硅酸钠溶液对钛白粉进行包膜处理。由此提高尾气处理的附加产值，降低尾气处理成本，同时以回收得到的硅酸钠溶液作为包膜液，可以进一步降低包膜成本。

根据本发明的具体实施例，利用所述硅酸钠溶液对钛白粉进行包膜处理进一步包括：

(3-2)将所述混合浆料加热至40-80摄氏度，且调节pH值至8-12；

(3-3)将步骤(3-2)得到的混合浆料搅拌5-20分钟；以及

本发明的上述具体的包膜方法是发明人针对回收得到的硅酸钠溶液筛选得到的，因此，采用上述方法可以有效利用从尾气中回收得到硅酸钠溶液对钛白粉进行薄膜处理，进而降低包膜成本。

根据本发明的具体实施例，在步骤(3-1)中，所述悬浮浆液中钛白粉的质量浓度为300-750g/l。所述硅酸钠的质量浓度为10-30％。并且将所述混合浆料中所述悬浮浆液与所述硅酸钠溶液按照质量比为16-30。进行混合包膜处理，可以显著提高包膜效果。由于硅酸钠通过回收得到，其中不可避免地会存在一些杂质，因此其对包膜处理存在的影响是无法分析和预测的。因此，采用其对钛白粉包膜具有一定的难度。

本发明的发明人发现，包膜处理过程中的混合浆液的pH值、包膜温度以及包膜时间都会显著影响包膜效果。并且发明人发现，首先混合浆料加热至40-80摄氏度，且调节pH值至8-12；搅拌5-20分钟；最后将pH值调节至6.5-7.5，以便完成硅薄膜处理。因此，采用本发明的上述包膜条件可以有效地利用回收得到的硅酸钠进行包膜。进而对硅酸钠副产品进行再利用，降低钛白粉包膜处理成本。

根据本发明的具体实施例，在步骤(3-4)中，调节pH值的时间为10-30分钟。由此可以进一步提高包膜效果。

根据本发明的另一个具体实施例，上述氯化法钛白尾气的再利用方法进一步包括：(4)将步骤(3-4)中得到完成硅薄膜处理后的混合浆料进行铝包膜或者锆包膜处理。由此通过对经过上述硅包膜处理后的钛白粉进行铝包膜或者锆包膜处理，以便最终完成钛白粉的包膜得到钛白粉包膜产品，可以进一步提高产品质量。

根据本发明的具体实施例，上述方法还可以进一步包括：

将铝包膜或者锆包膜处理后的产品用NaOH、H₂SO₄调节浆料pH值5-8，时间10-30分钟；

搅拌浆料5-20分钟；

将上述所得钛白粉浆料干燥；

将干燥后的钛白粉进行气流粉碎，同时进行有机包膜(包膜剂为多羟基、多羧基取代的烷烃、烯烃、酯类有机物)，最终制得高性能钛白粉。

由此，采用本发明上述实施例的氯化法钛白尾气的再利用方法可以有效地将尾气中含有的四氯化硅进行回收，并将其以硅酸钠的形式用于钛白粉产品的包膜处理，由此不仅达到对尾气的净化处理，同时将其进行了再利用，降低了尾气处理的成本。另外将回收得到的硅酸钠用于钛白粉产品的包膜处理，还可以显著节省了包膜材料成本，并且经过包膜后的钛白粉产品可以满足质量要求。

根据本发明的具体实施例，采用本发明上述方法包膜处理后的钛白粉包膜产品的性能指标如表1所示：

表1

表面处理	铝和硅化合物
		TiO2含量	>＝90％
吸油量	15-20g/100g
		亮度	97.5-98.3
色调，白色	0.8-1.7
		相对散射力	90.0-98.0

采用本发明实施例的氯化法钛白尾气的再利用方法可以将氯化法钛白粉前阶段的尾气进行有效的处理，中间产物Na₂SiO₃可用于产品包膜，包膜可以遮盖二氧化钛表面的光学活性点，同时改善二氧化钛表面光滑度，从而降低二氧化钛的光学活性及表面活性，增加耐候性，白度及光泽。本发明实施例的氯化法钛白尾气的再利用方法成本低，易于控制，无污染等。

根据本发明的第二方面，本发明提出了一种钛白粉包膜产品，所述钛白粉包膜产品采用前面所述的氯化法钛白尾气的再利用方法进行包膜处理得到。因此，上述关于氯化法钛白尾气的再利用方法的有益效果均适于该钛白粉包膜产品，在此不再赘述。

实施例

(1)取经过砂磨、分级处理好的硫酸法或氯化法二氧化钛1000g，添加脱盐水1188.18g，配制成二氧化钛固含量为699.1g/L的浆料，二氧化钛质量分数为45.7％，浆料密度为1.53g，加入尾气洗涤的产物Na₂SiO₃溶液44.5g(Na₂SiO₃浓度为17％。)；

(2)将(1)步所得浆料进行搅拌，升温至70℃，并用浓度为36％NaOH，浓度为86％H₂SO₄调节浆料pH值至9；

(3)搅拌10分钟；

(4)用碱、酸(盐酸、H₂SO₄等)调节pH值至7左右，调节时间为15-30分钟；

(5)再进行铝包膜或锆包膜等；

(6)用NaOH、H₂SO₄调节浆料pH值7.5，时间19分钟；

(7)搅拌浆料20分钟；

(8)将上述所得钛白粉浆料干燥；

(9)将干燥后的钛白粉进行气流粉碎，同时进行有机包膜(包膜剂为三羟甲基丙烷)，最终制得高性能钛白粉。

包膜处理后的钛白粉包膜产品的性能指标如表1所示，且均符合质量标准。

表1

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。

尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

Claims

1.一种氯化法钛白尾气的再利用方法，其特征在于，包括：

(3)利用所述硅酸钠溶液对钛白粉进行包膜处理。

2.根据权利要求1所述的氯化法钛白尾气的再利用方法，其特征在于，所述热氢氧化钠溶液的温度为25-35摄氏度。

3.根据权利要求1或2所述的氯化法钛白尾气的再利用方法，其特征在于，利用所述硅酸钠溶液对钛白粉进行包膜处理进一步包括：

(3-2)将所述混合浆料加热至40-80摄氏度，且调节pH值至8-12；

(3-3)将步骤(3-2)得到的混合浆料搅拌5-20分钟；以及

4.根据权利要求3所述的氯化法钛白尾气的再利用方法，其特征在于，在步骤(3-1)中，所述悬浮浆液中钛白粉的质量浓度为300-750g/L。

5.根据权利要求4所述的氯化法钛白尾气的再利用方法，其特征在于，在步骤(3-1)中，所述硅酸钠的质量浓度为10-30％。

6.根据权利要求5所述的氯化法钛白尾气的再利用方法，其特征在于，在步骤(3-1)中，所述混合浆料中所述悬浮浆液与所述硅酸钠溶液的质量比为16-30。

7.根据权利要求3所述的氯化法钛白尾气的再利用方法，其特征在于，在步骤(3-4)中，调节pH值的时间为10-30分钟。

8.根据权利要求3所述的氯化法钛白尾气的再利用方法，其特征在于，进一步包括：

9.一种钛白粉包膜产品，其特征在于，所述钛白粉包膜产品采用权利要求1-8任一项所述的方法进行包膜处理得到。