CN108299863B

CN108299863B - 一种钛白的清洁生产方法

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Publication number: CN108299863B
Application number: CN201810096254.6A
Authority: CN
Inventors: 邹建新; 刘延慧; 邹清栎
Original assignee: Panzhihua University
Current assignee: Guangxi Xilong Chemical Co.,Ltd.
Priority date: 2018-01-31
Filing date: 2018-01-31
Publication date: 2020-12-01
Anticipated expiration: 2038-01-31
Also published as: CN108299863A

Abstract

本发明公开了一种钛白的清洁生产方法，属于钛白生产技术领域。本发明所要解决的技术问题是提供一种尽可能降低煅烧窑口排出的废气中SO₃的浓度，同时保证钛白产品颜料性能的钛白生产方法。该方法包括以下步骤：a、将钡盐与水混合均匀，得浆料；b、将偏钛酸与步骤a所得浆料混合均匀，经陈化、洗涤、压滤，得滤饼；c、滤饼进行盐处理后，经煅烧，得钛白。本发明方法能够大大降低煅烧窑外排的废气中SO₃含量，显著提高了金红石钛白产品产量，并且产品综合颜料性能符合国标要求。

Description

一种钛白的清洁生产方法

技术领域

本发明属于钛白生产领域，具体涉及一种钛白的清洁生产方法。

背景技术

硫酸法生产钛白是成熟的生产方法，使用的原料为钛精矿或钛渣，以及矿渣混合物。硫酸法钛白生产，实际上是一个通过分离、提纯等化学和物理方法，去除钛精矿(钛渣)中的杂质，只保留90％以上TiO₂的一个化工过程。硫酸法钛白生产的主要环节包括：①酸解；②钛液水解；③偏钛酸盐处理；④偏钛酸煅烧；⑤钛白后处理。生产钛白的原料：钛精矿或钛渣、硫酸。生产钛白的产品：金红石型钛白或锐钛型钛白，另外副产硫酸亚铁。生产钛白的主要设备：酸解罐、水解锅、煅烧窑等。硫酸法生产钛白主要由下列几个工序组成：原矿准备；用硫酸分解精矿制取硫酸氧钛溶液；溶液净化除铁；由硫酸钛溶液水解析出偏钛酸；偏钛酸煅烧制得二氧化钛以及后处理工序等。煅烧窑是目前工业上最广泛采用的煅烧设备。盐处理后的偏钛酸在煅烧窑中经高温脱水、脱硫及晶型转化等过程，得到具有颜料性能的钛白粉。

硫酸法钛白生产所用原料钛精矿及产品钛白的典型化学成分分别如表1和表2所示(表2即为钛白产品国家标准的基本要求)。

表1钛精矿典型化学成分(ω％)

表2钛白典型化学成分及性质(ω％)

硫酸法的优点是可直接用钛铁矿作原料，设备简单，工艺技术容易掌握，缺点是三废量大，不利于环境保护，并且处理三废费用很多，从而使生产成本增加。硫酸法钛白生产过程中的主要化学反应如下：

①酸解反应：FeTiO₃+2H₂SO₄→TiOSO₄+FeSO₄+2H₂O

②水解反应：

③煅烧分解：TiO₂.xH₂O.ySO₃＝TiO₂+xH₂O+ySO₃

因此，硫酸法中硫酸耗量大、生成稀酸量多，每生产1吨钛白耗费3-5吨浓硫酸，约产生8吨20％稀硫酸，并且每生产1吨钛白排放15000-20000m³的含尘酸性废气，污染环境。

为克服上述缺点，许多工厂采用含TiO₂70％～80％的钛渣为原料，不但可降低硫酸消耗的三分之一，几乎不产生绿矾，而且废副产品物排出量可减少30％。但该方法的缺点是钛渣比钛精矿价格高，增大了成本，总体比较而言，采用钛渣为原料明显比钛精矿为原料生产钛白的单位成本要高。此外，生产过程中产生的稀废硫酸，许多工厂采用石灰中和法处理后达标排放，该方法成本较低，但产生的大量石膏渣难以处理。也有一些工厂采用废酸浓缩处理技术，但该方法的浓缩成本较高，远远高于市场新酸的价格，较大地增加了钛白生产成本。

在煅烧废气的治理方面，业界进行了各种探索。采用煅烧窑煅烧偏钛酸废气的特点是具有一定的温度、湿含量较大、有酸雾和硫氧化物、钛白粉粉尘、水蒸汽、不凝性气体等，但排放速度和流量比较均匀，不像酸解废气集中在数分钟内猛烈排出。每生产lt颜料级钛白粉大约要排放15000～20000m³废气，废气的温度200～400℃、含有酸雾1000～2000mg/m³、SO₃约10g/m³、SO₂100～500mg/m³、TiO₂约0.15g/m³，根据物料平衡计算废气中还含有N₂54％、H₂O35％、O₂7％、CO₂4％。工厂一般处理方法是，首先将煅烧废气先经过沉降室沉降，将沉降的钛白粉回收，再进入水洗室用水喷淋，回收部分钛白粉、吸收部分含硫气体和降低废气温度至50℃左右。沉降室和水洗室除尘效率达90％。然后气体进入碱洗塔，吸收SO₂和SO₃，净化效率达90％，处理后的废气含SO₃130mg/m³、SO₂30mg/m³，符合国家排放标准。净化后的烟气经30m高的烟囱排入大气，处理中所排废水排入升流式废水过滤池。但是对煅烧尾气的处理，由于煅烧窑口外排SO₃浓度较高，尽管最终均可以达标排放，但增大了尾气处理系统的负荷，环保成本也随之升高，同时，达标排放的SO₃浓度也处于国标上限。因此，如何进一步降低煅烧尾气中SO₃外排量以及处理成本已成为一项亟待解决的问题。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种尽可能降低煅烧窑口排出的废气中SO₃的浓度，同时保证钛白产品颜料性能的钛白生产方法。

本发明解决上述技术问题采用的技术方案是提供了一种钛白的清洁生产方法，该方法包括以下步骤：

a、将钡盐与水混合均匀，得浆料；

b、将偏钛酸与步骤a所得浆料混合均匀，经陈化、洗涤、压滤，得滤饼；

c、步骤b所得滤饼进行盐处理后，经煅烧，得钛白。

其中，上述所述的钛白的清洁生产方法中，步骤a中，所述钡盐与水的质量比为1：1～1.5。

其中，上述所述的钛白的清洁生产方法中，步骤a中，所述钡盐为氯化钡、硝酸钡、钛酸钡、氧化钡、醋酸钡、钛酸钡中的至少一种。

优选的，上述所述的钛白的清洁生产方法中，步骤a中，所述钡盐为碳酸钡。

其中，上述所述的钛白的清洁生产方法中，步骤a中，所述钡盐的粒度为不大于-200目。

优选的，上述所述的钛白的清洁生产方法中，步骤a中，所述钡盐的粒度为200～325目。

其中，上述所述的钛白的清洁生产方法中，步骤b中，所述偏钛酸中SO₃与浆料中钡盐的摩尔比为1：0.5～0.8。

其中，上述所述的钛白的清洁生产方法中，步骤b中，所述陈化的时间为0.5～1h。

其中，上述所述的钛白的清洁生产方法中，步骤b中，所述洗涤的标准为：用水洗涤至滤液用氯化钡检测无白色沉淀出现即可。

其中，上述所述的钛白的清洁生产方法中，步骤c中，所述盐处理的操作为：将步骤b所得滤饼与碳酸钾、氧化锌和磷酸混合均匀；所述碳酸钾的加入量为步骤b所得滤饼质量的0.5～1.0％，所述氧化锌的加入量为步骤b所得滤饼质量的0.5～1.2％，所述磷酸的加入量为步骤b所得滤饼质量的0.01～0.02％。

其中，上述所述的钛白的清洁生产方法中，步骤c中，所述煅烧的操作为：将盐处理后的体系置于煅烧窑内，将煅烧窑升温至380℃，窑内始终呈现氧化气氛状态，并保持4～6min/r的转速，然后40～60min内升温至720～780℃，然后保温3.5～4.5h，随后在40～60min内升温至820～880℃，保温2.5～3.5h，出窑冷却。

其中，上述所述的钛白的清洁生产方法中，步骤c中，当温度刚好达到720～780℃时，收集煅烧窑内排出的酸性废气，检测废气中SO₃含量为3～6g/m³。

本发明还提供了上述所述的钛白的清洁生产方法制备得到的钛白，该钛白中二氧化钛质量含量为80％～90％，硫酸钡质量含量为10％～20％。

本发明的有益效果：

本发明方法将钡盐与偏钛酸混合，使得偏钛酸中的SO₃生成了更加稳定的BaSO₄沉淀，从而煅烧窑外排的废气中SO₃含量大大降低，减轻了废气处理系统的负荷，也显著降低了达标排放的SO₃参数值；加入成本低廉的钡盐，使得同样数量的偏钛酸原料生产了更多的金红石钛白产品，显著提高了经济效益；由于BaCO₃的解聚作用，生成了较多纳米级TiO₂粒子，抵消了钡白对钛白颜料性能的影响，从而保证了产品综合颜料性能符合国标要求。

具体实施方式

具体的，一种钛白的清洁生产方法，包括以下步骤：

a、将钡盐与水混合均匀，得浆料；

c、步骤b所得滤饼进行盐处理后，经煅烧，得钛白。

本发明方法为尽可能降低煅烧窑口排出的废气中SO₃的浓度，采取的方法具体过程可以概括为：偏钛酸浆料+钡盐→解聚→一段沉硫→脱水→盐处理→煅烧→解聚→二段沉硫。

在偏钛酸盐处理前和高温煅烧过程中，将Ba²⁺离子引入系统，加入钡盐，包括氯化钡、硝酸钡、钛酸钡、氧化钡、醋酸钡、钛酸钡中的至少一种，比如，将碳酸钡(BaCO₃)混入偏钛酸中，由于硫酸钡在水中的溶解度比碳酸钡低2个数量级，所以，碳酸钡与硫酸反应将生产硫酸钡，方程式为：BaCO₃+H₂SO₄＝BaSO₄↓+CO₂↑+H₂O。在偏钛酸煅烧过程中的反应为：BaCO₃+SO₃＝BaSO₄↓+CO₂↑；使SO₃与BaCO₃反应生成BaSO₄，而BaSO₄是非常稳定的难溶固体，SO₃就被固化在了钛白颜料中，而BaSO₄本身就是白色颜料，被业界称为钡白，颜料性能略低于钛白，但与钛白相差不大，而且BaSO₄在钛白颜料中的比例极少，对钛白颜料性能几乎没有影响。

此外，加入钡盐的好处，除了促使偏钛酸中的硫酸根生成硫酸钡沉淀外，沉硫的同时还解聚了二次团聚粒子，降低了偏钛酸的粘度，打破纳米颗粒之间的聚集效应，对偏钛酸浆料内的硫-钛桥、水-钛桥进行解聚，此时用水充分洗涤，即可去掉大部分SO₄ ^2-离子,获得纳米状的一次原级粒子H₂TiO₃，从而生成了部分纳米TiO₂的前驱体，使得钛白的颜料性能得到优化。

优选的，钡盐为碳酸钡，原因为碳酸钡天然地存在于自然界中，成本低。其它钡盐均是由天然碳酸钡或者天然硫酸钡通过人工方法生产出来的，而且若采用氯化钡、硝酸钡时，在煅烧过程中将产生盐酸和硝酸，增大了环保处理负荷，而采用碳酸钡，则生成CO₂气体；加入钛酸钡后，除生成硫酸钡外，还产生偏钛酸，按理说该方案最好，但钛酸钡成本太高，醋酸钡的成本也较高；氧化钡是由碳酸钡或硝酸钡煅烧而成，成本较碳酸钡高。

本发明步骤a中，钡盐与水的质量比为1：1～1.5，从而将体系控制在一定浓度内，使反应充分进行。

本发明方法中将钡盐磨细至粒度不大于-200目，是因为在-200目时，硫酸(SO₃)与钡离子反应的动力学条件最佳；若再低于-325目则将增大磨机能耗而反应速度变化已不明显，因此，优选的，钡盐的粒度为200～325目。

硫酸法钛白生产工厂中，偏钛酸中SO₃含量一般为2～6％；例如经过漂洗后的偏钛酸典型化学成分如表3所示。

表3偏钛酸典型组成(ωt％)

成分

含量/％

成分

含量/％

成分

含量/％

成分

含量/％

H2O

62

TiO2

35

SO3

3

SiO2

0.03

Nb2O5

0.05

Sb2O3

0.007

Al2O3

0.004

ZnO

0.004

PbO

0.002

Fe2O3

0.001

MgO

0.0004

CuO

0.0001

MnO

0.00001

WO3

<0.005

V2O5

<0.001

Cr2O3

<0.001

1kg如表3所示的漂洗后的偏钛酸中，含有30g的SO₃，当以BaCO₃为钡盐时，所需的BaCO₃质量为：

经计算，SO₃被完全反应时，将消耗掉73.94g的BaCO₃，并生成87.42g的BaSO₄，考虑到余量BaCO₃的不利影响，以及不使钛白中的BaSO₄含量过高，必需使SO₃过量。假设SO₃过量20％，即SO₃被反应消耗80％时，经计算，将消耗掉73.94g的BaCO₃，并生成87.42g的BaSO₄。

试验证明，合理的SO₃过量值为20％-50％(即偏钛酸中SO₃与浆料中钡盐的摩尔比为1：0.5～0.8)，超过50％则不能充分减少酸性废气的排放量，低于20％则会钛白中TiO₂含量<80％，不能满足国标要求，同时还有可能出现过剩的BaCO₃，使钛白呈现一定的毒性；因此，本发明中偏钛酸中SO₃与浆料中钡盐的摩尔比为1：0.5～0.8。

将钡盐与除盐水调和成浆料，将该浆料与偏钛酸充分混匀，然后陈化，使其内部的硫酸根离子与碳酸钡成分反应，偏钛酸内部的硫-钛桥、水-钛桥大部分得以解聚，同时生成硫酸钡沉淀，部分结晶水被解聚成游离水，部分结晶SO₃被解聚成游离SO₃。试验发现：当陈化时间低于0.5h，则解聚不充分，不能使大部分硫酸根离子沉淀；若高于1h，沉硫效果已不再明显，效率显著下降，因此，本发明方法步骤b中，所述陈化的时间为0.5～1h。

陈化完成后，使用压滤机压滤充分洗涤脱水，促使部分水和未沉淀的部分硫酸根离子被排出偏钛酸浆料。在陈化和洗涤(即一段沉硫)的过程中，因解聚了二次团聚粒子，降低了偏钛酸的粘度，打破纳米颗粒之间的聚集效应，对偏钛酸浆料内的硫-钛桥、水-钛桥进行解聚，并通过箱式压滤机用水充分洗涤(洗涤终点为：用水洗涤至滤液用氯化钡检测无白色沉淀出现)，去掉部分SO₄ ^2-离子和结合水,获得纳米状的一次原级粒子H₂TiO₃，从而生成了部分纳米TiO₂的前驱体(即滤饼)。

硫酸法钛白生产中，偏钛酸是通过高温煅烧转变为二氧化钛的。煅烧过程主要是除去偏钛酸中的水份和三氧化硫，同时使二氧化钛转变成所需要的晶型，并呈现出钛白的基本颜料性能。煅烧窑是目前最广泛采用的煅烧设备。盐处理后的偏钛酸在煅烧窑中经高温脱水、脱硫及晶型转化等过程，得到具有颜料性能的钛白粉。经过盐处理的偏钛酸料浆，送至煅烧工序的储槽内，然后用积压泵打入煅烧窑内进行煅烧。燃料及助燃空气由较低的窑头端入窑，经燃烧产生的高温气体自窑头向窑尾流动，与偏钛酸浆料成了逆流运行。偏钛酸就是这样从窑尾送到窑头，同时在温度逐渐升高的过程中完成脱水、脱硫、晶型转化和粒子成长等一系列物理化学变化，而形成一定晶型的钛白粉产品。钛白粉经窑头下料口落入冷却转鼓，燃烧生成的大量废气从窑尾排出。

煅烧窑内各区域中发生的物理化学变化：①干燥区：TiO₂·xH₂O·ySO₃＝TiO₂+xH₂O+ySO₃；②晶体转化区：偏钛酸由无定形转化为锐钛型晶体，再由锐钛型晶体转化为金红石型晶体；③粒子成长区：在860～950℃之间，使长大的晶体聚结成颜料粒子。

表4煅烧煅烧窑各区域的温度范围

区域	干燥区	晶型转化区	粒子成长区
				温度/℃	200～800	800～860	860～920

偏钛酸煅烧时，除脱水脱硫外，最主要的是晶型转化及粒子成长两个过程；具有颜料性能的钛白粉有锐钛型及金红石型两种晶型。燃烧窑的区域划分：燃烧窑按偏钛酸在各部位发生的不同变化，可划分为干燥区、晶型转化区和粒子成长区三个区域。

①干燥区。在干燥区域中，偏钛酸发生脱水和脱硫的变化。这种变化可用下式表示：TiO₂﹒xH₂O﹒ySO₃＝TiO₂+xH₂O+ySO₃。某工厂生产的偏钛酸典型组成为：TiO₂﹒2.5H₂O﹒0.3SO₃，通过一次水洗和二次漂洗，可以洗掉大部分的硫酸。

脱水：偏钛酸所含的水有两种形式：一种是湿存水，即附着在颗粒表面及夹带在颗粒间隙里的水，这部分水与TiO₂的结合不牢固，在100～200℃之间便蒸发掉；另一种是化合水，即结合在偏钛酸分子内部的水，这部分水与二氧化钛的结合比较牢固，要在200～300℃之间才能脱掉。

脱硫：水解生成的偏钛酸浆料中，含有的硫酸大部分是游离酸，通过水洗即可除去，但是占偏钛酸总量5～7％的硫酸，以SO₃的形式与偏钛酸结合得很牢固。由于偏钛酸形成的条件和夹带的杂质不同，它所含的硫酸要在500～800℃间，才能分解成SO₂和SO₃气体而脱去。

②晶体转化区

一般硫酸法制得的偏钛酸是锐钛型晶体。经较低温度煅烧后，得到的全部是锐钛型钛白，这种锐钛型通常在900℃以下是稳定的，当温度超过950℃时，就开始向金红石型晶型转化；纯净的锐钛型晶型必须在1200℃以上的高温，才能完全转化为金红石型晶型，在这样的高温下煅烧，TiO₂易烧结，为此，必须加入各种金红石型转化促进剂(即盐处理剂中的锌盐)，使其晶型转化的温度降低到800-860℃之间。

③粒子成长区

细小晶体聚结成颜料粒子需要获得一定的能量，煅烧温度越高，粒子成长的速度便越快。在600℃以下，粒子成长的速度非常慢，如果煅烧温度升高到1000℃时，则聚结成的粒子的直径将达到1μm。为此，应根据不同的条件，将这个区域的温度控制在800-950℃之间，使长大的晶体聚结成颜料粒子。

煅烧温度的影响：窑内所发生的一切变化必须有一定的煅烧温度。温度越高，则反应速度越快，反应也进行得越完全。窑头温度通常称为高温带温度，它决定着二氧化钛晶型的转化和颜料粒子的成长，是影响钛白粉颜料性能的重要因素。窑尾温度直接影响到干燥区内的各种变化，也是一种窑内通风状态好坏的标志。

煅烧时间的影响：煅烧时间长短是由物料在转窑内滞留时间决定的。二氧化钛颜料粒子是在煅烧后形成的，在这一阶段中，物料的滞留时间对二氧化钛的晶型转化、粒子的大小和形状有决定性的影响。因此，煅烧必须有足够长的时间，温度相应降低，烧结及聚结现象也可相应减少。一个直径3.6米、长48米、倾斜度1/30的转窑，最高温度为900-1100℃时，物料滞留时间为9-12小时。

窑内气氛的影响：当窑内出现还原性气氛，如一氧化碳气体后，二氧化钛将被还原成三氧化钛，影响钛白粉的质量；为了避免产生一氧化碳还原物质，就得保证燃料在窑内完全燃烧，应加强窑内通风，以保证窑内始终呈现空气气氛状态，以防止产生还原物质。

本发明采用偏钛酸浆料+钡盐进行解聚，因此发明人对后续盐处理、煅烧、解聚和二段沉硫的操作进行了大量尝试。

本发明中盐处理操作为：将步骤b所得滤饼与碳酸钾、氧化锌和磷酸混合均匀；所述碳酸钾的加入量为步骤b所得滤饼质量的0.5～1.0％，所述氧化锌的加入量为步骤b所得滤饼质量的0.5～1.2％,所述磷酸的加入量为步骤b所得滤饼质量的0.01～0.02％。

将盐处理后的体系置于煅烧窑内，将煅烧窑升温至380℃，窑内始终呈现氧化气氛状态，并保持4～6min/r的转速，然后40～60min内升温至720～780℃，然后保温3.5～4.5h，随后在40～60min内升温至820～880℃，保温2.5～3.5h，出窑冷却；在较高温度下，偏钛酸中尚未反应的硫酸根离子继续和钡盐粉末发生沉硫反应生成硫酸钡沉淀，之后，因控制所加钡盐数量的不足，仍然剩余的SO₃将被加热后排出煅烧窑。

本发明方法之所以采用两段沉硫法，原因在于两点：一是，先常温沉硫可以将部分解聚后的游离稀硫酸压滤外排，减轻煅烧窑的热负荷，二是，煅烧时大部分的硫酸根离子已变成了硫酸钡沉淀，不会在窑内因来不及沉硫而被气化排出窑外污染大气。

本发明方法步骤c煅烧过程中，当温度刚好达到720～780℃时，收集煅烧窑内排出的酸性废气，检测废气中SO₃含量为3～6g/m³，显著降低了煅烧窑口排出的废气中SO₃的浓度；同时，尽管钡白(BaSO₄)颜料性能略低于钛白，但是，由于BaCO₃的解聚作用，使得偏钛酸中生成了大量的纳米级TiO₂粒子，极大地改善了颜料的综合性能，最终产品颜料性能两者相当，因此本发明方法所得钛白中二氧化钛质量含量为80％～90％，硫酸钡质量含量为10％～20％，其颜料性能指标也符合国标要求。

下面通过实施例对本发明作进一步详细说明，但并不因此将本发明保护范围限制在所述的实施例范围之中。

实施例1

a、称取100g的BaCO₃颗粒，将其磨细成200～325目粒度的粉末，称取73.94g的该BaCO₃粉末加入100g水充分混匀成浆料待用；

b、取1kg表4所述的偏钛酸，将上述BaCO₃浆料均匀混入该偏钛酸，充分搅拌均匀，该BaCO₃的加入量相当于可以和偏钛酸中的80％的SO₃进行反应；对混匀后的偏钛酸进行陈化45min，然后通过箱式压滤机用水洗涤至滤液用氯化钡检测无白色沉淀，得纳米TiO₂前驱体(即滤饼)；

c、对上述前驱体进行盐处理，加入步骤b所得滤饼质量的0.8％的碳酸钾、步骤b所得滤饼质量的0.9％的氧化锌和步骤b所得滤饼质量的0.015％的磷酸，并混合均匀；将上述盐处理后的含有BaCO₃和BaSO₄的前驱体置入煅烧窑内，将煅烧窑升温至380℃，窑内始终呈现空气气氛状态，并保持5min/r的转速，随后在1h内快速升温至750℃，然后保温4h；当温度刚好达到750℃时，收集转窑内排出的酸性废气，检测废气中SO₃含量为4g/m³；随后在1h内稳步升温至850℃，之后保温3h，出窑冷却，最终获得金红石钛白产品437g。

检测获得的金红石型钛白粉主要颜料性能指标：消色力＝101.7％，pH值＝7.5，白度＝近似于标样，吸油量＝23g/100g，TiO₂含量＝80.2％，BaSO₄含量＝19.6％，产品符合国标要求。

实施例2

重复实施例1的操作，只改变BaCO₃粉末的用量，将48.06g BaCO₃与60g水混合均匀，即该BaCO₃的加入量相当于可以和偏钛酸中的65％的SO₃进行反应，其它条件均不变。

当温度刚好达到750℃时，收集转窑内排出的酸性废气，检测废气中SO₃含量为5.5g/m³；最终获得金红石钛白产品406.8g。

检测获得的金红石型钛白粉主要颜料性能指标：消色力＝100.6％，pH值＝7.2，白度＝近似于标样，吸油量＝23.5g/100g，TiO₂含量＝86.3％，BaSO₄含量＝13.9％。产品更符合国标要求。对比例1：不加钡盐

取1kg表4所述的偏钛酸，加入偏钛酸质量的0.8％的碳酸钾、偏钛酸的0.9％的氧化锌和偏钛酸质量的0.015％的磷酸，并混合均匀；置入煅烧窑内，将煅烧窑升温至380℃，窑内始终呈现空气气氛状态，并保持5min/r的转速，随炉在1h内快速加温至750℃，然后保温4h，当温度刚好达到750℃时，收集转窑内排出的酸性废气，检测废气中SO₃含量为12g/m³；随后在1h内稳步升温至850℃，之后保温3h，出窑冷却，最终获得金红石钛白产品351g。

检测钛白粉主要颜料性能指标：消色力＝102％，pH值＝6.9，白度＝近似于标样，吸油量＝22g/100g，产品符合国标要求。

分析实施例1、2和对比例1，可以发现，加入解聚剂BaCO₃后，废气中SO₃含量显著降低，而且随加入量的增加而降低的更多；还可以发现，钛白的颜料性能变化不大，均符合国标；对同样的1kg偏钛酸原料，最终生产的钛白产品产量发生了变化，不加BaCO₃时，为351g，随着BaCO₃加入量的增加，钛白产品产量分别增加为406.8g和437g，且钛白颜料性能前后变化不大，显著降低了成本。对于钛白颜料性能前后变化不大的原因在于：尽管钡白(BaSO₄)颜料性能略低于钛白，但是，由于BaCO₃的解聚作用，使得偏钛酸中生成了大量的纳米级TiO₂粒子，极大地改善了颜料的综合性能，最终产品颜料性能两者相当。

Claims

1.钛白的清洁生产方法，其特征在于：包括以下步骤：

a、将钡盐与水混合均匀，得浆料；

c、步骤b所得滤饼进行盐处理后，经煅烧，得钛白；

步骤b中，所述偏钛酸中SO₃与浆料中钡盐的摩尔比为1：0.5~0.8；

所述钡盐为氯化钡、硝酸钡、碳酸钡、氧化钡、醋酸钡、钛酸钡中的至少一种；

步骤b中，所述陈化的时间为0.5~1h；

步骤c中，所述盐处理的操作为：将步骤b所得滤饼与碳酸钾、氧化锌和磷酸混合均匀；所述碳酸钾的加入量为步骤b所得滤饼质量的0.5~1.0%，所述氧化锌的加入量为步骤b所得滤饼质量的0.5~1.2%，所述磷酸的加入量为步骤b所得滤饼质量的0.01~0.02%；

步骤c中，所述煅烧的操作为：将盐处理后的体系置于煅烧窑内，将煅烧窑升温至380℃，窑内始终呈现氧化气氛状态，并保持4~6 min/r的转速，然后40~60min内升温至720~780℃，然后保温3.5~4.5h，随后在40~60min内升温至820~880℃，保温2.5~3.5h，出窑冷却。

2.根据权利要求1所述的钛白的清洁生产方法，其特征在于：步骤a中，所述钡盐与水的质量比为1：1~1.5；所述钡盐为碳酸钡。

3.根据权利要求1所述的钛白的清洁生产方法，其特征在于：步骤a中，所述钡盐的粒度为不大于-200目。

4.根据权利要求3所述的钛白的清洁生产方法，其特征在于：步骤a中，所述钡盐的粒度为200~325目。

5.根据权利要求1所述的钛白的清洁生产方法，其特征在于：步骤b中，所述洗涤的标准为：用水洗涤至滤液用氯化钡检测无白色沉淀出现即可。

6.根据权利要求1所述的钛白的清洁生产方法，其特征在于：当温度刚好达到720~780℃时，收集煅烧窑内排出的酸性废气，检测废气中SO₃含量为3~6g/m³。

7.权利要求1~6任一项所述的钛白的清洁生产方法制备得到的钛白。