CN114105194B - 一种促进钛白晶型转化的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种促进钛白晶型转化的方法，主要为2，3‑二羟基丁二酸以一种特定的比例在钛白生产煅烧工序中促进金红石型转化，2，3‑二羟基丁二酸属碳水化合物，煅烧过程中转变为水和二氧化碳随煅烧尾气排出，不会对钛白产品及空气产生不利影响。
Description
技术领域
本发明属于化工领域，具体涉及一种促进钛白晶型转化的方法。
背景技术
钛白粉学名为二氧化钛（Titanium Dioxide），分子式为TiO2，分子量为79.8658。钛白粉是白色颜料中着色力最强的一种，具有优良的遮盖力和着色牢度，适用于不透明的白色制品，广泛用作油漆、纸张、橡胶、塑料、搪瓷、玻璃、化妆品、油墨、水彩和油彩的颜料，还可用于冶金、无线电、陶瓷、电焊条等行业。钛白粉晶型主要有板钛、锐钛、金红石三种，其中板钛型极不稳定，无使用价值；锐钛型因耐候性较差，主要用于室内使用制品；金红石型特别适用于室外使用的塑料制品，可赋予制品良好的光稳定性。在钛白粉的使用中更倾向于金红石型。
目前，国内钛白粉生产工艺仍以硫酸法为主，为了使钛白粉形成具有金红石晶型结构的二氧化钛粒子，采用的基本都是在煅烧前加入金红石晶种，添加各类锌盐（ZnSO4、ZnCl2等）作为偏钛酸煅烧的金红石晶型转化促进剂，促进煅烧过程中晶型的转化，使得偏钛酸在转窑内经过脱水、脱硫、晶型转变和粒子成长过程，从而达到具有最佳颜料性能的粗品。
金红石晶种需要单独进行加工：将二洗合格的偏钛酸缓慢加入到浓氢氧化钠溶液里面，通过强碱性条件下对偏钛酸的锐钛型微晶结构进行破坏，生成正钛酸盐，晶种制备过程中碱煮的过程最为重要。反应方程式：4NaOH + H2TiO3 = Na4TiO4 + 3H2O，再利用溶液的传质原理和钛酸钠的不溶性，洗去钛酸钠中的过量的碱，利用碱性的钛酸钠与盐酸中和，生成金红石晶型的钛酸溶胶。金红石晶种加工过程中所使用的氢氧化钠和盐酸具有刺激性或强腐蚀性，操作时需佩带护目镜及其它防护用品。
发明内容
为了解决该问题，本发明公开了一种促进钛白晶型转化的方法，主要为2，3-二羟基丁二酸以一种特定的比例在钛白生产煅烧工序促进金红石型转化，2，3-二羟基丁二酸属碳水化合物，在煅烧过程中转变为水和二氧化碳随煅烧尾气排出，不会对钛白产品及空气产生不利影响。
，3-二羟基丁二酸在室温下为无色半透明晶体或白色颗粒或白色结晶性粉末，无臭、味极酸，有涩味，有微弱腐蚀性，潮解性强，并伴有结晶水化合物生成，在潮湿的空气中微有潮解性。它可以以无水合物或者一水合物的形式存在：2，3-二羟基丁二酸从热水中结晶时，生成无水合物；在冷水中结晶则生成一水合物。加热到78℃时一水合物会分解得到无水合物。在15℃时，2，3-二羟基丁二酸也可在无水乙醇中溶解。
2，3-二羟基丁二酸结晶形态因结晶条件不同而不同，有无水2，3-二羟基丁二酸C6H8O7也有含结晶水的2，3-二羟基丁二酸2C6H8O7.H2O、C6H8O7.H2O或C6H8O7.2H2O。
从结构上讲2，3-二羟基丁二酸是一种三羧酸类化合物，并因此而与其他羧酸有相似的物理和化学性质。加热至175 ℃时它会分解产生二氧化碳和水，剩余一些白色晶体。2，3-二羟基丁二酸是一种较强的有机酸，有3个H+可以电离；加热可以分解成多种产物，与酸、碱、甘油等发生反应。
本发明是通过如下技术方案实现的：
一种促进钛白晶型转化的方法，包括以下步骤：
（1）取钛白生产一洗偏钛酸浆料，去离子水水洗；
（2）在水洗后的偏钛酸中，加入质量分数0.5-2%的2，3-二羟基丁二酸（所述重量分数的基数为TiO2重量）；
（3）置入马弗炉中煅烧，得到金红石转化率满足要求的产品。
2，3-二羟基丁二酸优选地，步骤（3）所述的煅烧的温度为910-950℃，煅烧时间为1.5h。
更优选地，步骤（3）所述的煅烧的温度为920℃。
本发明的有益效果是：
在偏钛酸煅烧工艺中，2，3-二羟基丁二酸以一种特定比例的添加可以较大幅度提高钛白粉产品的金红石转化率。同时在煅烧过程中生成二氧化碳和水随尾气排放，不会在钛白粉产品中引入其他杂质（包括重金属元素）。不需要制备晶种，能够有效避免常规金红石型晶种制作过程中使用的强腐蚀性酸碱液体，也能够减少常规生产中所添加作为转化促进剂的各类锌盐及所含各类重金属元素。
附图说明
图1为金红石型转化率与促进剂添加量的关系。
具体实施方式
为更好的理解本发明，下面结合实施例对本发明所述的技术方案做进一步的说明，但本发明的实施方式不限于此。
实施例1
一种促进钛白晶型转化的方法，包括以下步骤：
（1）取钛白生产一洗偏钛酸浆料，去离子水水洗；
（2）经步骤（1）水洗后的偏钛酸，加入重量分数0.5-2%的2，3-二羟基丁二酸（所述重量分数的基数为TiO2重量）；
（3）置入马弗炉中920℃煅烧，得到金红石转化率满足要求的产品。
实验结果
表1 X射线荧光光谱测定的各样品的元素组成
通过对比未添加2，3-二羟基丁二酸的空白样品以及添加2，3-二羟基丁二酸的样品的元素组成，说明2，3-二羟基丁二酸的添加不会给钛白粉产品引入其他杂质。
实验结果表明，未添加2，3-二羟基丁二酸金红石促进剂的空白样品的金红石转化率远低于加入2%2，3-二羟基丁二酸的样品中的金红石转化率，而且加入了2，3-二羟基丁二酸转化促进剂的钛白粉中的其他杂质的含量也基本无变化。
Claims (2)
1.一种促进钛白晶型转化的方法，其特征在于，包括以下步骤：
（1）取钛白生产一洗偏钛酸浆料，去离子水水洗；
（2）在水洗后的偏钛酸中，加入质量分数0.5-2%的2，3-二羟基丁二酸；所述质量分数的基数为TiO2重量；
（3）置入马弗炉中煅烧，煅烧的温度为900-950℃，煅烧时间为1.5h，得到金红石转化率满足要求的产品。
2.根据权利要求1所述的一种促进钛白晶型转化的方法，其特征在于，步骤（3）所述的煅烧的温度为920℃。
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