CN114195185A - 一种生产金红石型钛白双效晶种的制备方法和应用 - Google Patents
一种生产金红石型钛白双效晶种的制备方法和应用 Download PDFInfo
- Publication number
- CN114195185A CN114195185A CN202111598281.1A CN202111598281A CN114195185A CN 114195185 A CN114195185 A CN 114195185A CN 202111598281 A CN202111598281 A CN 202111598281A CN 114195185 A CN114195185 A CN 114195185A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- acid
- treatment
- titanium
- intermediate material
- concentration
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- GWEVSGVZZGPLCZ-UHFFFAOYSA-N titanium dioxide Inorganic materials O=[Ti]=O GWEVSGVZZGPLCZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 124
- 239000013078 crystal Substances 0.000 title claims abstract description 92
- 235000010215 titanium dioxide Nutrition 0.000 title claims abstract description 40
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 title claims abstract description 39
- 238000010306 acid treatment Methods 0.000 claims abstract description 91
- RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N Titanium Chemical compound [Ti] RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 78
- 239000010936 titanium Substances 0.000 claims abstract description 73
- 229910052719 titanium Inorganic materials 0.000 claims abstract description 72
- 239000002253 acid Substances 0.000 claims abstract description 71
- QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N sulfuric acid group Chemical group S(O)(O)(=O)=O QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 68
- 239000003513 alkali Substances 0.000 claims abstract description 59
- 239000000463 material Substances 0.000 claims abstract description 54
- VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-N Hydrochloric acid Chemical group Cl VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 42
- 239000007788 liquid Substances 0.000 claims abstract description 41
- 238000002386 leaching Methods 0.000 claims abstract description 40
- 238000001354 calcination Methods 0.000 claims abstract description 36
- 239000002893 slag Substances 0.000 claims abstract description 31
- 230000007062 hydrolysis Effects 0.000 claims abstract description 22
- 238000006460 hydrolysis reaction Methods 0.000 claims abstract description 22
- 238000005406 washing Methods 0.000 claims abstract description 21
- 230000000694 effects Effects 0.000 claims abstract description 18
- 238000000926 separation method Methods 0.000 claims abstract description 15
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 33
- 239000004408 titanium dioxide Substances 0.000 claims description 26
- HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M Sodium hydroxide Chemical compound [OH-].[Na+] HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims description 18
- 239000007787 solid Substances 0.000 claims description 17
- 239000007791 liquid phase Substances 0.000 claims description 16
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 claims description 14
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 10
- KWYUFKZDYYNOTN-UHFFFAOYSA-M Potassium hydroxide Chemical compound [OH-].[K+] KWYUFKZDYYNOTN-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims description 9
- 238000003723 Smelting Methods 0.000 claims description 9
- 238000007792 addition Methods 0.000 claims description 9
- SZVJSHCCFOBDDC-UHFFFAOYSA-N iron(II,III) oxide Inorganic materials O=[Fe]O[Fe]O[Fe]=O SZVJSHCCFOBDDC-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 9
- 230000004048 modification Effects 0.000 claims description 9
- 238000012986 modification Methods 0.000 claims description 9
- 229910052720 vanadium Inorganic materials 0.000 claims description 9
- LEONUFNNVUYDNQ-UHFFFAOYSA-N vanadium atom Chemical compound [V] LEONUFNNVUYDNQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 9
- DGAQECJNVWCQMB-PUAWFVPOSA-M Ilexoside XXIX Chemical compound C[C@@H]1CC[C@@]2(CC[C@@]3(C(=CC[C@H]4[C@]3(CC[C@@H]5[C@@]4(CC[C@@H](C5(C)C)OS(=O)(=O)[O-])C)C)[C@@H]2[C@]1(C)O)C)C(=O)O[C@H]6[C@@H]([C@H]([C@@H]([C@H](O6)CO)O)O)O.[Na+] DGAQECJNVWCQMB-PUAWFVPOSA-M 0.000 claims description 7
- 229910052708 sodium Inorganic materials 0.000 claims description 7
- 239000011734 sodium Substances 0.000 claims description 7
- VHUUQVKOLVNVRT-UHFFFAOYSA-N Ammonium hydroxide Chemical compound [NH4+].[OH-] VHUUQVKOLVNVRT-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- 235000011114 ammonium hydroxide Nutrition 0.000 claims description 6
- 230000003301 hydrolyzing effect Effects 0.000 claims description 6
- 238000002156 mixing Methods 0.000 claims description 6
- 159000000000 sodium salts Chemical class 0.000 claims description 2
- 239000002994 raw material Substances 0.000 abstract description 10
- 239000002245 particle Substances 0.000 abstract description 3
- 238000006386 neutralization reaction Methods 0.000 abstract description 2
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 15
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 6
- 239000012071 phase Substances 0.000 description 6
- DCKVFVYPWDKYDN-UHFFFAOYSA-L oxygen(2-);titanium(4+);sulfate Chemical compound [O-2].[Ti+4].[O-]S([O-])(=O)=O DCKVFVYPWDKYDN-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 4
- 229910000348 titanium sulfate Inorganic materials 0.000 description 4
- 238000002441 X-ray diffraction Methods 0.000 description 3
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 3
- 238000004061 bleaching Methods 0.000 description 3
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 3
- 239000008367 deionised water Substances 0.000 description 3
- 229910021641 deionized water Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000000047 product Substances 0.000 description 3
- OGIDPMRJRNCKJF-UHFFFAOYSA-N titanium oxide Inorganic materials [Ti]=O OGIDPMRJRNCKJF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- KRHYYFGTRYWZRS-UHFFFAOYSA-N Fluorane Chemical compound F KRHYYFGTRYWZRS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000005660 chlorination reaction Methods 0.000 description 2
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 description 2
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 2
- 230000001737 promoting effect Effects 0.000 description 2
- XOLBLPGZBRYERU-UHFFFAOYSA-N SnO2 Inorganic materials O=[Sn]=O XOLBLPGZBRYERU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000005903 acid hydrolysis reaction Methods 0.000 description 1
- 239000012670 alkaline solution Substances 0.000 description 1
- 229910000329 aluminium sulfate Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 239000012141 concentrate Substances 0.000 description 1
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 1
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 239000003085 diluting agent Substances 0.000 description 1
- 238000004090 dissolution Methods 0.000 description 1
- 239000002019 doping agent Substances 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 238000003912 environmental pollution Methods 0.000 description 1
- 239000012065 filter cake Substances 0.000 description 1
- 238000001914 filtration Methods 0.000 description 1
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 1
- 238000009776 industrial production Methods 0.000 description 1
- 239000013067 intermediate product Substances 0.000 description 1
- JEIPFZHSYJVQDO-UHFFFAOYSA-N iron(III) oxide Inorganic materials O=[Fe]O[Fe]=O JEIPFZHSYJVQDO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- YDZQQRWRVYGNER-UHFFFAOYSA-N iron;titanium;trihydrate Chemical compound O.O.O.[Ti].[Fe] YDZQQRWRVYGNER-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000000049 pigment Substances 0.000 description 1
- 238000004321 preservation Methods 0.000 description 1
- 230000001681 protective effect Effects 0.000 description 1
- 238000005086 pumping Methods 0.000 description 1
- 238000003756 stirring Methods 0.000 description 1
- 238000006467 substitution reaction Methods 0.000 description 1
- 239000002699 waste material Substances 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C01—INORGANIC CHEMISTRY
- C01G—COMPOUNDS CONTAINING METALS NOT COVERED BY SUBCLASSES C01D OR C01F
- C01G23/00—Compounds of titanium
- C01G23/04—Oxides; Hydroxides
- C01G23/047—Titanium dioxide
- C01G23/053—Producing by wet processes, e.g. hydrolysing titanium salts
- C01G23/0532—Producing by wet processes, e.g. hydrolysing titanium salts by hydrolysing sulfate-containing salts
- C01G23/0534—Producing by wet processes, e.g. hydrolysing titanium salts by hydrolysing sulfate-containing salts in the presence of seeds
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C01—INORGANIC CHEMISTRY
- C01P—INDEXING SCHEME RELATING TO STRUCTURAL AND PHYSICAL ASPECTS OF SOLID INORGANIC COMPOUNDS
- C01P2002/00—Crystal-structural characteristics
- C01P2002/70—Crystal-structural characteristics defined by measured X-ray, neutron or electron diffraction data
- C01P2002/72—Crystal-structural characteristics defined by measured X-ray, neutron or electron diffraction data by d-values or two theta-values, e.g. as X-ray diagram
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Environmental & Geological Engineering (AREA)
- General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Geology (AREA)
- Inorganic Chemistry (AREA)
- Inorganic Compounds Of Heavy Metals (AREA)
Abstract
本发明涉及一种生产金红石型钛白双效晶种的制备方法和应用，所述制备方法包括如下步骤：将钛渣进行第一酸处理，经固液分离得到第一中间料；将步骤得到的所述第一中间料依次进行洗涤、第二酸处理和浸出，得到第二中间料；将步骤得到的所述第二中间料进行浓缩后进行碱处理，得到所述双效晶种；其中，所述第一酸处理中所用酸为盐酸，所述第二酸处理中所用酸为硫酸。以钛渣为原料，通过特定的盐酸和硫酸酸解得到钛液、钛液经碱中和等步骤得到晶种，晶种活性高，将此晶种添加到钛液中，水解得到偏钛酸，偏钛酸经煅烧得到金红石型二氧化钛，水解阶段有效提高水解率并降低偏钛酸粒径，煅烧后可全部转化为金红石型二氧化钛。
Description
技术领域
本发明涉及钛白粉制备领域，具体涉及一种生产金红石型钛白双效晶种的制备方法和应用。
背景技术
目前，钛白粉工业生产方法包括硫酸法和氯化法。硫酸法以钛铁矿、钛精矿及酸溶性钛渣为原料，廉价易得，但流程长、工序繁琐和以间歇操作为主。氯化法以高品位金红石、人造金红石和高钛渣等为原料，有操作自动化程度高、“三废”排放量少和产品性能优异等特点，但该方法对原料和生产技术要求苛刻，国内仍以硫酸法为主。硫酸法现有的技术路线需要分别在水解和锻烧工段加入不同的晶种以制得金红石型TiO2，导致生产流程长、成本高、稳定性不足。
如CN109607608A公开了一种非涂料用金红石型钛白粉的生产方法，该方法包括：精选原料，钛液制备，钛液预热，制作晶种，加入晶种，水解，冲洗，洗涤，煅烧等步骤，通过在制备晶种时加入晶型促进剂，能促使钛白粉在生产过程中往金红石转化，起到较强的晶型转化促进作用，而且煅烧温度较低，大大减轻了对设备的损伤，通过在制备晶种时加入晶型促进剂并在煅烧结束后保温3小时这两个环节，能促使生产得到的钛白粉往金红石转化，金红石转化率高，从而得到高金红石含量的非涂料用金红石型钛白粉。
CN101985364A公开了一种晶格稳定的金红石型钛白粉制备方法，该方法包括以下步骤：a.使用浓度200g/L的硫酸钛溶液制备水解晶种；b.将制备生成的均一晶核的晶种，按照重量以TiO2计2.1-6.5％的量加入硫酸钛液中加热水解，搅拌的速度为30-70rpm，制得水解偏钛酸；c.将水解偏钛酸水洗，漂白，并加入金红石煅烧晶种后漂洗，控制Fe2O3含量小于30ppm，再加入占偏钛酸中TiO2重量0.45-0.52％的KOH、0.02-0.05％的H3PO4、0.20-0.55％的Al2(SO4)3进行处理；d.将处理后的偏钛酸在真空下抽成滤饼，于900-980℃煅烧、冷却、粉碎，得到金红石型钛白粉。该方法制备得到的金红石型钛白粉产品的颜料性能好，且金红石型晶格稳定。
如现有技术中通过制备双效晶种来解决上述问题。如CN102390865A公开了一种钛白中间产物偏钛酸制备高活性双效晶种的方法，以偏钛酸为原料，制备硫酸钛清液，冷却，将其稀释液加入到碱液中，控制pH值为7.5～9.0，所得产物过滤后洗涤，二次洗涤，再用氢氟酸与盐酸在较低温度下短时间酸溶，得到具有水解晶种性能和煅烧晶种性能的高活性双效晶种；本方法所需的钛源来自于钛白粉生产的中间产物，成本低廉，生产稳定；晶种中，非金红石促进型和金红石促进型晶种比例适宜，具有水解晶种和煅烧晶种的双重性能；用于钛白生产时，不需另行生产煅烧晶种，减少漂白时加煅烧晶种的工序，缩短漂白时间，同时提高漂洗的效率。
CN1415548A一种用双效晶种法生产金红石型钛白粉的方法，通过培制双效晶种，在钛液水解步骤时加入培制的双效晶种，该晶种首先做为偏钛酸水解粒子的晶核出现，其后又在煅烧过程中，作为金红石型相变的晶核，以达到在较低的温度下快速相变的目的。晶种中含有SnO2成份，再与Zn2+、K+相配合，SnO2占TiO2含量的4-7％，使TiO2由锐钛相低温快速地变成金红石相，解决了硫酸法生产金红石型钛白粉相变难的问题。该方案降低了煅烧温度，降低了成本，提高了产量，可使原有的厂家既能生产锐态型钛白粉又能生产金红石型钛白粉，有利于老企业的技术改造和提升我国钛白工业的技术水平，增强国际竞争力。
然而当前双效晶种在制备过程中仍存在原料昂贵，需要高纯度的原料进行制备，同时制备流程较长或需要其他掺杂物进行辅助。
发明内容
鉴于现有技术中存在的问题，本发明的目的在于一种生产金红石型钛白双效晶种的制备方法和应用，实现了双效晶种的高效制备，钛白制备过程在硫酸法工艺路线上无较大改动，偏钛酸经煅烧可直接实现低温金红石型二氧化钛的转化，大大降低生产成本。
为达此目的，本发明采用以下技术方案：
第一方面，本发明提供了一种生产金红石型钛白双效晶种的制备方法，所述制备方法包括如下步骤：
(1)将钛渣进行第一酸处理，经固液分离得到第一中间料；
(2)将步骤(1)得到的所述第一中间料依次进行洗涤、第二酸处理和浸出，得到第二中间料；
(3)将步骤(2)得到的所述第二中间料进行浓缩后进行碱处理，得到所述双效晶种；
其中，所述第一酸处理中所用酸为盐酸，所述第二酸处理中所用酸为硫酸。
本发明提供的制备方法，以钛渣为原料，通过特定的盐酸和硫酸酸解得到钛液、钛液经碱中和等步骤得到晶种，将此晶种添加到钛液中，水解得到偏钛酸，偏钛酸经煅烧得到金红石型二氧化钛。该方法的钛源来自钠化冶炼钒钛磁铁矿产生的钛渣，成本低廉，来源稳定，可解决环境污染及高效利用钛资源等难题。第一酸处理浸出得到的富钛料和第二酸处理得到的钛液均为金红石型，有利于金红石型二氧化钛的制备。制备的晶种，具有水解晶种和煅烧晶种的双重性能，晶种活性高，水解阶段有效提高水解率并降低偏钛酸粒径，煅烧阶段在850-900℃全部转化为金红石型二氧化钛。
作为本发明优选的技术方案，步骤(1)所述钛渣包括以钒钛磁铁矿钠化冶炼得到的高活性钛渣。
作为本发明优选的技术方案，步骤(1)所述第一酸处理中所用盐酸的质量浓度为10-30％，例如可以是10％、11％、12％、13％、14％、15％、16％、17％、18％、19％、20％、21％、22％、23％、24％、25％、26％、27％、28％、29％或30％等，但不限于所列举的数值，该范围内其他未列举的数值同样适用。
优选地，步骤(1)所述第一酸处理中的液固比为(3-8):1，例如可以是3:1、3.5:1、4:1、4.5:1、5:1、5.5:1、6:1、6.5:1、7:1、7.5:1或8:1等，但不限于所列举的数值，该范围内其他未列举的数值同样适用。
优选地，步骤(1)所述第一酸处理的温度为95-160℃，例如可以是95℃、100℃、105℃、110℃、115℃、120℃、125℃、130℃、135℃、140℃、145℃、150℃、155℃或160℃等，但不限于所列举的数值，该范围内其他未列举的数值同样适用。
优选地，步骤(1)所述第一酸处理的时间为2-5h，例如可以是2h、2.2h、2.4h、2.6h、2.8h、3h、3.2h、3.4h、3.6h、3.8h、4h、4.2h、4.4h、4.6h、4.8h或5h等，但不限于所列举的数值，该范围内其他未列举的数值同样适用。
优选地，步骤(2)所述洗涤的温度为40-80℃，例如可以是40℃、42℃、44℃、46℃、48℃、50℃、52℃、54℃、56℃、58℃、60℃、62℃、64℃、66℃、68℃、70℃、72℃、74℃、76℃、78℃或80℃等，但不限于所列举的数值，该范围内其他未列举的数值同样适用。
作为本发明优选的技术方案，步骤(2)所述第二酸处理中所用硫酸的质量浓度≥70％，例如可以是70％、71％、72％、73％、74％、75％、76％、77％、78％、79％、80％、81％、82％、83％、84％、85％、86％、87％、88％、89％、90％、91％、92％、93％、94％、95％、96％、97％或98％等，但不限于所列举的数值，该范围内其他未列举的数值同样适用。
优选地，步骤(2)所述第二酸处理的液固比为(0.85-1.2):1，例如可以是0.85:1、0.86:1、0.88:1、0.9:1、0.92:1、0.94:1、0.96:1、0.98:1、1:1、1.02:1、1.04:1、1.06:1、1.08:1、1.1:1、1.12:1、1.14:1、1.16:1、1.18:1或1.2:1等，但不限于所列举的数值，该范围内其他未列举的组合同样适用。
优选地，步骤(2)所述第二酸处理的温度为110-150℃，例如可以是110℃、112℃、114℃、116℃、118℃、120℃、122℃、124℃、126℃、128℃、130℃、132℃、134℃、136℃、138℃、140℃、142℃、144℃、146℃、148℃或150℃等，但不限于所列举的数值，该范围内其他未列举的组合同样适用。
优选地，步骤(2)所述第二酸处理的时间为2-5h，例如可以是2h、2.1h、2.2h、2.3h、2.4h、2.5h、2.6h、2.7h、2.8h、2.9h、3h、3.1h、3.2h、3.3h、3.4h、3.5h、3.6h、3.7h、3.8h、3.9h、4h、4.1h、4.2h、4.3h、4.4h、4.5h、4.6h、4.7h、4.8h、4.9h或5h等，但不限于所列举的数值，该范围内其他未列举的组合同样适用。
本发明中，通过采用特定的盐酸处理和硫酸处理过程实现了金红石型TiO2晶种的产生，实现双效晶种性能。
作为本发明优选的技术方案，步骤(2)所述浸出包括酸浸和/或水浸。
优选地，所述酸浸为采用质量浓度≤10％的硫酸进行浸出，例如可以是10％、9.5％、9％、8.5％、8％、7.5％、7％、6.5％、6％、5.5％、5％、4.5％、4％、3.5％、3％、2.5％、2％、1.5％或1％等，但不限于所列举的数值，该范围内其他未列举的组合同样适用。
作为本发明优选的技术方案，步骤(2)所述第二中间料中酸的浓度为300-400g/L，例如可以是300g/L、305g/L、310g/L、315g/L、320g/L、325g/L、330g/L、335g/L、340g/L、345g/L、350g/L、355g/L、360g/L、365g/L、370g/L、375g/L、380g/L、385g/L、390g/L、395g/L或400g/L等，但不限于所列举的数值，该范围内其他未列举的组合同样适用。
优选地，步骤(2)所述第二中间料中钛的浓度为50-100g/L，例如可以是50g/L、52g/L、54g/L、56g/L、58g/L、60g/L、62g/L、64g/L、66g/L、68g/L、70g/L、72g/L、74g/L、76g/L、78g/L、80g/L、82g/L、84g/L、86g/L、88g/L、90g/L、92g/L、94g/L、96g/L、98g/L或100g/L等，但不限于所列举的数值，该范围内其他未列举的数值同样适用。
作为本发明优选的技术方案，步骤(3)所述浓缩所得液相中钛元素的浓度为120-150g/L，例如可以是120g/L、121g/L、122g/L、123g/L、124g/L、125g/L、126g/L、127g/L、128g/L、129g/L、130g/L、131g/L、132g/L、133g/L、134g/L、135g/L、136g/L、137g/L、138g/L、139g/L、140g/L、141g/L、142g/L、143g/L、144g/L、145g/L、146g/L、147g/L、148g/L、149g/L或150g/L等，但不限于所列举的数值，该范围内其他未列举的组合同样适用。
作为本发明优选的技术方案，步骤(3)所述碱处理中所用碱液包括氢氧化钠溶液、氢氧化钾溶液或氨水中的1种或至少2种的组合。
优选地，步骤(3)所述碱处理中碱液和所述浓缩得到液相的体积比为1:(2-5)，例如可以是1:2、1:2.1、1:2.2、1:2.3、1:2.4、1:2.5、1:2.6、1:2.7、1:2.8、1:2.9、1:3、1:3.1、1:3.2、1:3.3、1:3.4、1:3.6、1:3.7、1:3.8、1:3.9、1:4、1:4.1、1:4.2、1:4.3、1:4.4、1:4.5、1:4.6、1:4.7、1:4.8、1:4.9或1:5等，但不限于所列举的数值，该范围内其他未列举的数值同样适用。
优选地，步骤(3)所述碱处理中所用碱液的质量浓度为10-20％，例如可以是10％、10.5％、11％、11.5％、12％、12.5％、13％、13.5％、14％、14.5％、15％、15.5％、16％、16.5％、17％、17.5％、18％、18.5％、19％、19.5％或20％等，但不限于所列举的数值，该范围内其他未列举的数值同样适用。
作为本发明优选的技术方案，所述制备方法包括如下步骤：
(1)将钛渣进行第一酸处理，经固液分离得到第一中间料；所述钛渣包括以钒钛磁铁矿钠化冶炼得到的高活性钛渣；所述第一酸处理中所用盐酸的质量浓度为10-30％；所述第一酸处理中的液固比为(3-8):1；所述第一酸处理的温度为95-160℃；所述第一酸处理的时间为2-5h；
(2)将步骤(1)得到的所述第一中间料依次进行洗涤、第二酸处理和浸出，得到第二中间料；所述洗涤的温度为40-80℃；所述第二酸处理中所用硫酸的质量浓度≥70％；所述第二酸处理的液固比为(0.85-1.2):1；所述第二酸处理的温度为110-150℃；所述第二酸处理的时间为2-5h；所述浸出包括酸浸和/或水浸；所述酸浸为采用质量浓度≤10％的硫酸进行浸出；所述第二中间料中酸的浓度为300-400g/L；所述第二中间料中钛的浓度为50-100g/L；
(3)将步骤(2)得到的所述第二中间料进行浓缩后进行碱处理，得到所述双效晶种；所述浓缩所得液相中钛元素的浓度为120-150g/L；所述碱处理中所用碱液包括氢氧化钠溶液、氢氧化钾溶液或氨水中的1种或至少2种的组合；所述碱处理中碱液和所述浓缩得到液相的体积比为1:(2-5)；所述碱处理中所用碱液的质量浓度为10-20％；
其中，所述第一酸处理中所用酸为盐酸，所述第二酸处理中所用酸为硫酸。
第二方面，本发明提供了一种金红石型钛白的制备方法，所述制备方法包括将如第一方面所述的制备方法得到的双效晶种和钛液进行混合，之后进行水解，经依次进行的固液分离和煅烧，得到所述金红石型钛白。
优选地，以二氧化钛计，所述双效晶种的添加量为所述钛液质量的2-20％，例如可以是2％、3％、4％、5％、6％、7％、8％、9％、10％、11％、12％、13％、14％、15％、16％、17％、18％、19％或20％等，但不限于所列举的数值，该范围内其他未列举的组合同样适用。即制备过程中，添加量的基准均以二氧化钛为基准，即双效晶种的添加量以二氧化钛计进行添加，钛液的基准也为二氧化钛计。
优选地，所述水解的时间为3.6-4.5h，例如可以是3.6h、3.65h、3.7h、3.7.5h、3.8h、3.85h、3.9h、3.95h、4h、4.05h、4.1h、4.15h、4.2h、4.25h、4.3h、4.35h、4.4h、4.45h或4.5h等，但不限于所列举的数值，该范围内其他未列举的组合同样适用。
优选地，所述煅烧的温度为850-900℃，例如可以是850℃、852℃、854℃、856℃、858℃、860℃、862℃、864℃、866℃、868℃、870℃、872℃、874℃、876℃、878℃、880℃、882℃、884℃、886℃、888℃、890℃、892℃、894℃、896℃、898℃或900℃等，但不限于所列举的数值，该范围内其他未列举的数值同样适用。
优选地，所述煅烧的时间为1-3h，例如可以是1h、1.1h、1.2h、1.3h、1.4h、1.5h、1.6h、1.7h、1.8h、1.9h、2h、2.1h、2.2h、2.3h、2.4h、2.5h、2.6h、2.7h、2.8h、2.9h或3h等，但不限于所列举的数值，该范围内其他未列举的组合同样适用。
本发明中，所述液固比的单位为mL/g。
与现有技术方案相比，本发明具有以下有益效果：
(1)本发明提供的制备方法，通过对钛渣采用特定的酸处理过程，实现了高性能双效晶种的制备，原料成本低，晶种稳定性较好。
(2)所得双效晶种添加到钛液中，水解得到偏钛酸，水解效率高。
(3)偏钛酸经直接煅烧得到金红石型二氧化钛，煅烧温度低。
附图说明
图1是本发明实施例提供的制备方法的示意图；
图2是本发明应用例2所得金红石型钛白的XRD图。
下面对本发明进一步详细说明。但下述的实例仅仅是本发明的简易例子，并不代表或限制本发明的权利保护范围，本发明的保护范围以权利要求书为准。
具体实施方式
为更好地说明本发明，便于理解本发明的技术方案，本发明的典型但非限制性的实施例如下：
本实施例提供总的制备方法如图1所示，具体如下：
(1)将钛渣进行第一酸处理，经固液分离得到第一中间料；所述钛渣包括以钒钛磁铁矿钠化冶炼得到的高活性钛渣；所述第一酸处理中所用盐酸的质量浓度为10-30％；所述第一酸处理中的液固比为(3-8):1；所述第一酸处理的温度为95-160℃；所述第一酸处理的时间为2-5h；
(2)将步骤(1)得到的所述第一中间料依次进行洗涤、第二酸处理和浸出，得到第二中间料；所述洗涤的温度为40-80℃；所述第二酸处理中所用硫酸的质量浓度≥70％；所述第二酸处理的液固比为(0.85-1.2):1；所述第二酸处理的温度为110-150℃；所述第二酸处理的时间为2-5h；所述浸出包括酸浸和/或水浸；所述酸浸为采用质量浓度≤10％的硫酸进行浸出；所述第二中间料中酸的浓度为300-400g/L；所述第二中间料中钛的浓度为50-100g/L；
(3)将步骤(2)得到的所述第二中间料进行浓缩后进行碱处理，得到所述双效晶种；所述浓缩所得液相中钛元素的浓度为120-150g/L；所述碱处理中所用碱液包括氢氧化钠溶液、氢氧化钾溶液或氨水中的1种或至少2种的组合；所述碱处理中碱液和所述浓缩得到液相的体积比为1:(2-5)；所述碱处理中所用碱液的质量浓度为10-20％；
其中，所述第一酸处理中所用酸为盐酸，所述第二酸处理中所用酸为硫酸。
(4)将得到的双效晶种和钛液进行混合，之后进行水解，经依次进行的洗涤、固液分离和煅烧，得到所述金红石型钛白；以二氧化钛计，所述双效晶种的添加量为所述钛液质量的2-20％；所述水解的时间为3.6-4.5h；所述煅烧的温度为850-900℃；所述煅烧的时间为1-3h。
实施例1
本实施例提供了一种生产金红石型钛白双效晶种的制备方法，所述制备方法包括如下步骤：
(1)将钛渣进行第一酸处理，经固液分离得到第一中间料；所述钛渣包括以钒钛磁铁矿钠化冶炼得到的高活性钛渣；所述第一酸处理中所用盐酸的质量浓度为20％；所述第一酸处理中的液固比为5:1；所述第一酸处理的温度为130℃；所述第一酸处理的时间为3.5h；
(2)将步骤(1)得到的所述第一中间料依次进行洗涤、第二酸处理和浸出，得到第二中间料；所述洗涤的温度为60℃；所述第二酸处理中所用硫酸的质量浓度为70％；所述第二酸处理的液固比为1:1；所述第二酸处理的温度为130℃；所述第二酸处理的时间为3.5h；所述浸出为酸浸，采用质量浓度为10％的硫酸进行浸出；所述第二中间料中酸的浓度为350g/L；所述第二中间料中钛的浓度为75g/L；
(3)将步骤(2)得到的所述第二中间料进行浓缩后进行碱处理，得到所述双效晶种；所述浓缩所得液相中钛元素的浓度为135g/L；所述碱处理中所用碱液为氢氧化钠溶液；所述碱处理中碱液和所述浓缩得到液相的体积比为1:3.5；所述碱处理中所用碱液的质量浓度为15％；
其中，所述第一酸处理中所用酸为盐酸，所述第二酸处理中所用酸为硫酸。
实施例2
本实施例提供了一种生产金红石型钛白双效晶种的制备方法，所述制备方法包括如下步骤：
(1)将钛渣进行第一酸处理，经固液分离得到第一中间料；所述钛渣包括以钒钛磁铁矿钠化冶炼得到的高活性钛渣；所述第一酸处理中所用盐酸的质量浓度为10％；所述第一酸处理中的液固比为8:1；所述第一酸处理的温度为160℃；所述第一酸处理的时间为2h；
(2)将步骤(1)得到的所述第一中间料依次进行洗涤、第二酸处理和浸出，得到第二中间料；所述洗涤的温度为80℃；所述第二酸处理中所用硫酸的质量浓度为98％；所述第二酸处理的液固比为0.85:1；所述第二酸处理的温度为150℃；所述第二酸处理的时间为2h；所述浸出为水浸；所述第二中间料中酸的浓度为300g/L；所述第二中间料中钛的浓度为100g/L；
(3)将步骤(2)得到的所述第二中间料进行浓缩后进行碱处理，得到所述双效晶种；所述浓缩所得液相中钛元素的浓度为120g/L；所述碱处理中所用碱液为氢氧化钾溶液；所述碱处理中碱液和所述浓缩得到液相的体积比为1:2；所述碱处理中所用碱液的质量浓度为20％；
其中，所述第一酸处理中所用酸为盐酸，所述第二酸处理中所用酸为硫酸。
实施例3
本实施例提供了一种生产金红石型钛白双效晶种的制备方法，所述制备方法包括如下步骤：
(1)将钛渣进行第一酸处理，经固液分离得到第一中间料；所述钛渣包括以钒钛磁铁矿钠化冶炼得到的高活性钛渣；所述第一酸处理中所用盐酸的质量浓度为30％；所述第一酸处理中的液固比为3:1；所述第一酸处理的温度为95℃；所述第一酸处理的时间为5h；
(2)将步骤(1)得到的所述第一中间料依次进行洗涤、第二酸处理和浸出，得到第二中间料；所述洗涤的温度为40℃；所述第二酸处理中所用硫酸的质量浓度为80％；所述第二酸处理的液固比为1.2:1；所述第二酸处理的温度为110℃；所述第二酸处理的时间为5h；所述浸出为酸浸，采用质量浓度为5％的硫酸进行浸出；所述第二中间料中酸的浓度为400g/L；所述第二中间料中钛的浓度为50g/L；
(3)将步骤(2)得到的所述第二中间料进行浓缩后进行碱处理，得到所述双效晶种；所述浓缩所得液相中钛元素的浓度为150g/L；所述碱处理中所用碱液为氨水；所述碱处理中碱液和所述浓缩得到液相的体积比为1:5；所述碱处理中所用碱液的质量浓度为10％；
其中，所述第一酸处理中所用酸为盐酸，所述第二酸处理中所用酸为硫酸。
应用例1
本应用例提供一种金红石型钛白的制备方法，所述制备方法包括采用实施例1中的双效晶种和钛液(二氧化钛含量为180g/L)进行混合，之后进行水解，经依次进行的固液分离和煅烧，得到所述金红石型钛白；
以二氧化钛计，所述双效晶种的添加量为所述钛液质量的10％；所述水解的时间为4h；所述煅烧的温度为877℃；所述煅烧的时间为2h。
晶种的应用性能详见表1。
应用例2
本应用例提供一种金红石型钛白的制备方法，所述制备方法包括采用实施例2中的双效晶种和钛液(二氧化钛含量为200g/L)进行混合，之后进行水解，经依次进行的固液分离和煅烧，得到所述金红石型钛白，XRD图如图2所示；
以二氧化钛计，所述双效晶种的添加量为所述钛液质量的2％；所述水解的时间为3.6h；所述煅烧的温度为900℃；所述煅烧的时间为1h。
晶种的应用性能详见表1。
应用例3
本应用例提供一种金红石型钛白的制备方法，所述制备方法包括采用实施例3中的双效晶种和钛液(二氧化钛含量为170g/L)进行混合，之后进行水解，经依次进行的固液分离和煅烧，得到所述金红石型钛白；
以二氧化钛计，所述双效晶种的添加量为所述钛液质量的20％；所述水解的时间为4.5h；所述煅烧的温度为850℃；所述煅烧的时间为3h。
晶种的应用性能详见表1。
对比例1
与应用例1的区别仅在于在制备过程中第一酸处理中的酸替换为等浓度的硫酸；无法得到双效晶种，得到的晶种为锐钛相。这是因为改变酸处理流程后晶体形成过程发生改变，无法实现金红石型双效晶种的制备。
对比例2
与应用例1的区别仅在于在制备过程中不进行碱处理；晶种的应用性能详见表1。
表1
| 钛液水解率/％ | 晶种稳定性 | 金红石含量/％ | |
| 应用例1 | 95.2％ | 大于120mL | 95.4 |
| 应用例2 | 95.2％ | 大于120mL | 100 |
| 应用例3 | 90.1％ | 大于120mL | 92.5 |
| 对比例1 | - | - | - |
| 对比例2 | 80％ | 大于150mL | 60％ |
上述实施例和对比例晶种稳定性能的测定过程如下：取1mL过滤后澄清的钛晶种液于锥形瓶中，先加入适量去离子水，摇匀静置观察溶液是否变浑浊，若不变浑浊则继续加去离子水摇匀静置，直到溶液变浑浊，记录下去离子水的总添加量，即为钛液的稳定性。
通过上述实施例和对比例的结果可知，本方法可以实现水解-煅烧双效晶种的作用，有效提高水解率，降低煅烧温度，具有巨大工业应用价值。
声明，本发明通过上述实施例来说明本发明的详细结构特征，但本发明并不局限于上述详细结构特征，即不意味着本发明必须依赖上述详细结构特征才能实施。所属技术领域的技术人员应该明了，对本发明的任何改进，对本发明所选用部件的等效替换以及辅助部件的增加、具体方式的选择等，均落在本发明的保护范围和公开范围之内。
以上详细描述了本发明的优选实施方式，但是，本发明并不限于上述实施方式中的具体细节，在本发明的技术构思范围内，可以对本发明的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本发明的保护范围。
另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合，为了避免不必要的重复，本发明对各种可能的组合方式不再另行说明。
此外，本发明的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本发明的思想，其同样应当视为本发明所公开的内容。
Claims (10)
1.一种生产金红石型钛白双效晶种的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括如下步骤：
(1)将钛渣进行第一酸处理，经固液分离得到第一中间料；
(2)将步骤(1)得到的所述第一中间料依次进行洗涤、第二酸处理和浸出，得到第二中间料；
(3)将步骤(2)得到的所述第二中间料进行浓缩后进行碱处理，得到所述双效晶种；
其中，所述第一酸处理中所用酸为盐酸，所述第二酸处理中所用酸为硫酸。
2.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤(1)所述钛渣包括以钒钛磁铁矿钠化冶炼得到的高活性钛渣。
3.如权利要求1或2所述的制备方法，其特征在于，步骤(1)所述第一酸处理中所用盐酸的质量浓度为10-30％；
优选地，步骤(1)所述第一酸处理中的液固比为(3-8):1；
优选地，步骤(1)所述第一酸处理的温度为95-160℃；
优选地，步骤(1)所述第一酸处理的时间为2-5h；
优选地，步骤(2)所述洗涤的温度为40-80℃。
4.如权利要求1-3任一项所述的制备方法，其特征在于，步骤(2)所述第二酸处理中所用硫酸的质量浓度≥70％；
优选地，步骤(2)所述第二酸处理的液固比为(0.85-1.2):1；
优选地，步骤(2)所述第二酸处理的温度为110-150℃；
优选地，步骤(2)所述第二酸处理的时间为2-5h。
5.如权利要求1-4任一项所述的制备方法，其特征在于，步骤(2)所述浸出包括酸浸和/或水浸；
优选地，所述酸浸为采用质量浓度≤10％的硫酸进行浸出。
6.如权利要求1-5任一项所述的制备方法，其特征在于，步骤(2)所述第二中间料中酸的浓度为300-400g/L；
优选地，步骤(2)所述第二中间料中钛的浓度为50-100g/L。
7.如权利要求1-6任一项所述的制备方法，其特征在于，步骤(3)所述浓缩所得液相中钛元素的浓度为120-150g/L。
8.如权利要求1-7任一项所述的制备方法，其特征在于，步骤(3)所述碱处理中所用碱液包括氢氧化钠溶液、氢氧化钾溶液或氨水中的1种或至少2种的组合；
优选地，步骤(3)所述碱处理中碱液和所述浓缩得到液相的体积比为1:(2-5)；
优选地，步骤(3)所述碱处理中所用碱液的质量浓度为10-20％。
9.如权利要求1-8任一项所述的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括如下步骤：
(1)将钛渣进行第一酸处理，经固液分离得到第一中间料；所述钛渣包括以钒钛磁铁矿钠化冶炼得到的高活性钛渣；所述第一酸处理中所用盐酸的质量浓度为10-30％；所述第一酸处理中的液固比为(3-8):1；所述第一酸处理的温度为95-160℃；所述第一酸处理的时间为2-5h；
(2)将步骤(1)得到的所述第一中间料依次进行洗涤、第二酸处理和浸出，得到第二中间料；所述洗涤的温度为40-80℃；所述第二酸处理中所用硫酸的质量浓度≥70％；所述第二酸处理的液固比为(0.85-1.2):1；所述第二酸处理的温度为110-150℃；所述第二酸处理的时间为2-5h；所述浸出包括酸浸和/或水浸；所述酸浸为采用质量浓度≤10％的硫酸进行浸出；所述第二中间料中酸的浓度为300-400g/L；所述第二中间料中钛的浓度为50-100g/L；
(3)将步骤(2)得到的所述第二中间料进行浓缩后进行碱处理，得到所述双效晶种；所述浓缩所得液相中钛元素的浓度为120-150g/L；所述碱处理中所用碱液包括氢氧化钠溶液、氢氧化钾溶液或氨水中的1种或至少2种的组合；所述碱处理中碱液和所述浓缩得到液相的体积比为1:(2-5)；所述碱处理中所用碱液的质量浓度为10-20％；
其中，所述第一酸处理中所用酸为盐酸，所述第二酸处理中所用酸为硫酸。
10.一种金红石型钛白的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括将权利要求1-9任一项所述的制备方法得到的双效晶种和钛液进行混合，之后进行水解，经依次进行的固液分离和煅烧，得到所述金红石型钛白；
优选地，以二氧化钛计，所述双效晶种的添加量为所述钛液质量的2-20％；
优选地，所述水解的时间为3.6-4.5h；
优选地，所述煅烧的温度为850-900℃；
优选地，所述煅烧的时间为1-3h。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202111598281.1A CN114195185A (zh) | 2021-12-24 | 2021-12-24 | 一种生产金红石型钛白双效晶种的制备方法和应用 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202111598281.1A CN114195185A (zh) | 2021-12-24 | 2021-12-24 | 一种生产金红石型钛白双效晶种的制备方法和应用 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN114195185A true CN114195185A (zh) | 2022-03-18 |
Family
ID=80656552
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202111598281.1A Pending CN114195185A (zh) | 2021-12-24 | 2021-12-24 | 一种生产金红石型钛白双效晶种的制备方法和应用 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN114195185A (zh) |
Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN1415548A (zh) * | 2002-10-31 | 2003-05-07 | 南开大学 | 用双效晶种法生产金红石型钛白粉的方法 |
| CN101613124A (zh) * | 2008-06-26 | 2009-12-30 | 比亚迪股份有限公司 | 一种金红石型二氧化钛的制备方法 |
| CA2772576A1 (en) * | 2009-09-02 | 2011-03-10 | Shuzhong Chen | Enriched titanium hydrochloric acid extract residue, use thereof and preparation method of titanium pigment |
| CN101985364A (zh) * | 2010-10-28 | 2011-03-16 | 江苏太白集团有限公司 | 晶格稳定的金红石型钛白粉制备方法 |
| CN103265069A (zh) * | 2013-05-14 | 2013-08-28 | 中国科学院过程工程研究所 | 一种制备金红石型二氧化钛的方法 |
| CN107963656A (zh) * | 2017-11-27 | 2018-04-27 | 中国科学院过程工程研究所 | 利用混合酸分解钛渣制备颜料级二氧化钛的方法 |
-
2021
- 2021-12-24 CN CN202111598281.1A patent/CN114195185A/zh active Pending
Patent Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN1415548A (zh) * | 2002-10-31 | 2003-05-07 | 南开大学 | 用双效晶种法生产金红石型钛白粉的方法 |
| CN101613124A (zh) * | 2008-06-26 | 2009-12-30 | 比亚迪股份有限公司 | 一种金红石型二氧化钛的制备方法 |
| CA2772576A1 (en) * | 2009-09-02 | 2011-03-10 | Shuzhong Chen | Enriched titanium hydrochloric acid extract residue, use thereof and preparation method of titanium pigment |
| CN101985364A (zh) * | 2010-10-28 | 2011-03-16 | 江苏太白集团有限公司 | 晶格稳定的金红石型钛白粉制备方法 |
| CN103265069A (zh) * | 2013-05-14 | 2013-08-28 | 中国科学院过程工程研究所 | 一种制备金红石型二氧化钛的方法 |
| CN107963656A (zh) * | 2017-11-27 | 2018-04-27 | 中国科学院过程工程研究所 | 利用混合酸分解钛渣制备颜料级二氧化钛的方法 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN101898791B (zh) | 一种利用新流程钛渣制备金红石钛白粉的方法 | |
| CN101311120A (zh) | 高活性高稳定性金红石型煅烧晶种的制备方法 | |
| CN109055724B (zh) | 从铬钒矿/渣中提取钒和铬的方法 | |
| CN110589884A (zh) | 一种废副二氯氧钛回收利用的方法 | |
| CN111573719A (zh) | 一种硫酸法制备高比表高纯金红石型二氧化钛的方法 | |
| CN103922396B (zh) | 一种低品位钛矿生产金红石钛白粉的工艺 | |
| CN104556218A (zh) | 一种钛白粉的制备方法 | |
| CN102337409A (zh) | 一种从除磷底流渣中回收钒的方法 | |
| CN100366542C (zh) | 用硫酸锰溶液在氨性介质中制备高纯四氧化三锰的方法 | |
| CN102303904B (zh) | 低浓度钛液制备高亮度金红石钛白粉的水解方法 | |
| CN104071835A (zh) | 一种钛白粉的制备方法 | |
| CN110747358B (zh) | 一种水热法从含钒草酸浸出母液中沉钒的方法 | |
| CN102432066B (zh) | 一种制备四氯化钛水解晶种的方法 | |
| CN112645383B (zh) | 一种高氯含量r晶种的利用方法 | |
| CN114195185A (zh) | 一种生产金红石型钛白双效晶种的制备方法和应用 | |
| CN1415548A (zh) | 用双效晶种法生产金红石型钛白粉的方法 | |
| CN110422867B (zh) | 一种制备脱水钛石膏的方法及由其制得的产品 | |
| US2149370A (en) | Treatment of titanium liquors | |
| CN104016406A (zh) | 掺杂铜离子的锐钛型二氧化钛的制备方法 | |
| US2344265A (en) | Method of hydrolysis | |
| CN102757091B (zh) | 一种高浓度钛液的制备方法 | |
| CN109928425B (zh) | 一种降低偏钛酸转化为金红石型二氧化钛煅烧温度的方法 | |
| US2389026A (en) | Method of preparing titanium dioxide | |
| US2488755A (en) | Rutile seed manufacture | |
| CN115448358B (zh) | 一种低浓度工业钛液水解过程中除铁的方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20220318 |