FI125470B - Pisteen, missä väri muuttuu harmaaksi määritysmenetelmä titaanivalkoisen valmistusprosessissa - Google Patents

Pisteen, missä väri muuttuu harmaaksi määritysmenetelmä titaanivalkoisen valmistusprosessissa Download PDF

Info

Publication number
FI125470B
FI125470B FI20115211A FI20115211A FI125470B FI 125470 B FI125470 B FI 125470B FI 20115211 A FI20115211 A FI 20115211A FI 20115211 A FI20115211 A FI 20115211A FI 125470 B FI125470 B FI 125470B
Authority
FI
Finland
Prior art keywords
titanium
gray
solution
point
containing solution
Prior art date
Application number
FI20115211A
Other languages
English (en)
Swedish (sv)
Other versions
FI20115211A0 (fi
FI20115211A (fi
Inventor
Congxue Tian
Hongfei Hu
Jianqiao Du
Xinhong Chen
Li Li
Xiaozhe Cheng
Original Assignee
Pangang Group Steel Va & Ti Co
Pangang Group Panzhihua Iron & Steel Res Inst Co Ltd
Univ Panzhihua
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Pangang Group Steel Va & Ti Co, Pangang Group Panzhihua Iron & Steel Res Inst Co Ltd, Univ Panzhihua filed Critical Pangang Group Steel Va & Ti Co
Publication of FI20115211A0 publication Critical patent/FI20115211A0/fi
Publication of FI20115211A publication Critical patent/FI20115211A/fi
Application granted granted Critical
Publication of FI125470B publication Critical patent/FI125470B/fi

Links

Classifications

    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N21/00Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
    • G01N21/17Systems in which incident light is modified in accordance with the properties of the material investigated
    • G01N21/25Colour; Spectral properties, i.e. comparison of effect of material on the light at two or more different wavelengths or wavelength bands
    • G01N21/27Colour; Spectral properties, i.e. comparison of effect of material on the light at two or more different wavelengths or wavelength bands using photo-electric detection ; circuits for computing concentration
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C01INORGANIC CHEMISTRY
    • C01GCOMPOUNDS CONTAINING METALS NOT COVERED BY SUBCLASSES C01D OR C01F
    • C01G23/00Compounds of titanium
    • C01G23/04Oxides; Hydroxides
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C01INORGANIC CHEMISTRY
    • C01GCOMPOUNDS CONTAINING METALS NOT COVERED BY SUBCLASSES C01D OR C01F
    • C01G23/00Compounds of titanium
    • C01G23/04Oxides; Hydroxides
    • C01G23/047Titanium dioxide
    • C01G23/053Producing by wet processes, e.g. hydrolysing titanium salts
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01JMEASUREMENT OF INTENSITY, VELOCITY, SPECTRAL CONTENT, POLARISATION, PHASE OR PULSE CHARACTERISTICS OF INFRARED, VISIBLE OR ULTRAVIOLET LIGHT; COLORIMETRY; RADIATION PYROMETRY
    • G01J3/00Spectrometry; Spectrophotometry; Monochromators; Measuring colours
    • G01J3/46Measurement of colour; Colour measuring devices, e.g. colorimeters
    • G01J3/50Measurement of colour; Colour measuring devices, e.g. colorimeters using electric radiation detectors
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N21/00Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
    • G01N21/17Systems in which incident light is modified in accordance with the properties of the material investigated
    • G01N21/25Colour; Spectral properties, i.e. comparison of effect of material on the light at two or more different wavelengths or wavelength bands
    • G01N21/31Investigating relative effect of material at wavelengths characteristic of specific elements or molecules, e.g. atomic absorption spectrometry
    • G01N21/33Investigating relative effect of material at wavelengths characteristic of specific elements or molecules, e.g. atomic absorption spectrometry using ultraviolet light
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N21/00Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
    • G01N21/17Systems in which incident light is modified in accordance with the properties of the material investigated
    • G01N21/59Transmissivity

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Spectroscopy & Molecular Physics (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Immunology (AREA)
  • Pathology (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Geology (AREA)
  • General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Environmental & Geological Engineering (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mathematical Physics (AREA)
  • Theoretical Computer Science (AREA)
  • Inorganic Compounds Of Heavy Metals (AREA)
  • Investigating Or Analysing Materials By Optical Means (AREA)

Description

PISTEEN, MISSÄ VÄRI MUUTTUU HARMAAKSI MÄÄRITYSMENETELMÄ TITAANIVALKOISEN VALMISTUSPROSESSISSA
KEKSINNÖN ALA
Esillä oleva keksintö koskee menetelmää värin muutospisteen määrittämiseksi, missä väri muuttuu harmaaksi titaanivalkoisen valmistusprosessissa, johon sisältyy titaanipitoisen liuoksen hydrolyysi.
TAUSTAA
Tähän mennessä kotimainen titaanintuotanto on saavuttanut 1 miljoona tonnia/a. Useimmat tehtaat valmistavat titaania rikkihappomenetelmää käyttäen. Rikkihappomenetelmä titaanivalkoisen valmistamiseksi luokitellaan karkeasti pyrohydrolyysimenetelmään autigeenisin siemenkitein ja pyrohydrolyysimenetelmään lisätyin siemenkitein. Pyrohydrolyysimenetelmää autigeenisin siemenkitein käytetään Kiinassa enemmän kuin pyrohydrolyysimenetelmää lisätyin siemenkitein johtuen sellaisista eduista kuin suhteellisen yksinkertaisista menetelmistä, suuresta tuotannosta ja vastaavista.
Pyrohydrolyysimenetelmä autigeenisin siemenkitein sisältää pääasiallisesti seuraavanlaiset vaiheet. Esikuumennettu hydrolysoitava titaanipitoinen liuos lisätään ensin deionisoituun veteen, joka on esikuumennettu ennalta määrättyyn lämpötilaan. Tietty määrä tietynlaatuisia siemenkiteitä muodostuu varhaisessa vaiheessa. Edistämällä titaanipitoisen liuoksen hydrolyysiä lämmittämällä systeemiä jatkuvasti varhaisessa vaiheessa kiteytymiskeskuksina muodostuneet siemenkiteet aiheuttavat ja edistävät titaanipitoisten hydraattihiukkasten kerrostumista ja kasvua siemenkiteiden pinnoille metatitaanihappoa muodostaen. Metatitaanihappolietteelle suoritetaan sitten pesuprosessi hapolla, valkaisuprosessi, pesuprosessi vedellä, suolakäsittely, kalsiniointiprosessi, murskaamisprosessi ja vastaavia titaanivalkoisen tuotteen saamiseksi. Primäärihiukkasten koot ja jakauman määräävät hydrolyysissä muodostuvat siemenkiteet, muutospiste värillisestä harmaaseen, ja vanhentamisaika. Tämän tuloksena tuotetun titaanivalkoisen hiukkaskoot, rakeisuusjakauma ja pigmenttiominaisuudet myöhemmän suolakäsittelyn suorittamisen jälkeen myös määräytyvät hydrolyysissä muodostuneista siemenkiteistä, muutospisteestä värillisestä harmaaseen ja vanhentamisajasta.
Hydrolyysiprosessin avainkohta titaaninvalmistuksessa on värinmuutospisteen määrittäminen värillisestä harmaaseen. Titaanipitoisen liuoksen hydrolyysin edetessä varhaisessa vaiheessa muodostuneet siemenkiteet asteittain edistävät titaanipitoisen liuoksen hydrolyysin etenemistä siten, että hydrolyysin muodostamat hiukkaset asteittain saavuttavat kriittisen koon metatitaanihapon hydrolyysihiukkasten saostamiseksi liuoksesta. Hydrolyysin edetessä edelleen hydrolyysijärjestelmän väri muuttuu asteittain läpinäkyvän mustasta oliivinvihreään, sitten lievästi samean harmaaseen kuten teräs (tämä hetki on värinmuutospiste harmaaseen, siis värinmuutospiste harmaaseen on se hetki, jolloin titaanipitoinen liuos muuttuu teräsmäisen harmaaseen tai harmahtavanvalkoiseksi, s.o. titaanipitoisen liuoksen hydrolyysin kriittinen piste), sitten vaalean maidonvalkoiseksi ja lopulta valkoisiksi suuriksi flokkuloituneiksi agglomeraateiksi. Muutospisteen värillisestä harmaaseen määrittäminen näyttelee avainroolia titaanipitotoisen liuoksen hydrolyysinopeuden, metatitaanihappohiukkasten hiukkaskokojen ja rakeisuusjakauman ja vastaavien hallinnassa, ja tällainen määritys on eräs niistä avainteknologioista, joita on kaikkein vaikeinta hallita autigeenisiä siemenkiteitä käyttävässä hydrolyysiprosessissa. Jos muutospiste värillisestä harmaaseen määritellään liian varhain, ovat muodostuneet metatitaanihappohiukkaset silloin liian suuria, primäärihiukkaset ovat liian pieniä, suodatettaessa ja pestäessä on vaikeaa poistaa epäpuhtauksia, ja rakeisuusjakauma laajenee siten pigmenttiominaisuuksia heikentäen. Jos muutospiste värillisestä harmaaseen määritellään liian myöhään, ovat muodostuneet metatitaanihappohiukkaset silloin liian pieniä, primäärihiukkaset ovat liian suuria siten, että työkuormitus kasvaa pesuprosessia hapolla ja pesuprosessia vedellä suoritettaessa, ja rakeisuusjakauma laajenee siten pigmenttiominaisuuksia heikentäen. Muutospisteen värillisestä harmaaseen ja vanhentamisajan tiukalla hallinnalla on siksi tärkeä teoreettinen ja käytännöllinen merkitys titaanivalkoisen tuotteiden ominaisuuksien parantamiseen ja titaanivalkoisen teollisuuden kehityksen edistämiseen.
Muutospisteen värillisestä harmaaseen määrittäminen tapahtuu nykyään useimmiten paljain silmin havainnoimalla ja lisäksi ajan ja lämpötilan perusteella, näin ollen määrittäminen on vahvasti subjektiivista. Paljain silmin havainnoimalla suoritettava määritys ei lisäksi ole tarkkaa ja aiheuttaa laadullisia eroja titaanivalkoisen eri erien välillä. Menetelmä muutospisteen värillisestä harmaaseen määrittämiseksi nopeasti ja tarkasti titaanipitoisen liuoksen hydrolyysissä on siksi tarpeen.
YHTEENVETO
Esillä oleva keksintö saa aikaan menetelmän, joka kykenee tarkasti määrittämään muutospisteen värillisestä harmaaseen titaanipitoisen liuoksen (titaniferous solution) hydrolyysiprosessissa, joka käsittää hydrolysoituvan titaanipitoisen liuoksen muutospisteen värillisestä harmaaseen määrittämisen titaanipitoisen liuoksen transmittanssin muutos mittaamalla.
Esillä olevan keksinnön mukaisesti muutospiste, jossa titaanipitoisen liuoksen transmittanssi äkillisesti laskee tai titaanipitoisen liuoksen transmittanssin ensimmäisen derivaatan ääripiste on muutospiste värillisestä harmaaseen.
Esillä olevan keksinnön mukaisesti muutospisteen värillisestä harmaaseen määrittäminen voidaan suorittaa käyttäen ultravioletti-näkyvän valon spektrofotometriä.
Titaanipitoisen liuoksen transmittanssi mitataan edullisesti sen jälkeen kun titaanipitoinen liuos on laimennettu rikkihapon vesiliuoksella laimennetun titaanipitoisen liuoksen muodostamiseksi.
Titaanipitoisen liuoksen tilavuuden suhde rikkihapon vesiliuoksen tilavuuteen on edullisesti 1:(50-150).
Rikkihapon vesiliuoksen massapitoisuus on edullisesti 5 % - 15 %.
PTTRTISTTISTEN EYHYT KUVAUS
Kuvio 1 on kaavio, joka osoittaa hydrolysoituvan laimennetun titaanipitoisen liuoksen transmittanssin muutoksen ajan funktiona esillä olevan keksinnön mukaisesti.
Kuvio 2 on kaavio, joka osoittaa hydrolysoituvan laimennetun titaanipitoisen liuoksen transmittanssin ensimmäisen derivaatan muutoksen ajan funktiona esillä olevan keksinnön mukaisesti.
Kuvio 3 on kaavio, joka osoittaa esillä olevan keksinnön esimerkin 1 mukaisesti valmistetun titaanivalkoisen hiukkasläpimittajakauman.
Kuvio 4 on kaavio, joka osoittaa esillä olevan keksinnön esimerkin 2 mukaisesti valmistetun titaani valkoisen hiukkasläpimittajakauman.
Kuvio 5 on kaavio, joka osoittaa esillä olevan keksinnön esimerkin 3 mukaisesti valmistetun titaani valkoisen hiukkasläpimittajakauman.
TOTEUTUSMUOTOJEN KUVAUS
Tekninen ongelma, joka on tarkoitus ratkaista esillä olevalla keksinnöllä, on saada aikaan menetelmä värinmuutospisteen määrittämiseksi värillisestä harmaaseen, jonka avulla voidaan valmistaa titaanivalkoista tuotetta, jolla on kapea rakeisuusjakauma ja erinomaiset pigmenttiominaisuudet määrittämällä tarkasti muutospiste värillisestä harmaaseen titaanipitoisen liuoksen hydrolyysissä. Esillä olevalle keksinnölle on tunnusomaista, että muutospiste värillisestä harmaaseen hydrolyysissä voidaan määrittää mittaamalla titaanipitoisen liuoksen transmittanssi ajanjaksolla siitä ajankohdasta, jolloin täyttäminen on saatettu loppuun siihen ajankohtaan, jolloin hydrolyysijäijestelmä ylläpidetään ensimmäisessä kiehumispisteessä. Koska hydrolysoituvan titaanipitoisen liuoksen muutospiste värillisestä harmaaseen voidaan määrittää esillä olevan keksinnön mukaisella menetelmällä tarkasti, voidaan valmistaa titaanivalkoinen tuote, jolla on kapea rakeisuusjakauma ja erinomaiset pigmenttiominaisuudet.
Esillä olevan keksinnön mukainen menetelmä hydrolysoituvan titaanipitoisen liuoksen muutospisteen värillisestä harmaaseen määrittämiseksi havaitsee muutospisteen värillisestä harmaaseen titaanipitoisen liuoksen transmittanssia mittaamalla. Mitä tahansa tunnettua menetelmää, joka kykenee mittaamaan transmittanssia, esimerkiksi ultravioletti-näkyvän valon spektrofotometriä käyttävää hydrolysoituvan titaanipitoisen liuoksen transmittanssin mittausmenetelmää, voidaan käyttää hydrolysoituvan titaanipitoisen liuoksen transmittanssin mittaamiseen esillä olevan keksinnön mukaisesti.
Esillä olevan keksinnön mukaisen menetelmän hydrolysoituvan titaanipitoisen liuoksen muutospisteen värillisestä harmaaseen määrittämiseksi mukaisesti titaanipitoinen liuos voidaan laimentaa rikkihapon vesiliuoksella muutospisteen värillisestä harmaaseen havaitsemiseksi tarkemmin. Hydrolysoituva titaanipitoinen liuos laimennetaan esimerkiksi ennalta määrätyllä määrällä rikkihapon vesiliuosta, jonka pitoisuus on 5 % - 15 %, ja titaanipitoisen liuoksen tilavuuden suhde rikkihapon vesiliuoksen tilavuuteen on 1:(50-150). Laimennettujen titaanipitoisten liuosten transmittanssit mitataan käyttämällä ultravioletti-näkyvän valon spektrofotometriä välittömästi sen jälkeen kun hydrolysoituvat titaanipitoiset lähtöliuokset sekoitetaan rikkihapon vesiliuoksen kanssa yhtenäisesti laimennettujen titaanipitoisten liuosten saamiseksi.
Hydrolysoituvan titaanipitoisen liuoksen transmittanssin katastrofipisteen havaitsemiseksi ajanotto alkaa titaanipitoisen liuoksen tultua täysin panostetuksi, siis ajankohta, jolloin titaanipitoisen liuoksen lisäys on kokonaan saatettu loppuun merkitään ”nolla minuutiksi”. Laimennetun titaanipitoisen liuoksen transmittanssi “nolla minuutin” kohdalla asetetaan vertailuliuoksena 100 %:ksi. Sitten titaanipitoisesta liuoksesta otetaan näytteitä ennalta määrätyllä aikavälillä ja laimennetaan rikkihapon vesiliuoksella, ja sitten laimennetun titaanipitoisen liuoksen transmittanssi detektoidaan. Kun transmittanssi muuttuu suuresti, ennalta määrättyä aikaväliä lyhennetään. Muodostetaan kaavio (tai käyrä) vaakasuorana koordinaattina esitetyn ajan ja pystykoordinaattina esitetyn laimennetun titaanipitoisen liuoksen transmittanssin välillä. Ajankohta, joka vastaa käännekohtaa, jolloin transmittanssi laskee äkillisesti tai transmittanssin käyrän ensimmäisen derivaatan ääripistettä, on värin muutospiste värillisestä harmaaseen.
Esillä olevan keksinnön mukaisessa menetelmässä hydrolysoituvan titaanipitoisen liuoksen muutospisteen värillisestä harmaaseen määrittämiseksi hydrolysoituvan titaanipitoisen liuoksen transmittanssi siis mitataan käyttäen ultravioletti-näkyvän valon spektrofotometriä, ja ajankohta, joka vastaa käännekohtaa, jolloin transmittanssi laskee äkillisesti (katso kuvio 1) tai transmittanssin käyrän ensimmäisen derivaatan ääripistettä (katso kuvio 2), on muutospiste värillisestä harmaaseen.
Koska hydrolysoituvan titaanipitoisen liuoksen muutospiste värillisestä harmaaseen voidaan havaita yksinkertaisesti, nopeasti ja tarkasti esillä olevan keksinnön mukaisella menetelmällä hydrolysoituvan titaanipitoisen liuoksen muutospisteen värillisestä harmaaseen määrittämiseksi ultravioletti-näkyvän valon spektrofotometriä käyttäen erinomaiset ominaisuudet omaavan titaanivalkoisen valmistuksessa, esillä olevan keksinnön mukaisen menetelmän hydrolysoituvan titaanipitoisen liuoksen muutospisteen värillisestä harmaaseen määrittämiseksi avulla voidaan huomattavasti parantaa muutospisteen värillisestä harmaaseen määrittämisen tarkkuutta verrattuna tavanomaiseen, paljain silmin tehtävää havainnointia käyttävään menetelmään.
Esillä olevan keksinnön mukaisen menetelmän hydrolysoituvan titaanipitoisen liuoksen muutospisteen värillisestä harmaaseen määrittämiseksi täydellisemmäksi kuvaamiseksi tullaan vaiheet titaanivalkoisen valmistuksessa kuvaamaan tässä jäljempänä yksityiskohtaisesti.
Esillä olevan keksinnön mukainen menetelmä titaanivalkoisen valmistamiseksi sisältää seuraavat vaiheet: (1) Deionisoitua vettä lisätään hydrolyysiastiaan perusvedeksi 22-28 %:n määränä titaanipitoisen liuoksen tilavuudesta 94-98 °C:een esilämmitettynä, ja pidetään 94 °C:n ja 98 °C:n välillä olevassa lämpötilassa ravistelulla.
(2) Titaanipitoista liuosta, joka on esilämmitetty 92-98 °C:seen ja jonka pitoisuus on 200-240 g/1 ja F-arvo 1,7-2,0, lisätään hydrolyysiastiaan vakionopeudella 15-20 minuutin ajan ravistellen, ja hydrolyysiastiassa oleva hydrolyysijärjestelmän lämpötila pidetään 92-98 °C:ssa titaanipitoista liuosta siihen lisättäessä.
(3) Kun titaanipitoisen liuoksen lisääminen astiaan on saatettu loppuun, hydrolyysijärjestelmä kuumennetaan asteittain ensimmäiseen kiehumispisteeseen nopeudella 0,8-1,4 °C/min, ja pidetään sitten lievästi kiehuvassa tilassa.
(4) Kun titaanipitoisen liuoksen lisääminen astiaan on saatettu loppuun, hydrolyysiastiasta otetaan ennalta määrätty tilavuus hydrolysoituvaa titaanipitoista liuosta tietyllä aikavälillä, ja laimennetaan ennalta määrätyllä tilavuudella rikkihapon vesiliuosta, joka on huoneenlämpötilassa ja jonka pitoisuus on 5-15 %. Titaanipitoisen liuoksen tilavuuden suhde rikkihapon vesiliuoksen tilavuuteen on 1:(50-150). Laimennettujen titaanipitoisten liuosten transmittanssit mitataan käyttäen ultravioletti-näkyvän valon spektrofotometriä välittömästi sen jälkeen kun hydrolysoituvat titaanipitoiset liuokset on sekoitettu rikkihapon vesiliuoksen kanssa laimennettujen titaanipitoisten liuosten saamiseksi. Kun transmittanssi muuttuu suuresti, näytteenoton aikaväliä lyhennetään. Ajanotto alkaa titaanipitoisen liuoksen tultua kokonaan panostetuksi, siis ajankohta, jolloin titaanipitoinen liuos on kokonaan lisätty merkitään ”nolla minuuttina”. Vertailuliuoksena laimennetun titaanipitoisen liuoksen transmittanssi “nolla minuutin” kohdalla asetetaan 100 %:ksi. Muodostetaan kaavio (tai käyrä) vaakasuorina koordinaatteina esitetyn ajan ja pystykoordinaatteina esitetyn laimennetun titaanipitoisen liuoksen transmittanssin välillä. Ajankohta, joka vastaa käännekohtaa, jolloin transmittanssi laskee äkillisesti (tai transmittanssin käyrän ensimmäisen derivaatan ääripiste, jolloin titaanipitoisen liuoksen väri muuttuu teräsmäisen harmaaseen), on muutospiste värillisestä harmaaseen.
(5) Kun hydrolyysijärjestelmä saavuttaa muutospisteen värillisestä harmaaseen, kuumennus ja sekoitus lopetetaan ja vanhentaminen suoritetaan välittömästi. 20-40 minuuttia kestävän vanhentamisen jälkeen järjestelmää sekoitetaan ja kuumennetaan asteittain toiseen kiehumispisteeseen nopeudella 0,8-2,5 /min ja pidetään lievästi kiehuvassa tilassa.
(6) Kun lievästi kiehuvaa tilaa on ylläpidetty 90 minuutin ajan, järjestelmään lisätään hitaasti vakionopeudella deionisoitua vettä, joka on esikuumennettu 80-98 °:seen titaanipitoisen liuoksen laimentamiseksi siten, että lopullisen titaanipitoisen liuoksen kokonaistitaanipitoisuus on 165+5 g/1. Sitten järjestelmä pidetään lievästi kiehuvassa tilassa, kunnes hydrolyysi on päättynyt.
(7) Kun 2,5-3,0 tuntia on kulunut toisen kiehumispisteen saavuttamisesta, hydrolyysi lopetetaan. Hydrolysoidulle lietteelle suoritetaan sitten pesuprosessi hapolla, valkaisuprosessi, pesuprosessi vedellä, suolakäsittely, kalsiniointiprosessi ja murskaamisprosessi tuotteen saamiseksi.
Esillä olevan keksinnön etuja ovat, että muutospiste värillisestä harmaaseen havaitaan laimennetun hydrolyysilietteen transmittanssin muutoksella tarkasti ajan funktiona titaanipitoisen liuoksen hydrolyysin aikana siten, että hydrolyysijärjestelmän on mahdollista synnyttää hiukkasia, joilla on tarkoituksenmukainen määrä, laatu ja rakeisuusjakauma, ja jonka avulla on mahdollista tehokkaasti säädellä hydrolyysinopeutta ja titaanipitoisten hydraattihiukkasten kiteytymisnopeutta, kasvunopeutta ja koaguloitumisnopeutta siten tuottaen titaanivalmistetuotteen, jolla on kapea rakeisuusjakauma erinomaiset pigmenttiominaisuudet tavanomaista hydrolyysprosessia hieman säätämällä.
Tämän jälkeen esillä olevan keksinnön mukaista menetelmää selitetään spesifisten esimerkkien yhteydessä.
[Esimerkki 1] Titaanivalkoisen valmistus esillä olevan keksinnön mukaista menetelmää käyttäen 25,0 ml deionisoitua vettä lisättiin hydrolyysiastiaan perusvedeksi ja esikuumennettiin 96 °C:seen sekoittaen. 100 ml titaanipitoista liuosta, joka oli esikuumennettu 95 °C:seen ja jonka pitoisuus oli 229 g/1 ja F-arvo 1,86, lisättiin hydrolyysiastiaan vakionopeudella 17 minuutin ajan ravistelulla, ja hydrolyysiastiassa olevan hydrolyysijärjestelmän lämpötila pidettiin 96 °C:ssa titaanipitoista liuosta siihen lisättäessä. Kun titaanipitoisen liuoksen lisääminen astiaan oli saatettu loppuun, järjestelmää kuumennettiin asteittain 10 minuutin ajan ensimmäiseen, noin 106 °C:n kiehumispisteeseen (siis kuumennettiin nopeudella 1,00 °C/min), ja pidettiin sitten lievästi kiehuvassa tilassa. Hydrolysoituvaa lietettä otettiin hydrolyysiastiasta ja sitten sen transmittanssi mitattiin edellä kuvatun vaiheen (4) mukaisesti, jossa käytetyn rikkihapon vesiliuoksen pitoisuus oli 10 % ja titaanipitoisen liuoksen tilavuuden suhde rikkihapon vesiliuoksen tilavuuteen oli 1:100. Kun hydrolyysijärjestelmä saavutti muutospisteen värillisestä harmaaseen, kuumentaminen ja sekoitus lopetettiin ja vanhentaminen suoritettiin välittömästi noin 30 minuutin ajan. Kun vanhentaminen oli saatettu loppuun, järjestelmää kuumennettiin 13 minuutin ajan toiseen noin 107 °C:n kiehumispisteeseen nopeudella 1,8 °C/min ravistelulla ja pidettiin sitten lievästi kiehuvassa tilassa 90 minuutin ajan. Sen jälkeen järjestelmään lisättiin 14 ml deionisoitua vettä, joka oli esikuumennettu 86 °C:een, vakionopeudella titaanipitoisen liuoksen laimentamiseksi ja hydrolyysireaktion helpottamiseksi. Kun 3 tuntia oli kulunut toisen kiehumispisteen saavuttamisen jälkeen, hydrolyysi lopetettiin. Hydrolysoidulle lietteelle suoritettiin pesuprosessi hapolla, valkaisuprosessi, pesuprosessi vedellä, suolakäsittely, kalsiniointiprosessi ja murskaamisprosessi tuotteen saamiseksi.
Laimennetun hydrolysoidun lietteen transmittanssin muutos ajan funktiona esitettiin kuviossa 1, ja transmittanssin ensimmäisen derivaatan muutos ajan funktiona esitettiin kuviossa 2. Kuten kuviossa 1 esitetään, tyydytti ajan funktiona esitetyn transmittanssin käyrä Boltzmannin funktion sovitetun S-viivan (s.o. yhtälön y = (Ai-A2)/(l+exp[(x-xo)/dx])+A2) sovituskorrelaatiokertoimella R2=0,9998. Kuten kuviossa 1 esitetään, siitä ajankohdasta, kun titaanipitoinen liuos oli kokonaan täytetty, siihen ajankohtaan, kun saavutettiin muutospiste värillisestä harmaaseen, kului 24 minuuttia ja 14 minuuttia siitä ajankohdasta, kun ensimmäinen kiehumispiste saavutettiin, siihen ajankohtaan, kun saavutettiin muutospiste värillisestä harmaaseen. Kuten kuviossa 2 ilmeisellä tavalla esitetään, oli transmittanssin ensimmäisellä derivaatalla minimiarvo 24. minuutin kohdalla ajankohdasta, kun titaanipitoinen liuos oli kokonaan lisätty, mikä vastasi kuviossa 1 esitetyn käyrän katastrofipistettä, ja minimiarvoa vastaava ajankohta (24. minuutti) oli muutospiste värillisestä harmaaseen titaanipitoisen liuoksen hydrolyysissä. Valmistetun titaanivalkoisen rakeisuusjakauma esitettiin kuviossa 3. Kuten kuviossa 3 esitetään, oli valmistetun titaanivalkoisen keskimääräinen hiukkaskoko 250 nm, piikin puolileveys 93,2 nm, piikkihiukkasläpimitta 275 nm ensimmäisen piikin kohdalla, ja polydispersiteetti-indeksi 0,133, osoittaen valmistetun titaanivalkoisen kapean hiukkaskokojakauman. Pigmenttiominaisuuksien testin tulokset osoittivat, että valmistetun titaanivalkoisen pelkistyspotentiaali (SCX) oli 1480 mitattuna R706:tta referenssinä käyttäen ja suhteellinen vaaleus 100,33 mitattuna PTA120:a referenssinä käyttäen.
[Esimerkki 2] Titaanivalkoisen valmistus esillä olevan keksinnön mukaista menetelmää käyttäen 27,0 ml deionisoitua vettä lisättiin hydrolyysiastiaan ja esikuumennettiin 94 °C:seen sekoittaen. 100 ml titaanipitoista liuosta, joka oli esikuumennettu 95 °C:een ja jonka pitoisuus oli 201 g/1 ja F-arvo 1,92, lisättiin hydrolyysiastiaan vakionopeudella 18 minuutin ajan sekoittaen, ja hydrolyysiastiassa olevan hydrolyysijäijestelmän lämpötila pidettiin 94 °C:ssa titaanipitoista liuosta siihen lisättäessä. Kun titaanipitoisen liuoksen lisääminen astiaan on saatettu loppuun, järjestelmää kuumennettiin asteittain 10 minuutin ajan ensimmäiseen, noin 105 °C:n kiehumispisteeseen (siis kuumennettiin nopeudella 1,1 °C/min), ja pidettiin sitten lievästi kiehuvassa tilassa. Hydrolysoituvaa lietettä otettiin hydrolyysiastiasta ja sitten sen transmittanssi mitattiin edellä kuvatun vaiheen (4) mukaisesti, jossa käytetyn rikkihapon vesiliuoksen pitoisuus oli 15 % ja titaanipitoisen liuoksen tilavuuden suhde rikkihapon vesiliuoksen tilavuuteen on 1:50. Kun hydrolyysijärjestelmä saavutti muutospisteen värillisestä harmaaseen, kuumentaminen ja sekoitus lopetettiin ja vanhentaminen suoritettiin välittömästi 25 minuutin ajan. Ajankohdasta, kun titaanipitoinen liuos oli kokonaan lisätty, siihen ajankohtaan, kun saavutettiin muutospiste värillisestä harmaaseen, kului 20 minuuttia. Kun vanhentaminen oli saatettu loppuun, järjestelmää kuumennettiin 11 minuutin ajan toiseen noin 106,5 °C:n kiehumispisteeseen nopeudella 1,68 °C/min sekoittaen ja pidettiin sitten lievästi kiehuvassa tilassa 90 minuutin ajan. Sen jälkeen järjestelmään lisättiin 5 ml deionisoitua vettä, joka oli esikuumennettu 92 °C:seen, vakionopeudella titaanipitoisen liuoksen laimentamiseksi ja hydrolyysireaktion helpottamiseksi. Kun 2,7 tuntia oli kulunut toisen kiehumispisteen saavuttamisen jälkeen, hydrolyysi lopetettiin. Hydrolysoidulle lietteelle suoritettiin pesuprosessi hapolla, valkaisuprosessi, pesuprosessi vedellä, suolakäsittely, kalsiniointiprosessi ja murskaamisprosessi tuotteen saamiseksi.
Valmistetun titaanivalkoisen rakeisuusjakauma esitettiin kuviossa 4. Kuten kuviossa 4 esitetään, oli valmistetun titaanivalkoisen keskimääräinen hiukkaskoko 308 nm, piikin puolileveys 68,9 nm, piikkihiukkasläpimitta 280 nm ensimmäisen piikin kohdalla, ja polydispersiteetti-indeksi 0,276, osoittaen valmistetun titaanivalkoisen kapean hiukkaskokojakauman. Pigmenttiominaisuuksien testin tulokset osoittivat, että valmistetun titaanivalkoisen pelkistyspotentiaali (SCX) oli 1340 mitattuna R706:tta referenssinä käyttäen ja suhteellinen vaaleus 100,12 niitattuna PTA120:a referenssinä käyttäen.
[Esimerkki 3] Titaanivalkoisen valmistus esillä olevan keksinnön mukaista menetelmää käyttäen 23,0 ml deionisoitua vettä lisättiin hydrolyysiastiaan ja esikuumennettiin 98 °C:seen sekoittaen. 100 ml titaanipitoista liuosta, joka oli esikuumennettu 98 °C:seen ja jonka pitoisuus oli 233 g/1 ja F-arvo 1,83, lisättiin hydrolyysiastiaan vakionopeudella 16 minuutin ajan ravistelulla, ja hydrolyysiastiassa olevan hydrolyysijäijestelmän lämpötila pidettiin 98 °C:ssa titaanipitoista liuosta siihen lisättäessä. Kun titaanipitoisen liuoksen lisääminen astiaan on saatettu loppuun, jäijestelmää kuumennettiin asteittain 11 minuutin ajan ensimmäiseen, noin 106,5 °C:n kiehumispisteeseen (siis kuumennettiin nopeudella 0,77 °C/min), ja pidettiin sitten lievästi kiehuvassa tilassa. Hydrolysoituvaa lietettä otettiin hydrolyysiastiasta ja sitten sen transmittanssi mitattiin edellä kuvatun vaiheen (4) mukaisesti, jossa käytetyn rikkihapon vesiliuoksen pitoisuus oli 5 % ja titaanipitoisen liuoksen tilavuuden suhde rikkihapon vesiliuoksen tilavuuteen on 1:150. Kun hydrolyysijäijestelmä saavutti muutospisteen värillisestä harmaaseen, kuumentaminen ja sekoitus lopetettiin ja vanhentaminen suoritettiin välittömästi 35 minuutin ajan. Ajankohdasta, kun titaanipitoinen liuos oli kokonaan lisätty, siihen ajankohtaan, kun saavutettiin muutospiste värillisestä harmaaseen, kului 26 minuuttia. Kun vanhentaminen oli saatettu loppuun, jäijestelmää kuumennettiin 12 minuutin ajan toiseen noin 108 °C:n kiehumispisteeseen nopeudella 2,0 °C/min sekoittaen ja pidettiin sitten lievästi kiehuvassa tilassa 90 minuutin ajan. Sen jälkeen järjestelmään lisättiin 23 ml deionisoitua vettä, joka oli esikuumennettu 95 °C:seen, vakionopeudella titaanipitoisen liuoksen laimentamiseksi ja hydrolyysireaktion helpottamiseksi. Kun 3 tuntia oli kulunut toisen kiehumispisteen saavuttamisen jälkeen, hydrolyysi lopetettiin. Hydrolysoidulle lietteelle suoritettiin pesuprosessi hapolla, valkaisuprosessi, pesuprosessi vedellä, suolakäsittely, kalsiniointiprosessi ja murskaamisprosessi tuotteen saamiseksi.
Valmistetun titaanivalkoisen rakeisuusjakauma esitettiin kuviossa 5. Kuten kuviossa 5 esitetään, oli valmistetun titaanivalkoisen keskimääräinen hiukkaskoko 237 nm, piikin puolileveys 95,1 nm, piikkihiukkasläpimitta 269 nm ensimmäisen piikin kohdalla, ja polydispersiteetti-indeksi 0,103, osoittaen valmistetun titaanivalkoisen kapean hiukkaskokojakauman. Pigmenttiominaisuuksien testin tulokset osoittivat, että valmistetun titaanivalkoisen pelkistyspotentiaali (SCX) oli 1470 mitattuna R706:tta referenssinä käyttäen ja suhteellinen vaaleus 100,15 mitattuna PTA120:a referenssinä käyttäen.
Tässä on esitetty esillä olevan keksinnön esimerkinomaisia toteutusmuotoja, ja vaikka käytetään spesifisiä termejä, niitä käytetään ja ne tulee tulkita ainoastaan yleisessä ja kuvaavassa mielessä eikä rajoittamistarkoituksessa. Alan tavanomaisen ammattitaidon omaavat ymmärtävät siten, että erilaisia muutoksia muotoon ja yksityiskohtiin voidaan tehdä poikkeamatta esillä olevan keksinnön hengestä ja piiristä, jotka esitettään seuraavissa patenttivaatimuksissa.

Claims (7)

1. Menetelmä värin muutospisteen määrittämiseksi harmaaseen titaanivalkoisen valmistusprosessissa, tunnettu siitä, että menetelmä käsittää hydrolysoituvan titaanipitoisen liuoksen värin muutospisteen määrittämisen harmaaseen mittaamalla titaanipitoisen liuoksen transmittanssin muutosta.
2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että käännekohta, jossa titaanipitoisen liuoksen transmittanssi äkillisesti laskee, on värin muutospiste harmaaseen.
3. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että titaanipitoisen liuoksen transmittanssin ensimmäisen derivaatan ääripiste on värin muutospiste harmaaseen.
4. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että titaanipitoisen liuoksen värin muutospisteen harmaaseen määrittäminen suoritetaan käyttämällä ultravioletti-näkyvän valon spektrofotometriä.
5. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että laimennetun titaanipitoisen liuoksen transmittanssi mitataan sen jälkeen, kun titaanipitoinen liuos on laimennettu rikkihapon vesiliuoksella laimennetun titaanipitoisen liuoksen muodostamiseksi.
6. Patenttivaatimuksen 5 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että titaanipitoisen liuoksen tilavuuden suhde rikkihapon vesiliuoksen tilavuuteen on 1:(50-150).
7. Patenttivaatimuksen 5 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että rikkihapon vesiliuoksen massapitoisuus on 5 % - 15 %.
FI20115211A 2010-03-03 2011-03-02 Pisteen, missä väri muuttuu harmaaksi määritysmenetelmä titaanivalkoisen valmistusprosessissa FI125470B (fi)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201010116852 2010-03-03
CN201010116852.9A CN101788465B (zh) 2010-03-03 2010-03-03 钛白生产中变灰点的判定方法

Publications (3)

Publication Number Publication Date
FI20115211A0 FI20115211A0 (fi) 2011-03-02
FI20115211A FI20115211A (fi) 2011-09-04
FI125470B true FI125470B (fi) 2015-10-15

Family

ID=42531760

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
FI20115211A FI125470B (fi) 2010-03-03 2011-03-02 Pisteen, missä väri muuttuu harmaaksi määritysmenetelmä titaanivalkoisen valmistusprosessissa

Country Status (3)

Country Link
JP (1) JP5289483B2 (fi)
CN (1) CN101788465B (fi)
FI (1) FI125470B (fi)

Families Citing this family (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102502809A (zh) * 2011-10-27 2012-06-20 攀钢集团研究院有限公司 一种制备金红石型钛白粉的水解方法
CN102636463A (zh) * 2012-04-24 2012-08-15 攀钢集团攀枝花钢铁研究院有限公司 硫酸氧钛水解的在线检测装置及控制设备
CN103512852B (zh) * 2013-07-29 2015-12-09 攀钢集团攀枝花钢铁研究院有限公司 一种外加晶种稳定性的表征和检测方法
CN103920403B (zh) * 2014-03-24 2015-11-04 攀钢集团攀枝花钢铁研究院有限公司 钛酸液混匀装置和方法及钛白生产用在线变灰点判定装置
CN105301057B (zh) * 2015-10-20 2018-03-02 江苏宏远药业有限公司 一种在线监测制备二氧化钛的方法
CN107389624A (zh) * 2017-08-30 2017-11-24 攀钢集团研究院有限公司 钛液固含量的快速检测方法
CN109738396B (zh) * 2018-12-10 2020-07-28 东华大学 一种判断活性染料耐盐和/或耐碱稳定性的方法
CN110013682B (zh) * 2019-05-05 2024-01-26 河北工业大学 一种新型的纳米二氧化钛生产流程控制装置和方法
CN113607670B (zh) * 2021-08-05 2024-04-02 攀枝花学院 测定工业钛液水解变灰点前的水解率的方法
CN115389465A (zh) * 2022-09-02 2022-11-25 攀钢集团攀枝花钢铁研究院有限公司 水解外加晶种质量的在线检测系统

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
ES373807A1 (es) * 1969-11-22 1972-02-16 Dow Unquinesa S A Procedimiento automatico para el control de la hidrolisis de una solucion de titanio en acido sulfunico.
JP4858665B2 (ja) * 2001-09-26 2012-01-18 富田製薬株式会社 紫外線吸収及び/又は遮蔽剤及びその製造法
CN100593517C (zh) * 2008-05-05 2010-03-10 攀钢集团攀枝花钢铁研究院有限公司 一种制备钛白的水解方法
CN101793679B (zh) * 2010-03-03 2012-10-10 攀钢集团钢铁钒钛股份有限公司 一种钛白生产中在线变灰点判定装置

Also Published As

Publication number Publication date
CN101788465A (zh) 2010-07-28
JP5289483B2 (ja) 2013-09-11
FI20115211A0 (fi) 2011-03-02
FI20115211A (fi) 2011-09-04
JP2011178658A (ja) 2011-09-15
CN101788465B (zh) 2014-08-06

Similar Documents

Publication Publication Date Title
FI125470B (fi) Pisteen, missä väri muuttuu harmaaksi määritysmenetelmä titaanivalkoisen valmistusprosessissa
AU2008248294B2 (en) Making co-precipitated mixed oxide-treated titanium dioxide pigments
JPH08225324A (ja) アナターゼ二酸化チタン及びその製法
JP3167880U (ja) チタンホワイト生産においての灰色変化点実時間判定装置
CN110183873B (zh) 一种基于碳酸钙的食用色淀的制备方法
CN106226204B (zh) 偏钛酸粒径的检测方法
CN108423710B (zh) 一种硫酸法色料搪瓷钛白粉制备方法
CN107640759A (zh) 呈弱酸模式的pH敏感型红光碳量子点及其制备方法
EP2657688B1 (en) Device for detecting hydrolysis of titanium oxysulfate in real-time
CN105502483A (zh) 一种微波辅助制备金红石型二氧化钛的方法
JPH09188518A (ja) アナターゼ型二酸化チタンの製法
CN102089246B (zh) 微晶二氧化钛的制备方法
US3706829A (en) Automated process for the hydrolysis of titanium sulfate solutions
CN106008187B (zh) 一种合成蒽醌的制备方法
TW201815684A (zh) 製備二氧化鈦的方法及由此製得之二氧化鈦
Gerasimova et al. Hydrothermal behavior of titanium (IV) sulfate solutions
CN108956662B (zh) 检测二氧化钛混晶中无定型二氧化钛含量的方法
CN102826599B (zh) 一种煅烧晶种活性的比较和检测方法
CN102476817A (zh) 一种药品级氯化镁的生产工艺
WO2018230473A1 (ja) 3価金属ドープ六角板状酸化亜鉛及びその製造方法
CN110236963A (zh) 一种由四氯化钛制备化妆品用纳米二氧化钛及其制备方法
Tian Concentration of TiOSO4 on rutile white via short sulfate process
CN113155687B (zh) 一种高浓度外加晶种水解活性的评价方法
CN113607670B (zh) 测定工业钛液水解变灰点前的水解率的方法
US2326156A (en) Process of making titanium containing pigments

Legal Events

Date Code Title Description
FG Patent granted

Ref document number: 125470

Country of ref document: FI

Kind code of ref document: B