鈦白粉顏料的合成方法與加工方法流程

作者：精顏化工日期： 2024-11-27 點擊量：文字大小：大中小

工業生產高質量鈦白粉顏料主要有兩種合成方法：1916年首次使用的硫酸法鈦白粉生產加工方法和1960年達到生產成熟的氯化法鈦白粉生產工藝，這兩種鈦白粉顏料生產方法的任務都是從大部分黑色或灰色的含鈦原料（硫酸法中的鈦鐵礦或鈦渣；氯化法中的天然或合成金紅石）開始生產純白色TiO2二氧化鈦。必須達到指定的參數，如平均粒徑、粒徑分布、顆粒形狀和晶體結構（金紅石、銳鈦礦），這取決于預期的應用。

硫酸法鈦白粉加工方法流程

在硫酸鹽法中，將鈦鐵礦或鈦渣溶解在熱濃硫酸中：
FeTiO3+2H2SO4→TiOSO4+FeSO4+2H2O.

在隨后的冷卻過程中，硫酸亞鐵（綠鹽）會結晶出來，并可以從生成的硫酸溶液中分離出來，各種過渡金屬離子分離后，得到無色的硫酸鈦溶液，加水水解：
$${\text{TiOSO}}_{{4}} + \left( {x + {1}} \right){\text{H}}_{{2}} {\text{O}} \to {\text{TiO}}_{{2}} \cdot x{\text{H}}_{{2}} {\text{O}} + {\text{H}}_{{2}} {\text{SO}}_{{4}} .$$

形成水合二氧化鈦沉淀物，經過過濾、洗滌、干燥后，在800-1000℃下煅燒：
TiO2⋅xH2O→TiO2+xH2O.

在此步驟之后，所獲得的粗二氧化鈦顆粒的粒度特性通過研磨過程進行調整，以這種方式合成的鈦白粉顏料通常通過特定的表面處理(后處理)來穩定紫外線輻射。與銳鈦礦相比，金紅石是更穩定的二氧化鈦TiO2改性物，但其紫外線活性也較低。這種處理的另一個方面是顏料的應用性能的改善，特別是關于它們與粘合劑體系的相容性。表面處理主要是使用一層薄薄的無色層(通常由SiO2, Al2O3和/或ZrO2組成，但也有有機成分)，通過濕化學方法將其涂在TiO2二氧化鈦顆粒上，使其完全覆蓋在表面上。此外，通過在合成過程中將合適的離子摻入二氧化鈦的晶格中，可以實現鈦白粉的內在穩定。硫酸鹽法生產的鈦白粉顏料通常由金紅石或銳鈦礦混合物組成。通過選擇合適的反應參數(煅燒溫度和摻雜劑)，可以得到純金紅石或銳鈦礦顏料。