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硫酸法鈦白粉的生產(chǎn)--偏鈦酸的鹽處理一、 偏鈦酸在煅燒前要進(jìn)行鹽處理的原因偏鈦酸在鍛燒前加人少量化學(xué)品添加劑進(jìn)行改性處理的過(guò)程,稱為鹽處理,亦稱前處理。偏鈦酸如不進(jìn)行鹽處理而直接鍛燒,得到的產(chǎn)品顆粒往往很硬,色相及其他顏料性能很差,漆用性能低劣。因此,生產(chǎn)顏料鈦白粉時(shí),都要根據(jù)不同品級(jí)的需要,在偏鈦酸中加人少量化學(xué)品進(jìn)行改性,然后再在適當(dāng)?shù)臏囟认洛憻?,使產(chǎn)品具有良好的色相、光澤,較高的消色力、遮蓋力,較低的吸油量和合適的晶粒大小、形狀以及在漆料介質(zhì)中的易分散性。某些非顏料型產(chǎn)品中,有時(shí)也需要加人某些化學(xué)品,使產(chǎn)品具有某種特殊性能。二、 生產(chǎn)銳鈦型顏料鈦白粉的鹽處理常使用的添加劑及其作用生產(chǎn)銳鈦型顏料鈦白粉的鹽處理時(shí),常使用的添加劑有鉀鹽和磷酸(或磷酸鹽)。加人添加劑的作用主要有兩個(gè):①使產(chǎn)品具有優(yōu)良的顏料性能;②使銳鈦晶型起穩(wěn)定作用,抑制形成金紅石晶態(tài),防止產(chǎn)品中混有金紅石晶型。但是添加劑加人量過(guò)多會(huì)使鈦白粉的水溶性鹽含量明顯增加和水選時(shí)水分散性下降,只有嚴(yán)格控制加人量,才能既發(fā)揮添加劑本身的作用,又不影響鈦白粉的其他性能。三、 生產(chǎn)銳鈦型顏料鈦白粉的鹽處理要添加鉀鹽的原因及其添加量生產(chǎn)銳鈦型顏料鈦白粉的鹽處理時(shí),加人碳酸鉀或硫酸鉀等鉀鹽,其作用是:①可以使偏鈦酸在較低溫度下脫硫,從而降低鍛燒溫度,使物料在較低溫度下達(dá)到中性,避免高溫?zé)Y(jié)而引起產(chǎn)品的變黃或變灰或出現(xiàn)色變現(xiàn)象,造成產(chǎn)品漆用性能低劣,分散性能極差。添加了鉀鹽,即使在較高溫度下煅燒,也不失去鈦白粉的優(yōu)良的顏料性能,因?yàn)樵谳^高溫度鍛燒時(shí), Ti02顆粒比較致密,有利于提高耐候性和降低吸油量;②能促進(jìn)銳鈦型Ti02微晶體的成長(zhǎng);③可以改善顏料性能,

使鈦白粉顆粒松軟、色澤潔白、消色力提高。鉀鹽的添加量一般為 Ti0的0?4%2-2.0%,相當(dāng)于0.25%-1.40%的&Q四、 生產(chǎn)銳鈦型顏料鈦白粉時(shí)要添加磷酸的原因在生產(chǎn)電焊條級(jí)鈦白粉時(shí),由于鈦白粉含磷高,對(duì)焊縫有冷脆性,因而要求鈦白粉的含磷量不能大于0.05%,這樣,在生產(chǎn)中不僅不能加人磷酸,而且還要嚴(yán)格控制,特別在礦源上不允許有偏高的含磷量。但是在生產(chǎn)銳鈦型顏料鈦白粉時(shí),不僅沒(méi)有嚴(yán)格的含磷要求,而且還要加入磷酸或其鹽,使之提高鈦白粉的白度和耐候性。不過(guò)鈦礦含磷過(guò)高也不好,因?yàn)樗峤夂罅滓粤姿峄蛄姿岫潲}的形式而存在,很容易與鈦結(jié)合成對(duì)應(yīng)的難溶鈦鹽隨著殘?jiān)怀?,而造成鈦回收率降低?;谠谏a(chǎn)銳鈦型鈦白粉時(shí),偏鈦酸經(jīng)水洗或漂白后, pH值仍在2-3之間,硫酸亞鐵仍未達(dá)到其水解的pH值6.5,仍以二價(jià)鐵離子存在。有些廠家沒(méi)有漂白工序,一部分二價(jià)鐵在水洗時(shí)受到水中的溶解氧氧化而變成三價(jià)鐵,三價(jià)鐵在水洗至pH值為1.5時(shí),即水解生成氫氧化鐵沉淀,夾雜在偏鈦酸中。這些二價(jià)鐵和氫氧化鐵雜質(zhì),如果不加處理,直接送去鍛燒,則在鍛燒條件下,會(huì)生成紅棕色的氧化鐵,這就大大地影響到鈦白粉的白度。因此,在鍛燒前必須進(jìn)行鹽處理,在鹽處理中加人適量的磷酸或其鹽,使磷酸與氫氧化鐵反應(yīng)生成淡黃色的穩(wěn)定的磷酸鐵;使磷酸與二價(jià)鐵反應(yīng)生成白色或灰白色的亞鐵的磷酸一元或二元鹽,這些二價(jià)鐵的磷酸鹽,在鍛燒的條件下,也被氧化成淡黃色的磷酸鐵。由于淡黃色的磷酸鐵遠(yuǎn)比紅棕色的氧化鐵淡得多,這樣,對(duì)鈦白粉的白度影響就小得多,以達(dá)到提高鈦白粉白度的目的。其磷酸與氫氧化鐵的反應(yīng)式如下:HjPOi+Fe(<)H)3—FcPOa-h3HaO五、 加入磷酸過(guò)多或過(guò)少的弊端在鹽處理時(shí),加入適量的磷酸或其鹽,可以提高鈦白粉的白度和耐候性,并

且使顆粒松軟、容易粉碎,在生產(chǎn)銳鈦型鈦白粉時(shí)能促進(jìn)其向銳鈦晶型轉(zhuǎn)化和防止金紅石晶型生成。但是若加入的磷酸過(guò)多,則其入窯偏鈦酸的酸度增大,脫硫困難,使達(dá)到最大消色力的煅燒溫度移向較高溫度處,提高了煅燒溫度,使物料在較高溫度下煅燒,有時(shí)還會(huì)產(chǎn)生燒結(jié)現(xiàn)象,不僅浪費(fèi)燃料,而且會(huì)使煅燒物粒子堅(jiān)硬,難以粉碎,鈦白粉的白度和消色力降低,吸油量升高。若加入磷酸過(guò)少,相對(duì)地增大碳酸鉀的用量,使酸度降低,有利于物料在較低溫度下脫硫,使煅燒物顆粒松軟,色澤潔白和消色力提高及吸油量降低。甚至由于碳酸鉀用量相對(duì)增大,即使在較高溫度下煅燒,也不失去其優(yōu)良的顏料性能,因?yàn)檩^高溫度煅燒時(shí),二氧化鈦的顆粒致密,有利于提高產(chǎn)品的耐候性和降低吸油量。但是磷酸用量過(guò)少,不足以將全部鐵轉(zhuǎn)化為淡黃色的磷酸鐵,而未轉(zhuǎn)化的鐵最終仍以紅棕色的氧化鐵出現(xiàn),達(dá)不到提高鈦白粉白度的目的。六、添加磷酸的量及添加方法的研究根據(jù)計(jì)算,水洗偏鈦酸含鐵為100*10-6的話,其真正與鐵作用所需的磷酸并不多,若加入總鈦0.1%的磷酸,則其與鐵作用所需的磷酸只占加入總磷酸量的15.1%,即使含鐵為150*10-6,則其與鐵作用的磷酸也只有占加入總磷酸量的22.7%,由此可見(jiàn),所加入的磷酸已綽綽有余。但是事實(shí)并非如此,檢測(cè)鹽處理后偏鈦酸的濾液中,根本就沒(méi)有磷酸根離子,說(shuō)明磷酸已全部生在難溶的磷酸鹽了。為什么加入的比計(jì)算量剩余那么多的磷酸,而最終在濾液中沒(méi)有磷酸呢?原因是偏鈦酸中含有較多的能與磷酸根離子生成難溶磷酸鹽的金屬離子,這些金屬離子都需要與磷酸作用,生成難溶的磷酸鹽而消耗了磷酸,因此在鹽處理后的濾液中便測(cè)不到磷酸根離子。另外,從鹽處理后的濾液中,還發(fā)現(xiàn)含有不少的二價(jià)鐵離子,說(shuō)明偏鈦酸中還有可溶鐵,這樣的鐵帶人到回轉(zhuǎn)窯去鍛燒,最終會(huì)生成紅棕色的氧化鐵而影響鈦白粉的白度

按計(jì)算量所加磷酸全部與鐵作用后,應(yīng)該仍有較多的磷酸剩余,但是最后不僅濾液中沒(méi)有磷酸剩余,甚至連鐵也沒(méi)有作用完。究其原因如下。①是由于偏鈦酸中含有能與磷酸根生成難溶磷酸鹽的金屬離子過(guò)多,這些金屬離子濃度與磷酸根離子濃度積,比二價(jià)鐵離子濃度與磷酸根離子濃度積小得多。這些金屬離子先與磷酸根離子作用,生成難溶的磷酸鹽而消耗了全部或大部分磷酸,使整個(gè)體系已經(jīng)沒(méi)有或者很少有磷酸根與二價(jià)鐵作用了, 以至于在濾液中仍有較多的二價(jià)鐵。②偏鈦酸中的鐵為二價(jià)鐵,二價(jià)鐵在pH值為2-3的酸度下,難以生成難溶的亞鐵磷酸鹽沉淀,而需要在pH值為6的酸度下,才能全部生成亞鐵磷酸鹽沉淀。根據(jù)上述分析,要使偏鈦酸的濾液沒(méi)有鐵離子而稍有微量磷酸根離子,就必須米取下列措施。1.除去重金屬離子先除去與磷酸根離子容易生成難溶磷酸鹽的重金屬離子,從而減少鹽處理時(shí)磷酸根的消耗。一般重金屬離子與磷酸根離子生成磷酸鹽的離子濃度積都很小,雖然在酸解后浸取時(shí),已加入鐵屑將三價(jià)鐵還原為二價(jià)鐵,有些重金屬離子已被鐵還原而除去,但是仍有一些重金屬未被還原,這些未被還原的重金屬中,雖然有些重金屬離子與磷酸根離子生成的難溶磷酸鹽是白色的,對(duì)影響鈦白粉白度無(wú)礙,但是有些難溶的磷酸鹽卻是帶色的,會(huì)影響到鈦白粉的白度。另外,這些重金屬離子與氫氧根離子生成重金屬氫氧化物的離子濃度積也很小,在偏鈦酸水洗的酸度較大時(shí),就能生成難溶的重金屬氫氧化物沉淀夾雜在偏鈦酸中,最終通過(guò)緞燒生成重金屬氧化物,其中有些氧化物也是帶色的,影響鈦白粉的白度。再有,重金屬雜質(zhì)的混人,不僅由于重金屬元素本身的顯色作用而使鈦白粉帶色,最終影響鈦白粉的白度,更重要的是重金屬離子的引人,使二氧化鈦晶格扭曲或晶格變形,失去對(duì)稱性而發(fā)生色彩反應(yīng),使鈦白粉帶色而不夠純白。因此必須從根本上將重金

屬除去。除去重金屬的方法,是在酸解浸取得到的鈦液中,加入少量某種無(wú)機(jī)物,讓其與重金屬離子作用生成重金屬化合物沉淀,隨著殘?jiān)怀ァS捎谌菀着c磷酸根生成難溶磷酸鹽的重金屬,浸取時(shí)已被除去,因此,在鹽處理時(shí)消耗的磷酸或磷酸鹽就會(huì)減少。2.增大磷酸的用量,生成難溶磷酸鹽有些金屬離子雖然不是重金屬離子,但是其與磷酸根離子生成磷酸鹽的離子濃度積也很小,也很容易生成難溶的磷酸鹽沉淀,如鈦離子與磷酸根離子生成難溶的磷酸鈦就是一例。雖然磷酸鈦是白色的,對(duì)影響鈦白粉的白度無(wú)礙,但是它畢竟要消耗磷酸根,而使磷酸或其鹽的加人量增大。既然所加磷酸不足,就應(yīng)多加磷酸來(lái)滿足要求,即由原來(lái)的0.1%逐漸增加,至偏鈦酸濾液中沒(méi)有鐵離子而稍有磷酸根為止。但是這種做法不可取。因?yàn)樗春细竦钠佀岜旧砭秃?%-10%的硫酸,這些硫酸已經(jīng)不利于偏鈦酸的鍛燒和分解,再多加磷酸,使其酸度增大,會(huì)使鍛燒脫硫溫度提高,產(chǎn)品的白度和消色力降低、吸油量升高。也可以在增大磷酸用量的同時(shí),也增大碳酸鉀用量,用碳酸鉀中和過(guò)大的酸性。但是這種做法會(huì)增大產(chǎn)品的水溶性鹽,水溶性鹽過(guò)高,除了使?jié){料膠凝和發(fā)脹外,還不利于鈦白粉質(zhì)量的全面改善和提高。要使磷酸根與鐵能生成難溶的磷酸鐵,從而提高鈦白粉的白度,同時(shí)又不影響鈦白粉的其他質(zhì)量指標(biāo),就必須達(dá)到以下三點(diǎn)要求:①有足夠而又不太多的磷酸根離子:②整個(gè)體系的酸度不能太高,pH值要控制在6;⑤水溶性鹽要達(dá)到產(chǎn)品質(zhì)量指標(biāo)的要求。要達(dá)到這三點(diǎn)要求,應(yīng)按以下方法。增加足夠的磷酸后,增加碳酸鉀,使之中和其過(guò)高的酸性,降低酸度,直至達(dá)到二價(jià)鐵與磷酸根生成難溶的亞鐵磷酸鹽為止。這種方法雖然水溶性鹽會(huì)高,但是可以在鹽處理時(shí),在偏鈦酸中多加一些水,使?jié){料稀一些,鹽處理后盡量把

偏鈦酸吸得干一些,以吸去更多的水溶性鹽。用適量的可溶性磷酸二氫銨或磷酸二氫鉀來(lái)代替磷酸,既可保證有足夠的磷酸根離子或磷酸二氫根離子,又可使其酸度和產(chǎn)品的水溶性鹽不至于有較大的增加。在偏鈦酸中由于酸性越弱(甚至堿性),就越有利于磷酸根與二價(jià)鐵生成難溶的亞鐵磷酸鹽,也越有利于偏鈦酸的煅燒和分解脫硫。因此國(guó)外有些廠家用氨水將偏鈦酸中的硫酸中和到pH值為5-8,然后洗去硫酸根,再加磷酸進(jìn)行鹽處理,用這種降低整體酸度的方法,促進(jìn)亞鐵與磷酸根的結(jié)合和促進(jìn)偏鈦酸的易分解,從而降低煅燒溫度,使煅燒物松軟,鈦白粉的白度和消色力得到提高。盡管通過(guò)加磷酸或其鹽可以使鐵生成淡黃色的磷酸鐵,而不像生成紅棕色的氧化鐵那樣對(duì)鈦白粉的白度影響那么大,但是磷酸鐵畢竟是淡黃色的,而不是白色的,若含鐵過(guò)高,則得到淡黃色的磷酸鐵就多。何況偏鈦酸的酸度常常是達(dá)不到pH值為6的,這樣二價(jià)鐵便難以生成亞鐵磷酸鹽,不少的二價(jià)鐵仍以離子狀態(tài)存在于偏鈦酸中,這些二價(jià)鐵經(jīng)過(guò)緞燒最終仍以紅棕色氧化鐵存在,由于氧化鐵的紅棕色和磷酸鐵的淡黃色混在一起,使鈦白粉出現(xiàn)黃相,對(duì)鈦白粉的白度影響較大。為此,在水洗時(shí)應(yīng)該延長(zhǎng)一些時(shí)間,盡量多洗去一些偏鈦酸中的鐵,使其含鐵量小于90*10-6,因?yàn)榇笥?0*10-6銳鈦型顏料鐵白粉的白度就要受到影響,但是寄希望于通過(guò)水洗把鐵降得很低也是不可能的,因?yàn)殡S著水洗的進(jìn)行,濾餅的酸度越來(lái)越低,當(dāng)pH值》1.5時(shí),被洗水氧化的三價(jià)鐵離子即水解生成難溶的無(wú)法洗去的氫氧化鐵。正是由于靠延長(zhǎng)水洗時(shí)間難以把鐵降得很低,因此有些廠家就增加了漂白工序,加人硫酸將氫氧化鐵溶解,然后加人鋁粉將三價(jià)鐵還原為二價(jià)的硫酸亞鐵,再通過(guò)水洗將硫酸亞鐵洗去,最終使鐵降低到30*10-6以下(同時(shí)也可以除去釩、鉻、銅等有害雜質(zhì)),使鈦白粉的白度得到較大的提高。

七、生產(chǎn)銳鈦型鈦白粉鹽處理的操作程序生產(chǎn)銳鈦型顏料鈦白粉的鹽處理,一般是在裝有攪拌機(jī)的圓筒錐底形塑料質(zhì)或鐵質(zhì)襯軟塑的鹽處理槽內(nèi)進(jìn)行。將漂洗合格的偏鈦酸送人鹽處理槽,開(kāi)動(dòng)攪拌機(jī)將偏鈦酸攪拌均勻后,取樣化驗(yàn)含鐵量,再測(cè)定漿料濃度兩次(對(duì)于涂料品種漿料濃度控制在270-310g/L)。然后根據(jù)含鐵量(一般控制在0.012%以下)和Ti02濃度,計(jì)算出所需碳酸鉀和磷酸的量,先加人碳酸鉀,經(jīng)攪拌1h后,再加入磷酸,繼續(xù)攪拌1h,即可打開(kāi)放料閥,將處理好的漿料放到方槽,用葉濾機(jī)通過(guò)真空吸濾吸上葉片,再將葉片吊起來(lái),繼續(xù)用真空將其殘液吸干,然后放到料槽上面,將偏鈦酸鏟下,開(kāi)動(dòng)擠壓泵將其送到偏鈦酸貯槽,備煅燒之用?,F(xiàn)在大廠引進(jìn)技術(shù)是將鹽處理后的漿液用真空轉(zhuǎn)鼓過(guò)濾機(jī)抽干,配用螺桿泵把物料送人回轉(zhuǎn)窯。這樣做會(huì)使偏鈦酸含水量大減,煅燒耗能也大減。也有在打漿脫水后再加鹽處理劑的,這樣鹽處理劑利用率高,加人量穩(wěn)定。八、 偏鈦酸漿料濃度要控制在一定范圍的原因按一定比例加人的鹽處理添加劑,必須充分吸附在偏鈦酸顆粒表面或夾帶在間隙之中,才能在煅燒時(shí)發(fā)揮最好的鹽處理效果。如果偏鈦酸漿料濃度過(guò)低,則大部分可溶性添加劑在吸片抽干時(shí)被帶走, 以至于降低了實(shí)際被偏鈦酸吸附的量,會(huì)影響鹽處理效果;如果偏鈦酸漿料濃度過(guò)高,則添加劑不能在漿料里均勻分散,也會(huì)影響鹽處理效果。為此應(yīng)該把偏鈦酸漿料控制在TiO2含量為270-310g/L為宜。九、 偏鈦酸漿料濃度的測(cè)定方法將偏鈦酸打漿均勻后,取出一定的漿料,測(cè)出單位體積內(nèi) Ti02的含量,同時(shí)測(cè)出漿料的相對(duì)密度,然后按其近似方程式求出結(jié)果:Ti0 2含量(g/L)=(d—1)*1190式中,d為漿料相對(duì)密度;1190為實(shí)驗(yàn)常數(shù)。再繪成偏鈦酸漿料相對(duì)密度與濃度的關(guān)系曲線,便于生產(chǎn)時(shí)查找。

生產(chǎn)時(shí)偏鈦酸漿料相對(duì)密度與濃度的關(guān)系如下圖所示。測(cè)定漿料濃度可用瀝青比重瓶或用泥漿比重瓶或用圓形薄壁塑料稱量瓶。這些比重瓶的體積都是事先校正好的,其上部的蓋都有一個(gè)小孔,待漿料攪拌均勻后,取出一部分漿料裝入稱量瓶?jī)?nèi),蓋緊蓋,多余的漿料自小孔溢出,然后用干的濾紙將溢出的漿料擦去,稱量,即可從曲線圖查出漿料濃度,或用方程式計(jì)算出漿料濃度。I1*0 !I凱1.200 11201230I250 1270情鈦戰(zhàn)常料相對(duì)撈度與港度的戔樂(lè)十、鹽處理劑的濃度要控制在一定范圍的原因?yàn)榱耸果}處理劑能與偏鈦酸充分混合,生產(chǎn)上使用的鹽處理劑盡可能采用可溶性鹽類(lèi),將其配制成溶液加人。鹽處理劑所配成的溶液濃度,不宜過(guò)濃或過(guò)稀,過(guò)濃時(shí)混合不易均勻,過(guò)稀時(shí)真空抽濾損失相對(duì)增大。一般碳酸鉀濃度可配成(400士5)g/L;磷酸可配成100-140g/L(以P2O5計(jì))。十一、碳酸鉀和磷酸不能同時(shí)加入的原因要使磷酸發(fā)揮其隱蔽雜質(zhì)元素鐵的作用,就必須保證添加的磷酸同偏鈦酸中的氫氧化鐵充分反應(yīng)。而碳酸鉀是堿性物,磷酸是酸性物,要是將磷酸與碳酸鉀同時(shí)加人,則這兩種鹽處理劑會(huì)相互發(fā)生酸堿中和反應(yīng),大大地削弱磷酸與氫氧化鐵的作用,從而達(dá)不到磷酸隱蔽雜質(zhì)元素鐵的應(yīng)有作用。因此碳酸鉀和磷酸不能同時(shí)加入,而應(yīng)當(dāng)先加入碳酸鉀,充分?jǐn)嚢枳屍渑c偏鈦酸中的硫酸完全作用,再加入磷酸。當(dāng)然,同時(shí)加入對(duì)鹽處理沒(méi)有副作用,但是所加入的量就要進(jìn)行適當(dāng)?shù)恼{(diào)整,方能收到應(yīng)有的效果。

現(xiàn)代改進(jìn)的方法,可以將各種鹽處理添加劑預(yù)先配制成混合液,然后一次性加入。這樣做既可減少添加劑的配制設(shè)備,又可縮短漿料攪拌混合的時(shí)間。十二、硫酸法金紅石型鈦白粉生產(chǎn)亦需要進(jìn)行鹽處理的原因金紅石型鈦白粉在紫外區(qū)具有較大的吸收,在可見(jiàn)光區(qū)的反射率周于銳鈦型鈦白粉,因此,金紅石型鈦白粉的光化學(xué)穩(wěn)定性和光澤度均高于銳鈦型鈦白粉,具有更大的實(shí)用價(jià)值。用硫酸法鈦液水解制得的偏鈦酸是無(wú)定形的(使用金紅石型晶種除外),在高溫下(1050c以下)長(zhǎng)時(shí)間鍛燒雖然可以使產(chǎn)品全部轉(zhuǎn)化為金紅石晶型,但是結(jié)晶過(guò)程會(huì)產(chǎn)生嚴(yán)重?zé)Y(jié),晶格缺陷很多,晶粒過(guò)大而且很硬,產(chǎn)品顏料性能極差,另外,高溫常使晶格脫氧,使產(chǎn)品呈灰相。因此在生產(chǎn)中,必須在偏鈦酸中添加一些金紅石化的促進(jìn)劑和晶型調(diào)節(jié)劑,使 Ti02以合理的速度成長(zhǎng),在較低的鍛燒溫度下生產(chǎn)出晶型轉(zhuǎn)化完全、大小適中、外形規(guī)整的顏料粒子。十三、金紅石型促進(jìn)劑所起的作用及其添加量大多數(shù)金屬氧化物在鈦白粉的銳鈦型向金紅石型轉(zhuǎn)化過(guò)程中都具有誘導(dǎo)、促進(jìn)和正催化劑的作用,一般認(rèn)為陽(yáng)離子的離子半徑越小,促進(jìn)金紅石化的作用就越強(qiáng)。但是有實(shí)用價(jià)值的必須是能生成白色氧化物的那些金屬化合物。常用的促進(jìn)劑有鋅、鎂、銻、錫、鏗等元素的氧化物和鹽類(lèi)以及二氧化鈦溶膠。鋅鹽是很強(qiáng)也是最廣泛使用的金紅石化促進(jìn)劑,常用硫酸鋅、氯化鋅和氧化鋅。采用鋅鹽可加速晶型轉(zhuǎn)化,提高轉(zhuǎn)化率,降低達(dá)到最高轉(zhuǎn)化率的溫度,提高產(chǎn)品耐候性和抗粉化性。但是若單獨(dú)添加鋅鹽,由于粒子生長(zhǎng)過(guò)快,容易造成燒結(jié)而降低產(chǎn)品的顏料性能,使底相泛紅、顆粒變硬、分散性下降、制成的涂料黏度增加、貯存穩(wěn)定性下降。如同時(shí)添加二氧化鈦凝膠或鋁鹽,可以改善顆粒形狀及減少燒結(jié),因而鋅鹽大都與鉀鹽、磷酸、鋁鹽、二氧化鐵溶膠等組合使用。一般鋅鹽添加量為T(mén)iO2的0.2%-1.2%(以Zn0計(jì))。

鎂鹽是一種弱的金紅石型轉(zhuǎn)化劑,它對(duì)加速鍛燒品的pH值達(dá)到中性具有顯著的作用,一般用量為T(mén)iO2的0?2%-0.5%。TiO2溶膠俗稱煅燒晶種、乳化晶種或偏鈦酸外加晶種,有相當(dāng)強(qiáng)的促進(jìn)作用,能提高產(chǎn)品消色力,降低轉(zhuǎn)化溫度,改善鍛燒物粒子外形,使之較為圓滑規(guī)整,使產(chǎn)品疏松易于粉碎。常和鋅鹽、鋁鹽組合使用、相輔相成。添加量為 TiO2的2%-5%。晶種用量偏高,金紅石型化的誘導(dǎo)期縮短,轉(zhuǎn)變速度加快,形成金紅石晶粒減少。Ti02溶膠可以作添加在偏鈦酸中的煅燒晶種,也可以作水解晶種,更能促進(jìn)金紅石型轉(zhuǎn)化。工業(yè)上往往采用雙晶種法,即用兩種不同方法,如鈦酸鹽法和四氯化鈦法制成Ti02溶膠。其中一種作水解晶種(通常用四氯化鈦法制成),現(xiàn)代常采用普通銳鈦型晶種;另一種作煅燒晶種(通常用鈦酸鹽法制成)能夠得到顏料性能更為優(yōu)良的產(chǎn)品。十四、金紅石晶粒調(diào)整劑所起的作用及其添加量為使金紅石型鈦白粉在煅燒時(shí)轉(zhuǎn)化速度不至于過(guò)快,并能形成圓滑規(guī)整、性能優(yōu)良的顏料顆粒,以及滿足各種品級(jí)鈦白粉的特殊要求,需要在偏鈦酸中添加一些調(diào)整劑(又稱晶型穩(wěn)定劑)。常用的調(diào)整劑有鉀鹽、鋁鹽、磷鹽、銨鹽和銻鹽等。這些調(diào)整劑大多是金紅石型化的負(fù)催化劑。1.鉀鹽常用的有碳酸鉀、硫酸鉀和硫酸氫鉀(是負(fù)催化劑的一種)。添加鉀鹽對(duì)改善產(chǎn)品的顏料性能有很大的好處,可以使顆粒疏松,提高白度和消色力,可以使二氧化鈦在較高溫度下鍛燒而不失去優(yōu)良的顏料性能,因?yàn)樵谳^高溫度下煅燒時(shí)二氧化鈦顆粒比較致密,有利于提高耐候性和降低吸油量。添加量一般為 Ti02的0.25%—0.70%(以K0計(jì))。2.鋁鹽

2.鋁鹽目前國(guó)外采用鋁鹽添加劑日益增多,一般使用硫酸鋁并配成溶液加人偏鈦酸中。添加鋁鹽能防止二氧化鈦燒結(jié),避免顆粒過(guò)分長(zhǎng)大,產(chǎn)品比較柔軟,即使在1000-1100C下鍛燒,產(chǎn)品白度仍很好。由于添加鋁鹽后能在更高的溫度下鍛燒,產(chǎn)品顆粒較致密,耐光性和耐候性都很好。但鋁鹽是一種負(fù)催化劑,因而必須和其他正催化劑仗口TiO2溶膠)組合使用,才能達(dá)到較高的轉(zhuǎn)化率和消色力。添加量為T(mén)iO2的0.8%-1.0%(以AbO計(jì))時(shí),產(chǎn)品遮蓋力為最高。磷酸或磷酸鹽(也是負(fù)催化劑)能改善產(chǎn)品白度和耐候性,顆粒比較柔軟,容易粉碎。添加量一般為 Ti02的0.1%(以P2Q計(jì))。如同時(shí)增加鋅鹽,則磷酸用量可適當(dāng)提高,少量磷酸不會(huì)阻礙金紅石型化,可通過(guò)適當(dāng)提高晶種加人量來(lái)克服消極影響,不過(guò)會(huì)使消色力稍有降低,并使達(dá)到最大消色力的鍛燒溫度提高。若偏鈦酸漿料中可溶性鈦及稀土等重金屬的量增多的話,則要多加磷酸,因?yàn)橛幸徊糠至姿嵋认脑谂c鈦及稀土等重金屬元素的結(jié)合上。氨水或銨鹽水洗合格的偏鈦酸中約含有硫酸8%-10%,用氨水中和到pH值為5-8,產(chǎn)品容易研磨,但會(huì)降低金紅石型化的能力,如在氨水中和后,將硫酸銨洗去,再加人1%的氧化鋅,所得產(chǎn)品消色力可相對(duì)提高一些。一般而言,添加氨能使產(chǎn)品疏松柔軟,白度和消色力提高,但吸油量較高。單加氨水會(huì)使金紅石型化能力降低,因而要與金紅石型化促進(jìn)劑配合使用。銻鹽在銳鈦型鈦白粉中加人銻鹽,可以與物料中的鐵生成偏銻酸鐵,有遮蔽鐵的作用,可使產(chǎn)品略帶藍(lán)相,可改善產(chǎn)品光澤度,提高耐候性,更重要的是能防止光色互變現(xiàn)象,但用量不能大,否則會(huì)影響分散性,一般只加 0.05%-0.15%。十五、生產(chǎn)搪瓷、陶瓷和電容器鈦白粉所用的鹽處理劑

生產(chǎn)搪瓷、陶瓷鈦白粉時(shí),添加0.10%-0.15%的氯化鎂和0.05%-0.10%的乙酸鉆。氧化鎂為金紅石型化促進(jìn)劑,使產(chǎn)品中金紅石晶型保持在一定比例(80%-83%),提高使用效果,乙酸鉆使制成的搪瓷和陶瓷光澤度高, 使產(chǎn)品光亮,色澤鮮艷;生產(chǎn)電容器鈦白粉時(shí),添加0.3%-0.4%的碳酸鎂,可使電絕緣性提高,產(chǎn)品有一定程度的金紅石型化。二價(jià)鎂離子可以避免四價(jià)鈦還原為三價(jià)鈦,因?yàn)槿齼r(jià)鈦的存在會(huì)大大地降低電性能。十六、鹽處理的操作攪拌要均勻能配成溶液的鹽類(lèi)]&CO、fP@、Al2(S04)3],一定要配成一定濃度的溶液后才能使用,不能配成溶液的鹽處理劑(ZnO、MgO)要用水調(diào)成漿狀后加人。加人后在常溫下攪拌12h。偏鈦酸漿料濃度不宜過(guò)低或過(guò)高漿料Ti02濃度低,反應(yīng)比較均勻,但一些可溶性鹽處理劑在過(guò)濾時(shí)會(huì)隨濾液帶走而影響鹽處理效果;漿料濃度過(guò)高,雖然過(guò)濾流失少,但物料黏度較大,不容易分散均勻,也影響鹽處理效果。通常漿料濃度以 Ti02計(jì)控制在

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