一种微米级钛白粉的制备方法技术

本发明专利技术公开了一种微米级钛白粉的制备方法，涉及涂料技术领域。本发明专利技术公开的一种微米级钛白粉的制备方法，包括以下制备步骤：(1)原料的预处理：对钛白粉原料进行研磨、过筛，得到预处理的原料；(2)酸解：将预处理的原料放入硫酸中搅拌、过滤，收集滤液；(3)水解：往滤液中加水稀释，随后加入氢氧化钠溶液混合搅拌，首次升温、保温、二次升温，放入自制磁性絮凝剂搅拌、静置后捞出，降至合适温度后加入引发剂，继续搅拌，静置后浓缩、过滤，取滤渣；(4)煅烧：将滤渣用去离子水洗涤至洗涤后的去离子水呈中性，随后通入氧气充分煅烧，再进行研磨、过筛，制备得到微米级钛白粉；本发明专利技术制备的微米级钛白粉分散性好、产率高、纯度高。纯度高。

【技术实现步骤摘要】
一种微米级钛白粉的制备方法


[0001]本专利技术涉及涂料
，具体为一种微米级钛白粉的制备方法。

技术介绍

[0002]钛白粉是一种重要的无机化工产品，主要应用于涂料、塑料、造纸、油墨和橡胶等领域，其生产原料主要是钛精矿或富钛料。我国的攀西地区钛资源储量丰富，据统计约占世界已探明钛资源总量的35.7％、国内已探明总量的90.5％，但攀枝花钛精矿属含高钙镁的低品位原生岩矿，结构致密，储量大，T iO2含量较低，而CaO、MgO、S iO2等杂质含量高。随着天然金红石资源的逐渐枯竭和价格上涨，储量丰富的钛精矿已成为钛白粉的主要原料。
[0003]目前在工业上获得应用的方法主要为硫酸法和氯化法，两种方法都有其特点。硫酸法是将钛铁矿与浓硫酸进行酸解反应，通过冷冻结晶的方式把生成的硫酸亚铁除去，生成的硫酸氧钛经浓缩后通过水解生成偏钛酸，最后经盐处理、煅烧、粉碎即得到钛白粉产品。此法可生产锐钛型和金红石型钛白粉。该法以廉价的钛铁矿、钛渣、硫酸为主要原料，工艺历史悠久，技术较成熟，设备和操作简单，防腐材料易解决，无需复杂的控制系统，建厂投资和生产成本(未含对废、副产物处理费的成本)较低。但是硫酸法制备的钛白粉纯度较低产量较少。
[0004]而氯化法是将金红石或高钛渣粉料与焦炭混合后进行高温氯化生成粗四氯化钛，通过精馏除钒后得到精四氯化钛，然后进行高温氧化、分级、表面处理，再经过滤、水洗、干燥、粉碎得到钛白粉产品，工艺流程短、废副产物少，生产能力易于扩大，连续化、自动化程度及劳动生产率高，能耗少、氯气可循环使用，产品质量高。但是高品位二氧化钛原料的价格高得多，建厂投资大，工艺难度大，设备材料防腐、操作技术和管理水平要求高，设备维修较难，氯气的回收、再利用难度大，固废处理困难(深井填埋也对环境有极大影响)；四氯化钛的气相氧化、防止反应器的二氧化钛结疤及除疤技术尚难突破。同时因为美、德等国垄断，引进国外先进的技术、设备比较困难。
[0005]因此，本专利技术对硫酸法工艺进行改进得到一种微米级钛白粉的制备方法既可以保留硫酸法的优势，制得的钛白粉产量、纯度均较高。

技术实现思路

[0006]本专利技术的目的在于提供一种微米级钛白粉的制备方法，包括以下制备步骤：
[0007](1)原料的预处理：对钛白粉原料进行研磨、过筛，得到预处理的原料；
[0008](2)酸解：将预处理的原料放入硫酸中混合搅拌、过滤，收集滤液；
[0009](3)水解：往步骤(2)制得的滤液中加水稀释，随后加入氢氧化钠溶液混合搅拌，同时进行首次升温，保温一段时间后进行二次升温，放入自制磁性絮凝剂搅拌、静置后捞出，降至合适温度后加入引发剂，继续搅拌，静置后浓缩、过滤，取滤渣；
[0010](4)煅烧：将步骤(2)制得的滤渣用去离子水洗涤多次，至洗涤后的去离子水呈中性，随后通入氧气充分煅烧，再进行研磨、过筛，制备得到微米级钛白粉。
[0011]进一步的，步骤(1)所述钛白粉原料包括钛精矿、废钛渣、钛铁矿。
[0012]进一步的，步骤(1)所述过筛的筛网目数为300～400目。
[0013]进一步的，步骤(2)所述预处理的原料与硫酸溶液的质量比为1.5：
[0014]1.9～1.5：2.5；所述硫酸溶液的质量分数为93～98％。
[0015]进一步的，步骤(2)所述搅拌的搅拌速度为80～100r/mi n，搅拌时间为3～4h。
[0016]进一步的，步骤(3)所述水解的具体步骤如下：往步骤(2)制得的滤液中加入其质量1.2～1.4倍的去离子水稀释，随后加入质量分数为30％的氢氧化钠溶液调节pH至7.8～8.2，以200～400r/mi n搅拌1.5～2.5h，同时升温至39～41℃保温10～20mi n，继续升温至89～91℃保温静置12～16h，放入滤液质量0.2～0.4倍的自制磁性絮凝剂以40～60r/mi n搅拌20～40mi n，静置3～5h后将自制磁性絮凝剂捞出，将剩余液体温度降至29.5～30.5℃，加入滤液质量0.003～0.005倍的引发剂，以300～600r/mi n搅拌8～12h，静置24～36h，随后升温煮沸2～3h、自然冷却至室温，过滤，取滤渣。
[0017]进一步的，所述引发剂包括亚硫酸氢钠。
[0018]进一步的，所述自制磁性絮凝剂的制备方法如下：将去离子水及其质量0.06～0.08倍的异丙胺混合，以400～600r/mi n搅拌40～60mi n，制得溶液A；取甲基丙烯酸、苯均三酸三烯丙基酯、粒径为1～3mm的磁铁颗粒按质量比1：9:0.03～1:11:0.05混合，以30～40kHz超声分散30～50mi n，得到溶液B；在1200～1400r/mi n搅拌条件下，将溶液B逐滴滴加进其质量10～20倍的溶液A中，以30～40kHz超声28～32mi n，加入浓度为30mg/mL的过硫酸钾水溶液，继续超声6～8mi n，升温至63～67℃水浴1～3h，随后在氮气保护条件下升温至68～72℃时，冷凝回流8h再以3000～5000rpm/mi n，离心10～20mi n,取沉淀用去离子水洗涤2～3次，在40～60℃下烘2～3h，自然冷却至室温，随后浸入粒径为1～3mm的磁铁颗粒质量3～5倍的三烯丙基胺中30～50mi n，捞出备用，制备得到自制磁性絮凝剂。
[0019]进一步的，步骤(4)所述煅烧的具体步骤如下：将步骤(2)制得的滤渣用去离子水洗涤多次，至洗涤后的去离子水呈中性，随后以3～5m3/mi n通入氧气在300～500℃下煅烧30～60mi n，以5℃/mi n升温至900～1050℃保温10～30mi n，自然冷却至室温，研磨、过筛，制备得到孔径为6～8nm、粒径为0.2～0.42μm的微米级钛白粉。
[0020]与现有技术相比，本专利技术所达到的有益效果是：
[0021]本专利技术的微米级钛白粉的制备步骤依次包括：原料的预处理、酸解、水解、煅烧、出料；所述水解是将抽滤得到的液体通入到热碱液中，再放入磁性絮凝剂；所述磁性絮凝剂是以异丙胺为表面活性剂使用聚丙烯酸包裹磁性颗粒，再浸渍在三烯丙胺中，捞出，制备得到磁性絮凝剂；本专利技术的磁性絮凝剂可重复回收利用。
[0022]在表面活性剂异丙胺的共同作用下，聚甲基丙烯酸、苯均三酸三烯丙基酯、磁铁颗粒混合反应，形成含超支化结构的聚(N
‑
异丙基丙烯酰胺)，聚(N
‑
异丙基丙烯酰胺)快速吸附三烯丙胺；先将原料钛铁矿进行预处理，研磨过筛，得到钛铁矿粉，增加原料的比表面积，使后续钛铁矿的酸洗更彻底，增加了微米级钛白粉的收率，随后使用硫酸进行酸洗，得到硫酸氧钛、硫酸钛、硫酸亚铁及相应的悬浮物，过滤、取酸解后的滤液，将酸解的滤液通入水解槽中使用热碱液中水解，形成大量氢氧化钛和氢氧化亚铁沉淀物，氧化亚铁在空气条件下氧化在水解槽中形成大量四氧化三铁悬浮物，随后加入自制磁性絮凝剂，磁性絮凝剂受热收缩将吸附的三烯丙胺挤出，同时在磁粒表面形成致密的聚合物膜，磁性絮凝剂本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种微米级钛白粉的制备方法，其特征在于，包括以下制备步骤：(1)原料的预处理：对钛白粉原料进行研磨、过筛，得到预处理的原料；(2)酸解：将预处理的原料放入硫酸中混合搅拌、过滤，收集滤液；(3)水解：往步骤(2)制得的滤液中加水稀释，随后加入氢氧化钠溶液混合搅拌，同时进行首次升温，保温一段时间后进行二次升温，放入自制磁性絮凝剂搅拌、静置后捞出，降至合适温度后加入引发剂，继续搅拌，静置后浓缩、过滤，取滤渣；(4)煅烧：将步骤(2)制得的滤渣用去离子水洗涤多次，至洗涤后的去离子水呈中性，随后通入氧气充分煅烧，再进行研磨、过筛，制备得到微米级钛白粉。2.根据权利要求1所述的微米级钛白粉的制备方法，其特征在于，步骤(1)所述钛白粉原料包括钛精矿、废钛渣、钛铁矿。3.根据权利要求1所述的微米级钛白粉的制备方法，其特征在于，步骤(1)所述过筛的筛网目数为300～400目。4.根据权利要求1所述的微米级钛白粉的制备方法，其特征在于，步骤(2)所述预处理的原料与硫酸溶液的质量比为1.5：1.9～1.5：2.5；所述硫酸溶液的质量分数为93～98％。5.根据权利要求1所述的微米级钛白粉的制备方法，其特征在于，步骤(2)所述搅拌的搅拌速度为80～100r/min，搅拌时间为3～4h。6.根据权利要求1所述的微米级钛白粉的制备方法，其特征在于，步骤(3)所述水解的具体步骤如下：往步骤(2)制得的滤液中加入其质量1.2～1.4倍的去离子水稀释，随后加入质量分数为30％的氢氧化钠溶液调节pH至7.8～8.2，以200～400r/min搅拌1.5～2.5h，同时升温至39～41℃保温10～20min，继续升温至89～91℃保温静置12～16h，放入滤液质量0.2～0.4倍的自制磁性絮凝剂以40～60r/min搅拌20～40min，静置3～5h后将自制磁性絮凝剂捞出，将剩余液体温度降至...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄建文，何明川，陈湘涛，赵平，李缉勇，苏剑泽，杨历，梁成友，潘乐华，
申请(专利权)人：广东惠云钛业股份有限公司，
类型：发明
国别省市：