钛白粉(TiO2)的制备

钛白粉生产工艺简介
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钛白粉生产工艺简介
【摘
要】本文综述了钛白粉的基本性质，介绍了两种主要的钛白粉生产
工艺，并对今后的钛白粉生产工艺加以了展望。【关键词】钛白粉、硫酸法、氯化法、表面处理、纳米
钛白粉学名二氧化钛（TiO2）,分子量：79.88，是一种白色无机盐料，具有无毒、最佳的不透明度、最佳的白度和光亮度，被人为地世界上性能最好的一种白色颜料，广泛应用于涂料、塑料、造纸、印刷用油墨、化纤、橡胶、化妆品等工业。其主要 TiO2 有三种结晶形态：板钛矿型、锐钛矿型和金红石型。其中板钛矿只存在自然界矿石中，人工制取的仅为锐钛型（简称 A 型）和金红石型（简称 R 型）。二氧化钛颜料的制造有两种生产工艺：硫酸法和氯化法。R 型二氧化钛和 A 型二氧化钛均可由任一种过程来生产。硫酸法的生产工艺成熟，设备简单，但是生产流程长，对环境污染严重；氯化法技术先进，生产能力大，产品质量高，其白度和粒度分布范围广，均优于硫酸法，并且氯气可循环利用，缺点是对原料要求太严格。目前，主要由两种具有经济开采利用的钛矿——岩矿和砂矿。多数钛矿在适用于钛白粉颜料加工前，需要进行浓缩与富集或其他的加工方法以提高 Ti02 在原料中的含量。通常采用的选矿方法如重选、磁选、静电选等进行选矿，进一步加工是电炉冶炼成高钛渣和铁还原与化学处理生产人造金红石。下面分别就两种制造工艺加以简洁，两种方法的具体流程如下图示：
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硫酸法生产工艺
硫酸法使用钛精矿或酸溶性钛渣与硫酸反应进行酸解反应，得到硫酸氧钛溶液，经水解得到偏钛酸沉淀，再进入转窑煅烧产出 TiO2。其具体流程如下： 1、TiO2 原料的酸解一般用 87％～90％的硫酸，在 160～200℃和矿：酸＝1：（1.5～1.7））质量比）下进行精矿硫酸分解，发生的主要反应有以下几个： FeTiO3 + 3H 2 SO4 → Ti ( SO4 ) 2 + FeSO4 + 3H 2O FeTiO3 + 2 H 2 SO4 → TiOSO4 + FeSO4 + 2 H 2O Fe2O3 + 3H 2 SO4 → Fe2 ( SO4 )3 + 3H 2O （1）（2）（3）
反应固相物的形态都是疏松的多孔饼，其主要成分组成为 Fe2 ( SO4 )3 和 TiOSO4 (硫酸氧钛)。接下来是用水等将硫酸盐从多孔饼浸出，以钛铁矿为原料时钛液要用铁屑处理将三价铁还原成二价铁，最后得到含 TiO2120～130g/L 和硫酸钛（以 TiOSO4 为主）的溶液。 2、净化溶液往钛液中加入改性聚丙烯酰胺（沉降剂）使之沉降，除去不溶性残渣、杂质和胶体颗粒。沉降后的澄清液采用冷冻结晶或真空结晶使铁以硫酸亚铁形式析出。冷却结晶温度为 5～7℃，然后离心过滤除去绿矾，最后用板框过滤机或真空过滤槽过滤，再经浓缩获得 TiO2 约 200～250g/L 的纯净液。发生的主要反应为： 5H 2O + FeTiO3 + 2 H 2 SO4 → FeSO4 ? 7 H 2O + TiOSO4
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（4）

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3、水解硫酸氧钛水解是硫酸法的核心，它直接决定钛白粉的质量。这一步将可溶性硫酸氧钛在 90℃是水解成不溶于水的水合 TiO2 沉淀物或称偏钛酸。要获得所需粒度的高质量水解产物，必须严格控制诸如加热速度、钛液的 Fe2+和 Ti4+含量及其他因素等条件。避免出现 Fe3+此环节的关键。此过程在溶液沸腾温度下进行，反应为： TiOSO4 + 2 H 2O → 2 H 2 SO4 + TiO(OH ) 2
（5）
为控制水解速度、水解产物的过滤洗涤性能和最终产品的细度及质量指标，需要在水解时加入晶种。通常加晶种有三种形式：①外加晶种加压法(加压提高水解温度,往钛液中加碱中和制备晶种);②外加晶种常压法(在常压下加碱中和制备晶种);③自生晶种稀释法(往水解罐中加沸水以制得晶种)。水解后将偏钛酸制成浆，在一定酸度下加入锌或铝，利用锌或铝与酸反应生成的氢气来还原高铁，或用三价钛盐进行漂白处理。为控制粒度生长，需向偏钛酸中加入调节剂，如硫酸钾、磷酸钾和锌，可以降低偏钛酸煅烧温度，提高钛白颜色性能和增加 TiO2 单一晶型的含量。有时还须在此步骤中进一步加入金红石晶种以促进煅烧时形成金红石。 4、煅烧形成 TiO2 煅烧是生产二氧化钛的最后一道化学变化过程，可脱除化合水和硫酸酐，使粒子增长，形成需要的晶型。煅烧是在一个为倾斜内燃式回转窑中进行。在重力作用下，水合 TiO2 浆料在回转窑中缓缓前移，煅烧温度在 900~1250℃。为达到所需的钛白类型，实际温度需要几个等级严格控制。一般生产金红石钛白所需的温度要高一些。通过煅烧环节脱去水分和除去残余的微量 SO3,同时还可将锐钛型转变成金红石。煅烧发生的主要反应为： TiO(OH ) 2 → TiO2 + H 2O 煅烧完成之后，一般还需要进行表面处理。
（6）
氯化法生产工艺
氯化法使用含钛的原料，以氯化高钛渣或人造金红石或天然金红石等于氯气反应生成四氯化钛，经径流提纯，然后再进行气相氧化；再速冷后，经过气固分离得到 TiO2。该 TiO2 因吸附一定量的氯，须进行加热处理将其移走。其工艺比硫酸法简单得多，但原料必须是 TiO2 含量 90％～95％的天然或人造金红石或钛渣，且反应在 1000 摄氏度或更高条件下进行，有许多化学工程问题如氯、氯氧化物，四氯化钛的高腐蚀问题需要解决，再加上所用的原料特殊，较之硫酸法成本高。由于没有转窑煅烧工艺形成的烧结，其 TiO2 原级粒子易于解聚，故习惯认为氯化法钛白粉产品的质量更优异，其主要制造工艺如下：
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1、氯化在氯化法生产钛白粉工艺中首先要生产四氯化钛(TiCl4)。其生产使用钛原料与烧结石油焦饼和经预热的氯气混合，并在 800~1000℃的温度下反应，主要是用氯气在还原气氛下氯化钛原料，如金红石、钛精矿等，发生的主要反应为： TiO2 + 2Cl2 + 2C → 2CO + TiCl4 TiO2 + 2Cl2 + C → TiCl4 + CO2 TiO2 + 2Cl2 + 2CO → TiCl4 + 2CO2 2 FeTiO3 + 7Cl2 + 6C → 2 FeCl3 + 6CO + 2TiCl4 低温时主要发生（8）（9）两个反应，高温时则以反应（7）为主。、 2、精馏提纯 TiCl4 气体从氯化反应出来后，通过可调节喷雾冷却和冷凝，使气体温度降到 136℃，刚好是 TiCl4 的沸点，在此条件下 FeCl2、MnCl2、CaCl2、MgCl2 以固体的形式分离掉，并得以移出。经过冷凝之后的 TiCl4 气体仍旧含有许多与其沸点类似的杂质如 SnCl4、SiCl4、 FeCl3、 MnCl2 和 VOCl3 等等，减少这些杂质的量是氯化钛白粉操作之关键因素之一。 3、氧化生成 TiO2 将高纯度的四氯化钛征高温下氧化，生成非常光亮的二氧化钛中间体。利用氯化法中的氧化阶段能够严格控制粒子的大小和晶体类型，能生产有高覆盖能力和着色强度的二氧化钛。氧化是气相反应，氧化温度低于 600℃时，其反应速度微乎其微；操过此反应温度反应迅速增加，最后反应温度范围在 1400～1500℃。氧化反应对产品的细度及质量控制是关键。因此先将精制 TiCl4 溶液汽化，预热至 900～1000℃，然后和预热到同样温度的氧气同时喷入氧化器内，氧化于 1400～1500℃下迅速完成，发生地反应为： TiCl4 + O2 → TiO2 + 2Cl2
（11）（7）（8）（9）（10）
氧化过程为放热反应，但是不能维持足够的反应温度，必须提供辅助热量，通常的方法有： ①TiCl4 和氧气/空气与少量水蒸气混合，分别与热到所需的温度，并分别地进入反应器；②通过燃烧 CO 成 CO2 提供辅助热量；③氧气通过电火花加热。同时为避免 TiO2 晶体高温下迅速生长和相互粘结而结疤，反应后则必须迅速降温至 600℃。反应前还加入起晶型转化作用和成核作用的晶核剂三氯化铝，它可使产物 TiO2 中金红石型转化率达 99％，并能保持一定粒度。从滤器中分离出的 TiO2 含有大量的吸附氯，须通过加热移去，最通常的为蒸汽处理，氯被析出并转化为盐酸，再进一步处理使用含０.１％硼酸的蒸汽除掉微量的氯和
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盐酸得到 TiO2，脱氯后即可送表面处理。
表面处理
通过以上工艺生产的钛白粉是十分纯的产品，但作为市场用品需改善其应用性能入提高钛白粉的耐候性、润湿性、在不同的介质溶剂、塑料、水溶性溶胶中的分散性、遮盖力及光泽等。后处理主要有湿磨、无机薄膜、洗涤、干燥、气流磨及包膜和产品包装等后续工序。其中薄膜尤为重要，一般是在钛白颗粒表面 “包裹”一层可改善颜料性能的“膜” ，有湿法和干法两种包膜方法。湿法在水中进行，往钛白浆液中加入酸性或碱性包膜剂；干法是在气流载带下用喷雾法使钛白颗粒表面吸附一层金属卤化物。常见的锆混合包膜的原理如下： Al2 ( SO4 )3 + 4 NaOH → Al2O3 + 2 Na2 SO4 + 2 H 2O H 2 SO4 + 2 NaAlO2 → Al2O3 + Na2 SO4 + H 2O Na2 SiO3 + H 2 SO4 → SiO2 inH 2O + Na2 SO4 + H 2O 4 NaOH + Zr ( SO4 ) 2 → ZrO2 + 2 Na2 SO4 + H 2O 经过后处理的 TiO2 具有优异的性能，可以进入市场。由于氯化法的先进性,钛白生产工艺持续向氯化法转移。硫酸法钛白粉材料生产工艺到现在已有 80 多年的历史,长期的研究与改进使其工艺已趋于完善,除操作条件、控制手段和设备选用不同外,各公司的主要流程基本一致。硫酸法的特点是原料钛铁矿和硫酸资源丰富,而且价格低廉，工艺技术成熟,设备简单,易于操作管理。目前国内的钛白粉生产企业普遍采用硫酸法工艺，但存在三大缺陷：一是产生的“三废”多，尤其是酸性废水和扬尘给生态环境造成很大危害；二是环保投入大，一般都在数百万元以上；三是运行费用高，环保运行费用每吨钛白粉高达 700 元以上。硫酸法要生存,就必须解决环保和费用问题。国外解决副产硫酸亚铁的主要途径是改变原料,用含 TiO270 %以上的富钛料,主要是酸溶性钛渣来取代含 TiO2 约 50 %的钛铁矿。以酸溶性钛渣为原料生产钛白粉材料所需的设备与以钛铁矿为原料的相同,现有钛白粉材料厂改用以钛渣为原料只需调整生产工艺,不需增加或调整设备。该工艺在技术、设备方面不成问题,而且还省去了铁屑还原、亚铁结晶分离和钛液的浓缩 3 个工序,缩短了生产周期,提高了现有设备产能。同时,用酸溶性钛渣代替钛铁矿,可减少 30 %左右的浓硫酸消耗,并可使副产稀硫酸和硫酸亚铁分别降低 50 %和 80 %。氯化法由于天然金红石矿石资源的稀缺,各公司纷纷致力于以人造金红石或高钛渣,甚至是低品位的钛精矿来部
（12）（13）（14）（15）
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分代替天然金红石,杜邦公司已将含 TiO2 约 60 %的钛铁矿成功地应用于氯化法钛白生产工艺中。与此同时,国外大公司都在不断开发超细纳米钛白粉及具有特殊性能的钛白粉新品种,如适合水性涂料、低有机挥发物含量涂料、高固体分涂料和粉末涂料的钛白粉等。纳米颗粒在工业催化、材料、功能材料、储氢材料、高效填充材料等领域中有很大的应用前景,而纳米钛白粉材料更是当前纳米技术研究的热点。随着技术的成熟，一些新的工艺也开始有了发展，如美国尔特尔纳米材料公司 (Alatir Nano-materials Inc.)申请了发明了一种既不是硫酸法又不是氯化法而应该说是盐酸法生产工艺。其主要工艺流程如下：
纳米技术是未来全球科技发展的九大关键技术之一,这门新兴的边缘学科将对21 世纪的信息科学、生命科学、分子生物学、材料科学和生态科学的发展提供一个全新的界面。与其他纳米材料一样,纳米钛白由于其单个粒子的尺寸极小, 比表面能大,粒子极易团聚,因此,纳米钛白的分散性问题依然是未来相当一段时间内急待解决的技术核心,这也是纳米TiO2 研究的关键技术之一。纳米钛白技术的开发并工业化,不仅能创造了良好的经济效益,打破外国的技术封锁,提高我国环保、塑料、汽车、精细化工等工业的技术水平,而且还能带动其他新型纳米材料的兴起,促进我国高新技术产业的发展。当前我国在纳米技术上和发达国家几乎处于同一水平,因此我们完全有实力开发出自己的纳米钛白生产技术。
参考文献：
https://www.360docs.net/doc/9415972142.html,/ https://www.360docs.net/doc/9415972142.html,/
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中国粉体网-钛白粉生产工艺

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钛白粉应用手册
邓捷等化工出版社 Apr.23,2002 Alatir Nano-materials Inc.
U.S. PATENT DOCUMENTS
《钛合金》- 莫畏、邓国珠、陆德祯等《有色金属冶金、材料、再省与环保》
冶金工业出版社 1979 屠海令等著化学工业出版社 2003
《现代化工—— 钛白粉材料历史、现状与发展》
中科院过程工程研究所
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钛白粉的制备

钛白粉生产工艺介绍钛白粉的生产工艺钛白粉生产工艺钛白粉生产工艺 6.3.1 6.3.1 硫酸法钛白生产的工艺流程简述硫酸法生产钛白是成熟的生产方法，使用的原料为钛铁矿或钛渣。下面主要叙述以钛精矿为原料的生产方法。 A、工艺流程硫酸法生产钛白主要由下列几个工序组成：原矿准备；用硫酸分解精矿制取硫酸钛溶液；溶液净化除铁；由硫酸钛溶液水解析出偏钛酸；偏钛酸煅烧制得二氧化钛以及后处理工序等。 B、工艺流程简述（１）原矿准备按照酸解的工艺要求，用雷蒙磨磨矿，将钛精矿粉碎至一定的粒度。（２）硫酸钛溶液的制备钛液的制备实际上包括钛精矿的酸分解，固相物的浸取，还原等工艺步骤。酸分解作业是在耐酸瓷砖的酸解罐中进行的。将浓度为 92-94％的浓硫酸装入酸解罐中并通入压缩空气，在搅拌的情况下加入磨细的钛精矿。精矿与硫酸的混合物用蒸气加热以诱酸解主反应的进行，主反应结束后，让生成的固相物在酸解罐中熟化，使钛精矿进一步分解，分解后所得固相物基本上是由钛铁硫酸盐和一定数量的硫酸组成。固相物冷却到一定温度后，用水浸出，并用压缩空气搅拌，浸出完全以后，浸出溶液用铁屑还原，将溶液的硫酸高铁还原成硫酸亚铁。（３）钛液的净化钛液净化包括沉降、结晶、分离、过滤等工序。沉降是借助于重力作用，向钛液中加入沉降剂（主要絮凝剂是改性聚丙烯酰胺），除去钛液中的不溶性杂质和胶体颗粒，使钛液初步净化。冷冻结晶在冷冻锅中进行，主要利用硫酸亚铁的溶解度随着钛液温度降低而降低的性质。用冷冻盐水带走钛液热量，使其降至适当的温度，从而使大量的硫酸亚铁结晶析出。分离、过滤是由锥蓝离心机分离，抽滤及板框压滤三个工序构成。冷冻后的钛液经锥蓝离心机分离及抽滤池抽滤，得到初步净化的稀钛液，最后将稀钛液通过板框压滤，得到符合生产需要的清钛液。（４）钛液浓缩钛液浓缩采用连续式薄膜蒸发器，在减压真空的条件下蒸发掉钛液中的水份，以符合水解工序的需要。（５）水解水合二氧化钛是由钛的硫酸盐溶液热水解而生成的。为了促进热水解反应，并使得到的水合二氧化钛符合要求，一般采用引入晶种或自生晶种的方法。 1 （６）水洗及漂洗由于水解反应是在较高的酸度下进行的，因此大部分杂质磷酸盐仍以溶解状态留在母液中。水洗的任务是将水合二氧化钛与母液分离，再用水洗涤以除尽偏钛酸中所含可溶性杂质。经过水洗而仍

纳米二氧化钛的制备方法及形貌特征

纳米二氧化钛的制备方法及形貌特征盛丽雯重庆交通大学应用化学08300221 摘要：纳米二氧化钛以其优异的性能成为半导体光催化剂的杰出代表，探寻优良的二氧化钛制备工艺有着重要的现实意义。本文主要介绍了近年来国内外纳米二氧化钛制备工艺的研究状况，根据反应体系的物理形态将制备工艺分成气相、液相、固相三大类进行阐述，在此基础上分析比较了不同制备工艺的优缺点，最后展望了今后的发展方向。关键词：纳米二氧化钛、制备方法、形貌特征。 1 纳米二氧化钛的制备方法 1．1 气相法气相水解法利用氮气、氧气或空气作载气，把TiC1 或钛醇盐蒸气和水蒸气分别导人反应器，进行瞬间混合快速水解反应。通过改变各种气体的停留时间、浓度、流速以及反应温度等来调节纳米TiO的晶型和粒径。该方法制得的产品纯度高、分散性好、表面活性大，操作温度较低，能耗小，且对材质纯度要求不是很高，可实现连续生产；但控制过程复杂，并且直接影响着产品的晶型和粒径。气相氧化法是以TiC1 为原料，氧气为氧源，氮气作为载气的氧化反应，反应经气、固分离后制得纳米TiO：。该法制得的产品纯度高、分散性好；但设备结构复杂，材料要求耐高温、耐腐蚀，自动化程度高，研究开发难度大。气相氢氧火焰法以TiC1 ，H2，O：为原料，将TiC1 气体在氢氧焰中(700～1 000℃)高温水解制得纳米TiO。产品一般是锐钛型和金红石型的混晶型，产品纯度高、粒径小、表面活性大、分散性好、团聚程度较小，自动化程度高；但所需温度高，对设备材质要求较高，对工艺参数控制要求精确。气相热解法以TiC1 为原料，在真空或原料惰性气氛下加热至所需温度后，导入反应气体，使之发生热分解反应，最后在反应区沉积出纳米TiO。产品化学活性高、分散性好，可以通过控制反应气体的浓度和炉温来控制纳米TiO的粒径分布；但投资大、成本高。 1．2 液相法溶胶一凝胶法以钛醇盐Ti(OR) 为原料，经水解与缩聚过程而逐渐凝胶化，再经低温干燥、烧结处理即可得到纳米TiO粒子。该法制得的产品纯度高、粒径小、尺寸均匀、干燥后颗粒自身的烧结温度低；但原料价格昂贵、生产成本高，凝胶颗粒之间烧结性差，产物干燥时收缩大。化学沉淀法将沉淀剂加入TiOSO，H TiO，或TiC1 溶液中，沉淀后进行热处理。该法工艺过程简单，易工业化，但易引入杂质，粒度不易控制，产物损失多。水解法以四氯化钛或钛醇盐为原料，经水解、中和、洗涤、烘干和焙烧制得纳米TiO。该法制得的产品纯度高、粒径均匀；但水解速度快、反应难控制、成本大、能耗高、难以工业化生产。水热法以TiOSO，TiC14或Ti(OR)4为原料，高温高压下在水溶液中合成纳米TiO。该法制得的产品纯度高、粒径分布窄、晶型好；但对设备要求高、能耗较大、操作复杂、成本偏高。在综合对比研究了纳米二氧化钛的各种制备方法后，提出了利用偏钛酸原料廉价易得的特点，简化工艺过程，采用化学沉淀法来制备纳米TiO的工艺方案，并进行了长时间的中试，现就该工艺的特点及中试过程中所遇到的问题进行阐述。 1 气相法制备二氧化钛气相法一般是通过一些特定的手段先将反应前体气化，使其在气相条件下发生物理或化学变化，然后在冷却过程中成核、生长，最后形成纳米TiO2颗粒。 1.1 化学气相沉积法

钛白粉工艺流程简图

金红石钛白工艺流程简图如下：钛铁矿钛铁矿粉碎酸解沉降及泥浆处理亚铁分离结晶水解一次水洗漂白表面处理中粉煅烧盐处理干燥汽流粉碎工艺流程说明： 1. 钛铁矿粉碎拆包后的散装钛铁矿由自卸车运至原矿库，经铲车加料至斗式提升机，再经链式输送机送入磨前贮斗。经电子秤称重量后加入磨机，磨后料由循环风机送至分级机进行粗细分选，细度不合格的物料经返料链运机返回磨机重磨。细度合格矿粉随风进入旋风分离矿粉后进入循环风机，一部分热风回到磨前与热风炉供给的热风一起进磨供研磨与干燥，并把磨后物料带出磨机，一部分热风回到磨后作为输送的分级所需风量的补充。多余的含尘气体经布袋收尘器净化后由风机排空。旋风和布袋收尘器的矿粉由链式输送机集中送入矿粉贮斗转由斗式提升机、链式输送机送至酸解的计量贮斗待用，或送入矿粉的缓冲贮仓贮存。 2.酸解-泥浆处理：由硫酸装置送来的95%（或91%）硫酸进入本工序设置的硫酸贮槽经计量加入到预混合槽，与来自原矿粉碎工段经计量后的钛精矿在预混合槽经搅拌充分混合，混合均匀后经分配器放入选定的酸解罐中。用蒸汽加热引发酸解反应。酸解反应使钛铁矿中的大部分金属氧化物与硫酸发生反

应，其中钛以硫酸氧钛的形式作为分解产物。酸解反应为放热反应，反应放出的热量使酸解罐中的物料温度迅速升高至180℃～200℃左右，温度的升高加速了酸解反应的进行。酸解主反应完成后熟化一定时间，通过仪表计量加水浸取，浸取一段时间调整钛液中的三价钛离子含量及F值。浸取完成后的钛液用泵送到沉降工序。酸解反应产生的酸解尾气中含有大量的水蒸气及微量的矿粉尘、二氧化硫、三氧化硫、硫酸雾等污染物质。通过管道将酸解尾气引至酸解罐主烟囱中，将水池中的碱性水通过水泵喷射进入酸解罐主烟囱，洗涤除去酸解尾气中的矿粉尘及二氧化硫等污染物质，并将酸解尾气冷却至50℃左右，洗涤后的酸解尾气通过酸解罐烟囱40米高点达标排放。洗涤废水设冷却塔循环使用，并用其中一部分输送酸解泥渣至污水处理场，分离部分未反应矿粉后进入污水处理场同其它酸性废水一并中和处理。将改性好的絮凝剂加入到絮凝剂溶解槽，加水通过蒸汽加热使絮凝剂溶解，絮凝剂稀释到使用浓度后送入絮凝剂计量槽。稀释后的絮凝剂按照一定的比例通过比值流量调节方式与酸解后的硫酸钛液一道加入沉降槽。在絮凝剂的絮凝作用下，钛液中未反应的钛矿和其它不溶性的杂质在沉降槽内以泥浆的形式沉降到沉降槽的底部。吸取沉降槽上部澄清合格的清钛液用泵送钛液热过滤工序进一步净化。沉降槽底部的泥浆待积累到一定位置后用泵送到泥浆处理工序，泥浆在泥浆槽中通过蒸汽间接加热，加热后的泥浆用板框过滤，滤液返回到沉降槽，泥渣用压缩空气吹干，直接送泥渣场堆放。 3.过滤-结晶-分离：由酸解-沉降工序来的钛液加入助滤剂木屑粉或硅藻土，经混合均匀后泵送至钛液板框进行一次控制过滤，除去钛液中的杂质。除杂后的钛液进入真空结晶系统，亚铁结晶析出。达到放料终温后去圆盘分离机分离硫酸亚铁。亚铁去堆场进行包装，叉车送至亚铁库。滤液进入稀钛液贮槽再泵至以木炭为助滤层的板框压滤机中进行二次精过滤。 4．浓缩-水解合格的清钛液经泵送入钛液预热器，用蒸汽冷凝水预热后进入薄膜蒸发器，使之浓度提高至200 g/l，然后进入浓钛液贮槽。二次蒸汽同一次控制过滤的钛液换热后进气压式冷凝器，不凝性气体由水环泵排空。

我国钛白粉产业现状及问题分析

我国钛白粉产业现状及问题分析一、中国钛白粉行业的总体状况 1. 行业总产能和总产量由于近15年国家经济持续高速发展，导致钛白粉市场的同步增长，其结果是行业出现一系列的扩产项目和业外加盟项目，使钛白粉的产能和产量持续快速上升。 2. 产品结构明显优化按照国际上颜料级钛白粉产品通行的结构比例，金红石型产品占85%?90% ，锐钛型产品只占10%?15%。金红石型钛白粉用途最广，主要用于油漆/涂料、塑料、橡胶、油墨、装饰纸涂层等。而国际上锐钛型钛白粉只用于造纸（纸张纤维填充）、化学纤维消光，及少量的内用场合。上世纪50年代，我国钛白粉产品以非颜料级的搪瓷、焊条、陶瓷用为主，70年代逐渐向颜料级的锐钛型发展，90年代以后，较高档次的金红石型产品开始出现于市场，且比例不断增加，近2年已接近于国际上比例水平。 3. 表观消费量按照国际上通行概念，国内产量加上进口量，再除去出口量，即等于表观需求量（Apparent demand），其含义在于"表观”（表面），不等于“已经”被消费，有些可能仍在流通途径或在仓库。按照表4数据，2011年中国大陆的人均钛白粉占有量为 1.18kg，超过全球平均数（0.7?0.8kg）。2012年人均钛白粉消费量为1.24 kg，2013年人均钛白粉消费量达到 1.29 kg，继续上升。 4. 主要生产商 2013年，我国正常生产的规模以上全流程型钛白粉生产商共48 家,工厂总数57个，其中实际产量在10万t以上的有5 家（四川龙蟒钛业、山东东佳、河南佰利联、中国蓝星化工和重组后的中核钛白），行业前15名厂商的实际产量均在5万t及以上。 5. 中国钛白粉生产企业的地区分布 2013年，我国正常生产的48家规模以上的全流程型钛白粉生产商的57个生产厂分布于17个省、市、自治区（上海、江苏、山东、浙江、安徽、江西、辽宁、黑龙江、河南、湖南、湖北、广东、广西、云南、四川、重庆、甘肃），其中四川省和广西区各有13个。四川省攀枝花市是我国钛白粉生产厂最集中的地级地区，2013年已投产的企业已达到10家。但2013年 7月，攀钢本部钛白粉厂已宣布永久关闭，现在攀枝花地区运行的钛白粉厂减至9家。 6. 关于钛白行业当前循环经济产业链状况硫酸法钛白粉的最大弊端是“三废”排放量大，处理费用高，企业视此为沉重的“包袱”。如何将被动式变为主动式，发展市场化商品链，是钛白粉企业长远健康发展的根本。当前，行业在“三废”的处理和综合利用上已获得许多成就，出现多种所谓“联产法”清洁生产模式，其无疑对该企业具有积极意义。但这些“联产法”产业链都具有浓厚的企业或该企业所在地区的产业特色，有较强的局限性，短期内很难向行业普及和推广。钛白粉是种典型的“两高一资”类产业，生产过程中排出大量的酸性废气（汽）、废水和废渣，不但对环境造成很大的破坏，对生产企业也是很大的负担。近年来，随着环保政策的完善和环保理念水平的提高，钛白粉企业的环保状况有明显改进，绝大多数企业都建有环保装置并投入正常运行，实现废副达标排放。各企业因地制宜，创造出有鲜明企业或地区特色的所谓的清洁生产和循环经济产业链，

二氧化钛的制备方法

纳米 !"#$光催化剂的制备方法方世杰徐明霞（天津大学材料学院，天津 %&&&’$）摘要介绍了二氧化钛粉体和薄膜的制备技术，比较了各种方法的优缺点。其中对液相法作了较为全面的介绍。关键词纳米 !"#$催化剂气相法液相法国家自然科学基金资助项目（(&&’$&)*）；天津市自然科学基金资助（&)%+&%,))）作者简介：方世杰（)-’+ . ），男，硕士/ ) 引言纳米 !"#$光催化剂是一种新型的并且正在迅速发展的高效光谱催化剂，成为近年来环保技术中的一个研究热点。一种良好的催化剂必须具有很大的催化表面，并且有很高的光子利用率。当 !"#$达到纳米时，会表现出更优良的光催化降解性能。关于纳米 !"#$的制备技术已有很多论述，本文试图对近年来纳米二氧化钛的制备技术作一个综述。 $ !"#$纳米粉体的制备目前制备 !"#$纳米微粒的方法有很多种，根据对所要求制备微粒的性状、结构、尺寸、晶型、用途，采用不同的制备方法。按照原料的不同大致分为 $ 类：气相法和液相法。但无论采用何种方法，制备纳米粒子都有如下要求［)］：表面光洁；粒子的形状及粒径、粒度分布可控，粒子不易团聚；易于收集；热稳定性优良；产率高。 !/" 气相法气相法是直接利用气体或通过各种手段将物质变为气体，使之在气态下发生物理变化或化学变化，最后在冷却过程中凝聚长大形成纳米粒子的方法。气相法的特点是粉体纯度高、颗粒尺寸小、颗粒团聚少、组分更易控制。 $/)/) 化学气相沉积法（012）［$］

化学气相法制备纳米 !"#$的初级过程包括：气相化学反应、表面反应、均相成核、非均相成核、凝结聚集或融合。气相反应所需的母体有 $ 类： !"03*和钛醇盐。化学反应可分为 * 类。（)）!"03*与 #$氧化，化学反应方程式为： !"03* （4）5 #$ （4）6 !"#$5 $03$ 7 !"#$ （4）6（!"#$）7 （8）（$）钛醇盐直接热裂法［%］，化学反应方程式为： !" （#9）*6 !"#$5 *07:$75 $:$# （%）钛醇盐气相水解法（气溶胶法），化学反应方程式为： !" （#9）*5 $:$# 6 !"#$5 *9#: （*）气相氢火焰法，化学反应方程式为： !"03*5 $:$5 #$6 !"#$5 *:03 $/$/$ 激光 012 法激光 012 法也是一种很好的制备方法。在 ,& 年代由美国的 :;44<=>［)］提出，目前该法已合成出一批具有颗粒粒径小、不团聚、粒径分布窄等优点的超细粉，产率较高。? 2;@"A 0;8<>［*］对激光 012 法进行了进一步的研究指出，在激光 012 法中，用 !" （=B#C=）*作反应物要比采用 !" （#BDE）*效果要好，!" （=B#C=）*是一种很有前途的反应物。 $/$/% 等离子 012 法等离子 012 法是利用等离子体产生的超高温激发气体发生反应，同时利用等离子体高温区 , % 硅酸盐通报 !##! 年第 ! 期综合与述评万方数据与周围环境巨大的温度梯度，通过急冷作用得到纳米颗粒。该方法有 ! 个特点：（"）产生等离子体时没有引入杂质，因此生成的纳米粒子纯度较高；（!）等离子体所处空间大，气体流速慢，致使反应物在等离子空间停留时间长，物质可以充分加热和反应。气相法制备的纳米 #$%!具有粒度好、化学活性高、粒子呈球形、凝聚粒子小、可见透光性好及吸收紫外线以外的光能力强等特点，但产率低，成

钛白粉的生产工艺流程

钛白粉的外形就是一些白色粉末，可是大家不要小看这些白色粉末，它对工业发展以及我们的日常生活有着非常重要的作用。钛白粉的生产工艺是非常重要的一步，主要就是偏钛酸的漂白及漂洗，而偏钛酸漂白的方法可以分为锌漂和三价钛漂，都是用化学方法进行漂白。具体的过程以及发生的一系列的化学反应，让我们一起来跟随迈图化学厂家的工作人员看一下：（钛白粉-图例）【钛白粉生产工艺之偏钛酸的漂白及漂洗】钛白粉偏钛酸的漂白及漂洗是非常重要的一步：偏钛酸漂白的原理：经水洗的偏钛酸中的铁杂质是以三价铁离子水解生成的极为细小的固体氢氧化铁的形式存在的。漂白就是先将固体氢氧化铁转化为可溶性的硫酸盐，然后用化学活泼性强的金属或金属离子将其还原为低价的硫酸盐，最终通过水洗进一步除去。发生的化学反应是氢氧化铁大量转化为硫酸铁，硫酸高铁在还原剂的作用下被还原成硫酸亚铁。 2Fe(OH)3＋3H2SO4＝Fe2(SO4)3＋6H2O 偏钛酸漂白的方法： Fe2(SO4)3＋Zn＝ZnSO4

Fe3+＋Ti3+＝Fe2+＋Ti4+ 偏钛酸漂白的方法按漂白时使用的不同的还原剂可分为以下两种： 1.锌漂：用锌粉作还原剂的漂白方法叫锌漂。还原反应如下： 2Fe3+＋Zn0＝2Fe2+＋Zn2+ 2.三价钛漂：用三价钛离子作还原剂的漂白方法叫三价钛漂。还原反应如下： Fe3+＋Ti3+＝Fe2+＋Ti4+三价钛漂白和锌漂相比，前者具有硫酸用量少、还原剂用量少、操作温度低、漂白时间短，无残留物污染等优点，所以三价钛漂白是目前最佳的漂白方法。 3.偏钛酸漂洗：偏钛酸漂白后的漂洗与前章所述水洗过程相同，一般采用真空叶滤机或转鼓真空过滤机。为了防止物料重新被污染，洗涤用水需经净化处理，至少应经过砂滤以除去固体杂质，如能用电渗析水或去离子水，效果更好。由于物料本身含铁量较低，水洗时间比第一次水洗短，一般不超过10小时。水洗后，物料含铁量应低于0.003％（以TiO2计）。锌漂漂白容易使氧化锌混入成品，氧化锌是一种很强的金红石型化促进剂，但也有副作用。某些不允许含氧化锌的产品就不宜用锌漂，另外，锌漂过程为液固反应，还原剂渗入偏钛酸颗粒内部需要较长时间，效果较差，故已逐步为三价钛盐漂白所代替。

钛白粉工艺流程简图

金红石钛白工艺流程简图如下: 钛铁矿钛铁矿粉碎酸解沉降及泥浆处理亚铁分离结晶水解一次水洗漂白表面处理中粉煅烧干燥汽流粉碎 : 1、钛铁矿粉碎拆包后得散装钛铁矿由自卸车运至原矿库,经铲车加料至斗式提升机,再经链式输送机送入磨前贮斗。经电子秤称重量后加入磨机,磨后料由循环风机送至分级机进行粗细分选,细度不合格得物料经返料链运机返回磨机重磨。细度合格矿粉随风进入旋风分离矿粉后进入循环风机,一部分热风回到磨前与热风炉供给得热风一起进磨供研磨与干燥,并把磨后物料带出磨机,一部分热风回到磨后作为输送得分级所需风量得补充。多余得含尘气体经布袋收尘器净化后由风机排空。旋风与布袋收尘器得矿粉由链式输送机集中送入矿粉贮斗转由斗式提升机、链式输送机送至酸解得计量贮斗待用,或送入矿粉得缓冲贮仓贮存。 2、酸解泥浆处理: 由硫酸装置送来得95%(或91%)硫酸进入本工序设置得硫酸贮槽经计量加入到预混合槽,与来自原矿粉碎工段经计量后得钛精矿在预混合槽经搅拌充分混合,混合均匀后经分配器放入选定得酸解罐中。用蒸汽加热引发酸解反应。酸解反应使钛铁矿中得大部分金属氧化物与硫酸发生反应,其中钛以硫酸氧钛得形式作为分解产物。酸解反应为放热反应,反应放出得热量使酸解罐中得物料温度迅速升高至180℃～200℃左右,温度得升高加速了酸解反应得进行。酸解主反应完成后熟化一定时间,通过仪表计量加水浸取,浸取一段时间调整钛液中得三价钛离子含量及F值。浸取完成后得钛液用泵送到沉降工序。

酸解反应产生得酸解尾气中含有大量得水蒸气及微量得矿粉尘、二氧化硫、三氧化硫、硫酸雾等污染物质。通过管道将酸解尾气引至酸解罐主烟囱中,将水池中得碱性水通过水泵喷射进入酸解罐主烟囱,洗涤除去酸解尾气中得矿粉尘及二氧化硫等污染物质,并将酸解尾气冷却至50℃左右,洗涤后得酸解尾气通过酸解罐烟囱40米高点达标排放。洗涤废水设冷却塔循环使用,并用其中一部分输送酸解泥渣至污水处理场,分离部分未反应矿粉后进入污水处理场同其它酸性废水一并中与处理。将改性好得絮凝剂加入到絮凝剂溶解槽,加水通过蒸汽加热使絮凝剂溶解,絮凝剂稀释到使用浓度后送入絮凝剂计量槽。稀释后得絮凝剂按照一定得比例通过比值流量调节方式与酸解后得硫酸钛液一道加入沉降槽。在絮凝剂得絮凝作用下,钛液中未反应得钛矿与其它不溶性得杂质在沉降槽内以泥浆得形式沉降到沉降槽得底部。吸取沉降槽上部澄清合格得清钛液用泵送钛液热过滤工序进一步净化。沉降槽底部得泥浆待积累到一定位置后用泵送到泥浆处理工序,泥浆在泥浆槽中通过蒸汽间接加热,加热后得泥浆用板框过滤,滤液返回到沉降槽,泥渣用压缩空气吹干,直接送泥渣场堆放。 3、过滤结晶分离: 由酸解沉降工序来得钛液加入助滤剂木屑粉或硅藻土,经混合均匀后泵送至钛液板框进行一次控制过滤,除去钛液中得杂质。除杂后得钛液进入真空结晶系统,亚铁结晶析出。达到放料终温后去圆盘分离机分离硫酸亚铁。亚铁去堆场进行包装,叉车送至亚铁库。滤液进入稀钛液贮槽再泵至以木炭为助滤层得板框压滤机中进行二次精过滤。 4.浓缩水解合格得清钛液经泵送入钛液预热器,用蒸汽冷凝水预热后进入薄膜蒸发器,使之浓度提高至200 g/l,然后进入浓钛液贮槽。二次蒸汽同一次控制过滤得钛液换热后进气压式冷凝器,不凝性气体由水环泵排空。浓钛液贮槽中得钛液由钛液泵送入浓钛液预热器,通过蒸汽盘管加热,预先制备好得外加晶种送入水解槽中,再将预热好得浓钛液放入水解槽中进入微压水解过程,然后经偏钛酸冷却器进入偏钛酸贮槽再由偏钛酸浆料泵送至水洗工段。5、一次水洗漂白二次水洗盐处理工序: 用隔膜压滤机进行水洗,水洗合格后,将滤饼卸至打浆槽,然后泵送至漂白罐。

钛白粉

钛白粉基本概况一、名词解释钛白粉化学名称为二氧化钛（Titanium Dioxide），化学式为TiO2,是一种白色粉末状物，在一般情况下与大部分物质不发生反应。属于惰性颜料，被认为是目前世界上性能最好的一种白色颜料。二、二氧化钛的结晶 1、在自然界中二氧化钛有三种结晶：板钛型、锐钛和金红石型。 2、钛白粉三种结晶的区别： A、板钛型由于其晶体结构不稳定，所以在自然界中不能长期稳定存在，所以量小不具有工业价值而未被使用。而金红石型更趋向稳定。 B、金红石与锐钛产品粒径分布存在差异：由于金红石型产品晶型更趋向六面体，比较锐钛更容易分散均匀，其所形成的团聚物更加均匀。粒径分布更为窄。 C、虽然金红石与锐钛硫酸法生产的工艺基本类似，但是具体参数存在很大的差别。 D、锐钛产品只能用硫酸法进行生产，但是金红石产品现在有硫酸法与氯化法两种。 E、最后才是包膜的区别：锐钛产品基本在煅烧结算，经过雷蒙磨破碎之后进行包装销售，而金红石产品为了更好的提高其分散，耐候等特性，在煅烧后使用氧化铝或者锆进行表面处理，帮随同时的还有进行部分的有机处理。三、钛白粉的分类钛白粉颜料共分两个类型(锐钛和金红石)，5个品种(A1，A2，R1，R2和R3)，其中： A1指未经无机表面包膜处理的锐钛型钛白粉，其TiO2含量不低于98%; A2指经过无机表面包膜处理的锐钛型钛白粉，其TiO2含量不低于92%; R1指TiO2含量不低于97%的金红石型钛白粉，通常不经过无机表面包膜处理或经过微量的无机包膜处理; R2指TiO2含量不低于90%的金红石型钛白粉，具有较理想的综合光学和应用性能，是用途最广的一类产品; R3指TiO2含量不低于80%的金红石型钛白粉，通常都经过高包覆量的Al2O3/SiO2包膜处理，包膜层呈疏松多孔状，具有高吸油量和低密度，适用于需要干遮盖的高颜料体积浓度（PVC）的平

二氧化钛的制备方法

1.3二氧化钛的制备方法 1.3.1常规二氧化钛制备方法二氧化钛的工业化生产方法有两种：硫酸法和氯化法。 1）硫酸法用硫酸酸解含钛矿物，得到硫酸氧钛溶液，经纯化和水解得到偏钛酸沉淀，再进入转窑焙烧产出二氧化钛颜料产品，是非连续生产工艺，工艺流程复杂，需要20道左右的步骤，排放废弃物较多。晶型转变需更多操作步骤，采用的焚烧工艺需要消耗大量能源［9］。硫酸法工艺主要包括以下几个步骤：除杂：FQ6+3H2SCH=Fe2（SO4）3+3H2O, TiO2+2H2SO4=Ti（SO4） 2+2H2O 然后：Fe+F&（SO4）3=3Fe2 SO4 调PH 至5-6,使Ti（SO4）2水解：Ti（SO4）2+3H2O=H2TiO3 J +2H2SO4 过滤沉淀加热得到TiO2：H2TiO3= TQ2+H2O T 2）氯化法氯化法是以钛铁矿、高钛渣、人造金红石或天然金红石等与氯气反应生成四氯化钛，经精馏提纯，再进行气相氧化；速冷后，经过气固分离得到二氧化钛。由于没有转窑焙烧工艺形成的烧结，其二氧化钛原级粒子易于解聚，所以在产品精制的过程较硫酸法大幅度节省能量［10］0 氯化法工艺主要包括以下几个步骤：先用盐酸除杂：Fe2O3+6HCI=2FeCl3+3H2O 过滤洗涤然后加焦炭和氯气：TiO2 （粗）+C+2Cl2=TiCl4（气）+CO2 冷却、收集TiCl4 （液）小心水解：TiCl4+3H2O =H2TiO3+4HCl 加热提纯得到精制二氧化钛：H2TiO3=TiO2（精）+H2O T 1.3.2微细二氧化钛的制备工艺粉体的超微细加工通常有物理方法和化学方法两大类。物理加工法是将粗粒子粉碎得到微粉体的方法。虽然目前粉碎技术已有改进，但粉碎过程很容易混入杂质，很难制备1ym以下的超微粒子。化学法是由离子、原子形核，然后再长大，分两步过程制备微粒子的方法，这种方法易得到粒径1ym以下的超微粒子。微细二氧化钛的制备主要包括气相法和液相法。气相法是指直接利用气体或采用激光、电子束照射等方法将原料变为气体或离子体，使之在气体状态下发生化学或物理变化，然后再经冷却、凝结、长大等过程制备微细颗粒的方法，由于气相法生产

二氧化钛的各种制备方法

取200mL浓度为1mol/L的TiOSO 4 溶液装入容量为500mL的烧杯中，将烧杯放入高压蒸气釜内，用温度为125℃的蒸气加热2 h后取出，TiOSO 4 水热解生成的白色偏钛酸，过滤后，用蒸馏水洗涤数次，得含固量为%的偏钛酸备用。取200mL浓度为 1mol/L的TiOSO 4 溶液，在搅拌条件下，用2 mol/L氢氧化钠溶液中和，直至溶液的pH=5，溶液中生成胶状二氧化钛前驱体正钛酸，过滤后，用蒸馏水洗涤数次，得含固量为%的正钛酸备用。 1.载银二氧化钛的制备方法：分别在46gH 2TiO 3 和195gH4TiO4中加入50mL浓度为L的AgNO3溶液，磁力搅拌并加热直至大部分水挥发，置于80℃的干燥箱中烘干，取出碾磨得未煅烧的载银粉体；在偏钛酸和正钛酸上进行载银的样品分别记为AT1和AT2。分别将AT1和AT2放入马弗炉中，在空气环境下分别以2℃/min速度从室温加热至700℃或900℃煅烧并保温2 h，取出自然冷却后，放入研磨机内研磨4h得含银%的载银二氧化钛粉体。700℃和900℃煅烧后AT1和AT2载银粉 2.溶胶凝胶法制备纯TiO2 薄膜以钛酸丁酯为前驱体，按n［Ti( OC 4H 9 ) 4 ］∶n［C 2 H 5 OH］∶n［NH( CH 2 CH 2 OH) 2 ］∶ n［H 2 O］=1∶23∶2．5∶10摩尔配比，先将2 /3 无水乙醇、钛酸四丁酯和二乙醇胺混合，搅拌2 h。再将余下1 /3 无水乙醇和去离子水的混合溶液逐滴加入上述溶液中，继续搅拌 h，得到稳定澄清的溶胶溶液，静置48h。采用自制的拉膜机，以石英玻璃为薄膜载体(实验前依次经过丙酮、水、乙醇超声清洗10 min)，每浸渍提拉一层膜在100℃下干燥10 min，涂膜四层后，将样品置于马弗炉中以约2℃·min－1升温到600℃保温2 h 后，随炉温冷却，制得纯TiO 2 薄膜。 3.在空心微球表面定向生长TiO2纳米棒配制1mol/L的钛酸四丁酯甲苯溶液, 将空心微球在其中浸没10min, 然后抽滤,用甲苯、去离子水洗涤. 如此循环10次, 使空心微球表面包覆一层TiO2 薄膜.将如此处理过的空心微球放入马弗炉中, 在550℃下煅烧2h,自然冷却后取出.在60mL盐酸(37%)/水(1∶1, 体积比)溶液中, 加入2g钛酸四丁酯, 搅拌至透明. 加入上述煅烧过的空心微球, 搅拌10 min后转入水热反应釜中, 密封并在150℃下水热反应4 h.自然冷却后, 经过离心分离、乙醇洗涤、干燥, 得到表面定向生长有二氧化钛纳米棒的空心微球. 4.硬脂酸凝胶法合成纳米TiO2 将硬脂酸放入三口瓶中,70℃下使硬脂酸熔融形成透明的溶液,机械搅拌下将一定量的钛酸四丁酯加入到已熔融的硬脂酸中,硬脂酸:钛酸四丁酯=1:2(摩尔比),75℃下磁力搅拌3 h,形成半透明的棕红色溶胶,自然冷却形成凝胶后,置于马弗炉中450℃煅烧2 h,研磨后得到纳米T iO2粉体。

钛白粉生产工艺技术——后处理

世上无难事，只要肯攀登钛白粉生产工艺技术——后处理无论从硫酸法锻烧，还是从氯化法氧化之后所产生的钛白粉是十分纯的产品，但作为颜料填料并不使用这种产品，通常根据不同的市场用途如涂料、塑料和造纸需进行后处理。其目的是改善其应用性能，如提高钛白粉的耐候性；提高钛白粉在不同介质溶剂、塑料、水溶性乳胶中的分散性；提高钛白粉润湿性；提高遮盖力及光泽。后处理主要有湿磨、无机包膜、洗涤、干燥、气流磨及有机包膜和产品包装等工序。为提高钛白粉的耐候性，进行无机包膜的目的是屏蔽紫外光，阻止其钛白粉的光催化活性，因此有必要了解光催化原理。 1. Ti02 的光催化性质无论硫酸法还是氯化法，在二氧化钛晶体形成和生长过程中，均存在晶格缺陷（肖特基缺陷，Schottky Defect,“氧缺陷”）。由于二氧化钛这些晶格缺陷，使其表面上存在许多光活化点，在紫外光(UV)的作用下，发生如下光催化反应，如图1 所示。第一步，二氧化钛颗粒吸收紫外光，在其颗粒中发生电荷分离，在导带的负电荷电子e-和在价带的正电荷空穴P+形成激发态。[next] 正是由于Ti02 具有的这一特殊的光催化特质，使钛白粉作为颜料在塑料、涂料等的应用中加速老化。所以，除在晶体形成和生长过程中采取措施弥补和减少其晶格缺陷外，必须对其进行后无机物包膜处理，以屏蔽紫外光造成的光催化作用。此处有必要说明的是，锐态型二氧化钛因结构与金红石二氧化钛结构的差异，其表面的光活化点更多，光催化作用更强；加之，又没有进行包膜处理，无论用在涂料还是塑料上乃为不明智之举（至于遮盖力、资源浪费等，此处不作一一赘述）。 2.湿磨为从硫酸法生产中经转窑煅烧获得的Ti02 或从

二氧化钛的各种制备方法2

1.硫酸氧钛溶液热水解和中和水解法制备偏钛酸和正钛酸取200mL浓度为1mol/L的TiOSO4溶液装入容量为500mL的烧杯中，将烧杯放入高压蒸气釜内，用温度为125℃的蒸气加热2 h后取出，TiOSO4水热解生成的白色偏钛酸，过滤后，用蒸馏水洗涤数次，得含固量为21.6%的偏钛酸备用。取200mL 浓度为1mol/L的TiOSO4溶液，在搅拌条件下，用2 mol/L氢氧化钠溶液中和，直至溶液的pH=5，溶液中生成胶状二氧化钛前驱体正钛酸，过滤后，用蒸馏水洗涤数次，得含固量为5.1%的正钛酸备用。 2.载银二氧化钛的制备方法：分别在46gH2TiO3和195gH4TiO4中加入50mL浓度为9.3mmol/L的AgNO3溶液，磁力搅拌并加热直至大部分水挥发，置于80℃的干燥箱中烘干，取出碾磨得未煅烧的载银粉体；在偏钛酸和正钛酸上进行载银的样品分别记为AT1和AT2。分别将AT1和A T2放入马弗炉中，在空气环境下分别以2℃/min速度从室温加热至700℃或900℃煅烧并保温2 h，取出自然冷却后，放入研磨机内研磨4h得含银0.5%的载银二氧化钛粉体。700℃和900℃煅烧后AT1和AT2载银粉 3.溶胶凝胶法制备纯TiO2 薄膜以钛酸丁酯为前驱体，按n［Ti( OC4H9 ) 4］∶n［C2H5OH］∶n［NH( CH2CH2OH)2］∶n［H2O］=1∶23∶2．5∶10摩尔配比，先将2 /3 无水乙醇、钛酸四丁酯和二乙醇胺混合，搅拌2 h。再将余下1 /3 无水乙醇和去离子水的混合溶液逐滴加入上述溶液中，继续搅拌0.5 h，得到稳定澄清的溶胶溶液，静置48h。采用自制的拉膜机，以石英玻璃为薄膜载体(实验前依次经过丙酮、水、乙醇超声清洗10 min)，每浸渍提拉一层膜在100℃下干燥10 min，涂膜四层后，将样品置于马弗炉中以约2℃·min－1升温到600℃保温2 h 后，随炉温冷却，制得纯TiO2薄膜。 4.在空心微球表面定向生长TiO2纳米棒配制1mol/L的钛酸四丁酯甲苯溶液, 将空心微球在其中浸没10min, 然后抽滤,用甲苯、去离子水洗涤. 如此循环10次, 使空心微球表面包覆一层TiO2 薄膜.将如此处理过的空心微球放入马弗炉中, 在550℃下煅烧2h,自然冷却后取出.在60mL 盐酸(37%)/水(1∶1, 体积比)溶液中, 加入2g钛酸四丁酯, 搅拌至透明. 加入上述煅烧过的空心微球, 搅拌10 min后转入水热反应釜中, 密封并在150℃下水热反应4 h.自然冷却后, 经过离心分离、乙醇洗涤、干燥, 得到表面定向生长有二氧化钛纳米棒的空心微球. 5.硬脂酸凝胶法合成纳米TiO2 将硬脂酸放入三口瓶中,70℃下使硬脂酸熔融形成透明的溶液,机械搅拌下将一定量的钛酸四丁酯加入到已熔融的硬脂酸中,硬脂酸:钛酸四丁酯=1:2(摩尔比),75℃下磁力搅拌3 h,形成半透明的棕红色溶胶,自然冷却形成凝胶后,置于马弗炉中450℃煅烧2 h,研磨后得到纳米T iO2粉体。

钛白粉安全技术说明书

钛白粉MSDS 第一部分化学品及企业标识化学品中文名称：二氧化钛化学品英文名称：titanium(IV)o xide 中文名称2：钛白粉英文名称2：titanium dioxide 第二部分：成分/组成信息二氧化钛含量≥90％ CAS No. 13463-67-7 第三部分：危险性概述健康危害：长期吸入氧化钛粉尘的工人，肺部无任何变化，亦未发生接触性皮炎、过敏反应。燃爆危险：本品不燃。第四部分：急救措施皮肤接触：脱去污染的衣着，用流动清水冲洗。眼睛接触：提起眼睑，用流动清水或生理盐水冲洗。就医。吸入：脱离现场至空气新鲜处。食入：饮足量温水，催吐。就医。第五部分：消防措施危险特性：未有特殊的燃烧爆炸特性。有害燃烧产物：自然分解产物未知。灭火方法：尽可能将容器从火场移至空旷处。第六部分：应急处理泄漏应急处理:隔离泄漏污染区，限制出入。建议应急处理人员戴防尘面具（全面罩），穿一般作业工作服。避免扬尘，小心扫起，置于袋中转移至安全场所。若大量泄漏，用塑料布、

帆布覆盖。收集回收或运至废物处理场所处置。第七部分：操作处置与储存操作注意事项：密闭操作，局部排风。操作人员必须经过专门培训，严格遵守操作规程。建议操作人员佩戴自吸过滤式防尘口罩，戴化学安全防护眼镜，戴一般作业防护手套。避免产生粉尘。避免与酸类接触。搬运时轻装轻卸，防止包装破损。配备泄漏应急处理设备。倒空的容器可能残留有害物。储存注意事项：储存于阴凉、通风的库房。远离火种、热源。应与酸类分开存放，切忌混储。储区应备有合适的材料收容泄漏物。第八部分：接触控制/个体防护职业接触限值中国MAC(mg/m3)：10 前苏联MAC(mg/m3)：10 TLVTN：ACGIH 10mg/m3 TLVWN：未制定标准工程控制：密闭操作，局部排风。呼吸系统防护：空气中粉尘浓度较高时，建议佩戴自吸过滤式防尘口罩。眼睛防护：戴化学安全防护眼镜。身体防护：穿一般作业防护服。手防护：戴一般作业防护手套。其他防护：及时换洗工作服。注意个人清洁卫生。第九部分：理化特性主要成分：含量:≥90％外观与性状：白色粉末。熔点(℃)：1560 沸点(℃) 无资料相对密度(水=1)：相对蒸气密度(空气=1)：无资料饱和蒸气压(kPa)、燃烧热(kJ/mol)、临界温度(℃)、临界压力(MPa)、辛醇/水分配系数的对数值、闪点(℃)、引燃温度(℃)、爆炸上限%(V/V)、爆炸下限%(V/V)无意义溶解性：不溶于水，不溶于稀碱、稀酸，溶于热浓硫酸、盐酸、硝酸。主要用途：是一种重要的白色颜料和瓷器釉料。

钛白粉各项指标分析

钛白粉的指标 1、含量锐钛型≧98% 金红石型≧92% 2、白度白度标注大都采用和标样进行比较或采用L、a、b表示。几乎所有的应用行业都要求良好的白度。钛白粉的杂质和粒子对白度有显着的影响。 CIE（commission internationals de eclairage）是国际照明协会的简称CIE制定了L*，a*和b*值来测量色值，这种测量方法称为CIELAB。L*代表着明度，从明亮(此时L*=100)到黑暗(此时L*=0)之间变化。A*值表示颜色从绿色(-a*)到红色(+a*)之间变化，而b*值表示颜色从黄色(+b*)到蓝色(-b*)之间变化。影响白度的主要因素：良好的粒径分布是产品白度色相稳定的基本条件。它包括两个方面:1)适中的力度大小，一般情况下颜料粒径的直径为可见光的波长的一半时，可以达到最好的白度，即0.15-0.35um 2）集中的力度范围，颜料颗粒直径的分布范围要小。表示在图像上就是要窄。 3、消色力钛白粉与其他颜料混合后显示他本身颜色的能力，一般是同标样比较或用雷诺数来表示：和标样比较的是相对消色力。雷诺数是利用色差计（CR-300色差仪）测得各个光学数据后计算而得。雷诺数没有国标，一般金红石≧1700,1900左右的产品才是好产品。（越大越好） ※消色力是侧面反映遮盖力的高低； ※消色力的高低，会影响到肉眼对色相的判断； ※对消色力的判断，相对消色力受底相影响较大； ※中高PVC涂料配方中，填料(体质颜料)用量较大，细粒径填料使二氧化钛分布更均匀；大粒径填料使二氧化钛聚集，降低了二氧化钛的遮盖力。 4、吸油量 100g钛白粉达到完全润湿时需要用油的最低量。溶剂涂料和粉末涂料、橡胶、油墨等要求吸油量低，高PVC的涂料比较喜欢高吸油量的产品； ※吸油量的高低会影响到在同样的使用量下，使用体系的黏度； ※吸油量会影响到在油性介质里的分散性。一般要求金红石≤20 ，锐钛≤30 5、105 ℃挥发份 ※指的是在105℃下，产品中可以挥发掉的成分，主要是水分；一般要求≤0.5 ※较多的挥发份可以导致产品在储存过程中团聚、结块，颜料指标下降； ※较多的挥发分可以导致产品在高温（塑料、型材、色母粒等）使用时产生气孔、起泡等现象； ※挥发分高会导致使塑料制品，尤其是吹膜、拉膜制品表面形成孔洞 6、水溶性盐 ※产品中含有可以溶于水的成分的含量；一般要求≤0.5 ※水溶性盐高会导致涂料发胀、胶凝、起碱等现象，会导致绝缘性材料的绝缘性差； ※水溶性盐高也会导致电泳漆在涂敷过程中的电导性太好而使得涂膜不均或出现气孔等；※水溶性盐高也会导致涂料的耐冲刷性下降。 7、ph值

纳米二氧化钛制备方法

纳米二氧化钛制备方法陈早明　郑典模 (南昌大学环境与化学工程学院　江西南昌330029) 摘　要　文章阐述了纳米二氧化钛粒子的制备方法,和各种制备方法的所具有的特点。并提出了目前制备方法所存在的一些不足之处。关键词:二氧化钛　纳米　制备 1　引言纳米微粒是指颗粒尺寸为纳米量级的超细微粒,它的尺寸大于原子簇,小于通常的微粉。通常,把仅包含几个到数百个原子或尺度小于lnm的称为“簇”,而把粒径在1—100nm之间微粒称为纳米粒子。当小粒子尺寸进入纳米量级时,其本身就具有了量子尺寸效应,小尺寸效应,表面效应和量子隧道效应,因而展现许多特有的性质,在催化、滤光、光吸收、医药、磁介质及新材料等方面具有广阔的应用前景。而纳米二氧化钛(T i02)由于其具有粒径小、比表面积大、磁性强、光催化、吸收性能好,吸收紫外线能力强,表面活性大、热导性好、分散性好、所制悬浮液稳定等优点。因此倍受关注,制备和开发纳米二氧化钛成为国内外科技界研究的热点之一。(1) 2　纳米二氧化钛的制备方法纳米二氧化钛的制备方法可分为气相法和液相法两大类。 2.1　气相制备法 2.1.1　低压气体蒸发法(1) 此种制备方法是在低压的氩、氮气等惰性气体中加热普通的T i02,然后骤冷生成纳米二氧化钛粉体,其加热源有以下几种:(1)电阻加热法;(2)等离子喷射法;(3)高频感应法;(4)电子束法;(5)激光法,这些方法可制备lOOnm以下的二氧化钛粒子。 2.1.2　活性氢—熔融金属反应法含有氢气的等离子体与金属钛之间产生电弧,使金属熔融,电离的N2,Ar等气体和H2溶入熔融金属,然后释放出来,在气体中形成了金属的超微粒子,用离心收集器或过滤式收集器使微粒与气体分离而获得纳米二氧化钛微粒。 2.1.3　溅射法(1) 此方法是用两块金属板分别作为阳极和阴极,阴极为蒸发用的材料,在两电极间充入Ar 气,两电极间施加的电压范围为0.3—1.5kV。由于两电极间的辉光放电使Ar离子形成。在电场的作用下Ar离子冲击阴极靶材表面,靶上的T i02就由其表面蒸发出来,被惰性气体冷却而凝结成纳米T iO2粉末,粒度在50nm以下,粒径分布较窄。 2.1.4　流动液面上真空蒸发法用电子束在高真空下加热蒸发T iO2,蒸发物落到旋转的圆盘下表面油膜上,通过圆盘旋转的离心力在下表面上形成流动的油膜,含有超微粒子的油被甩进了真空室的壁面,然后在真空下进行蒸馏获得T iO2超微粒子。 2.1.5　钛醇盐气相水解法(2) 该工艺最早是由美国麻省理工大学开发成功的,可以用来开发单分散的纳米T iO2,其反应式如下: nT i(0R)4,+2nH2O(g)————>nT iO2(s)

钛白粉生产技术现状与发展趋势

钛白粉生产技术现状与发展趋势 https://www.360docs.net/doc/9415972142.html, 2014年12月17日 09:49:19 钛白分中心生意社12月17日讯摘要：本文叙述了全球现有商业化钛白粉生产技术与工艺，简述了硫酸法与氯化法随着社会经济发展产生的进步与改进。为便于借鉴国际同行的发展轨迹，同时简要介绍了全球主流钛白粉生产商的情况和近年来重组带来的新变化，以及面对可持续发展采取的措施与进步。鉴于中国攀西钛资源、钛白加工、生产效益、可持续发展的特有产业的优劣，评述了钛白粉生产技术的未来走势与技术发展方向。 1钛白粉生产技术现状钛白粉生产技术自上个世纪的1916年硫酸法钛白粉生产工艺闻世以来，直到1958年氯化法工艺的生产装置投产，钛白粉生产工艺的发展硫酸法经历了近百年，氯化法也快经历了60年。

因元素氟较之元素氯更易于钛元素反应生成氟化钛，曾经有美国的一些公司进行了大量的氟化法工艺研究，并进行了生产实验装置的工艺开发，因氟化物尤其是氟化氢对人及环境的危害与安全较之氯化法更大而不得不放弃此工艺的开发。本世纪刚开始的2002年4月23日，美国俄特尔纳米材料公司(Altair Nanomaterials Inc.)申请了发明专利(10-11)。该工艺即不同于硫酸法生产工艺，也不同于氯化法工艺。硫酸法是以硫酸分解钛原料，然后沉淀出偏钛酸并进行液固分离以及煅烧生产钛白粉(以固液分离为主)；氯化法是以氯气分解钛原料生成气体氯化物，然后进行气固和气液分离及气相氧化生产钛白粉(气固分离为主)。俄特尔公司是以盐酸分解钛原料，然后进行容积萃取(液液分离)和沉淀以及热解后煅烧生产钛白粉的工艺，所以谓之盐酸法生产工艺。其工艺流程为：盐酸浸取分解钛铁矿，分离不溶的残渣；浸取液进行高价铁还原为低价铁，冷却结晶出氯化亚铁，分离氯化亚铁；分离出氯化亚铁后的含钛浸取液进行第一次溶剂萃取，萃取相为含钛和高铁溶液，萃余相为含亚铁的水溶液，返回工艺用于再生盐酸，回到浸取工序；含钛的萃取相进行第二次萃取，萃取相为含钛的水溶液，萃余相为含高铁的水溶液，返回盐酸再生工序；经过萃取提纯后的氯化钛溶液进行水解，最好的水解是喷雾加热水解，得到偏钛酸，气相的盐酸和水返回盐酸再生系统。水解后的偏钛酸进行煅烧、湿磨、无机包膜、过滤洗涤、干燥、汽粉和包装即为产品。由于溶剂萃取的液液分离等诸多因素致使该项目未能如愿，也没有商业化生产。也有熔盐法生产工艺，该工艺用碱熔融分解钛原料、酸溶水解沉淀煅烧生产钛白粉。国内中科院过程所齐涛教授领衔的清洁生产熔盐工艺，即可用于钛精矿生产钛白粉，也可回收硫酸法钛白粉酸解渣(黑泥)，已在山东东佳集团完成了工业性试验。现第二大钛白粉生产公司克瑞斯托(Cristal)在原美利联公司时期曾经出资150万美元，由英国利兹大学的Prof Jha教授研究并申请专利的绿色萃取工艺，该法用碱和钛铁矿在850～875℃进行焙烧，然后采用有机酸进行浸取，以移走其中的杂质，得到的的钛化合物产量达到95%～97%的人造金红石，产品粒径在150～300μm之间；钙含量0.3%、铁含量1%～1.5%和铝含量0.5%以下。用于氯化法生产钛白粉比传统低于20倍的氯的消耗。这些新开发的工艺因装置设备或材质，碳足迹的全生命周期不胜完美，甚至经济问题，均没有实现商业化的生产装置。所以，全球现有钛白粉生产工艺技术，也还是保留在经典的硫酸法和氯化法两种生产工艺；但是随着社会的进步，经典的硫酸法与氯化法因科学技术的发展也在不断的改进与完善，除过去环保、健康、安全(EHS)外，更需要随着社会地发展以满足“低碳”和“可持续发展”的新的生态文明要求。 2全球钛白粉市场和主要生产商与其可持续发展行动 2.1全球钛白粉生产量及主要生产商表1全球主要钛白粉生产商(能力10万吨以上) ★2014年9月10日欧洲委员会批准亨兹曼收购罗德伍德公司旗下颜料莎哈利本公司。 ★★中国大陆在建产量未统计，某些装置宣传能力与实际产量出入较大。