锐钛型钛白粉
钛白粉的性质——晶体性质
世上无难事，只要肯攀登
钛白粉的性质——晶体性质
钛白粉，学名二氧化钛，是一种多晶型的化合物，在自然界中有3 种结
晶形态：金红石型、锐钛型和板钛型。
板钛型在自然界中很稀有，属斜方晶系，是不稳定的晶型，在650 摄氏度左右即转化为金红石型，因而没有工业价值。
板钛型可以以烷基钛或钛酸钠与氢氧化钾或氢氧化钠为原料，在加热器内，于200-600℃下，经过数天即可制得板钛型二氧化钛。
金红石型和锐钛型为同一晶型，都属于四方晶系，但具有不同的晶格，因而X 射线图像也不同，锐钛型二氧化钛的衍射角(2B)位于25. 5 度，金红石型二氧化钛的衍射角（2B）位于27. 5 度。
金红石型晶体细长，呈棱形晶体，通常是孪晶，而锐钛型一般为近似规则的八面体。
图1 为二氧化钛的3 种晶型形态示意图。
无论是金红石型还是锐钛型，它们每个钛原子都位于八面体的中心，并且被6 个氧原子环绕，但是锐钛型分子的八面体上只有两个共用边。
这就是说金红石型的单体晶格，是由2 个二氧化钛分子组成；锐钛型是由4 个二氧化钛分子组成。
所以金红石型与锐钛型相比，由于其单位晶格较小而紧密，故具有较大的稳定性和相对密度，因此具有较高的折射率和介电常数以及较低的热传导性。
在自然界中，这些晶体通常都含有少量的杂质，使晶格不完整，有缺陷，在这种情况下有时会对二氧化钛的色光有较大的影响。
金红石型和锐钛型的晶型结构，有多种版本的图解方式。
图2 为金红石型和锐钛型二氧化钛的晶型结构立体模型。
表1 为二氧化钛的结晶特征及物理性能。
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金红石型二氧化钛经处理又可分为4 类，其电镜照片如图3 所示。
TiO2的介绍
TiO2又名钛白粉，白色粉末，无毒，不溶于水、有机酸和弱无机酸，微溶于碱。
在浓硫酸以及氢氟酸长时间煮沸可完全溶解，在1800o C以上逐渐熔融。
TiO2在自然界中存在三种晶体结构：金红石型、锐钛矿型和板钛矿型，其中金红石型和锐钛矿型TiO2均具有光催化活性，尤以锐钛矿型光催化活性最佳，两种晶型结构如图1.1所示[27]。
三种晶体结构均由相同的[TiO6]八面体结构单元构成，但八面体的排列方式、连接方式和晶格畸变的程度是不同的。
其连接方式包括共边和共顶点两种情况，如图1.2所示。
锐钛矿型TiO2为四方晶系，其中每个八面体与周围8个八面体相连（4个共边，4个共顶角），4个TiO2分子组成一个晶胞。
而金红石TiO2也为四方晶系，晶格中心为Ti原子，八面体棱角上为6个氧原子，每个八面体与周围10个八面体相联（其中有两个共边，八个共顶角），两个TiO2分子组成一个晶胞，其八面体畸变程度较锐钛矿要小，对称性不如锐钛矿相，其Ti-Ti键长较锐钛矿小，而Ti-O键长较锐钛矿型大。
板钛矿型TiO2为斜方晶系，6个TiO2分子组成一个晶胞。
这三种晶型的结构参数如表1.2所示。
三种晶相以金红石相最稳定，而锐钛矿和板钛矿相在加热处理过程中会发生不可逆的放热反应，最终都将转变为金红石相。
由锐钛矿相向金红石相的相变过程是一个形核－长大的过程，即金红石相首先在锐钛矿相表面形核，随后向体相扩展。
相变过程是一个逐步实现的过程，不断地发生着键的断裂和原子重排。
锐钛矿相中的{112}面变为金红石相的{100}面，Ti、O原子发生协同重排，大部分Ti原子通过6个Ti-O键中的两个键断裂迁移到新的位置形成金红石相，故氧离子的迁移形成点阵空位可促进相变，而Ti间隙原子的形成则会抑制相变。
锐钛矿和板钛矿向金红石相变温度范围在500-700o C，而且相变温度受到颗粒尺寸、杂质等影响。
尤其是杂质和热处理气氛会导致形成不同的缺陷结构而影响到晶相转变的温度和速度。
常见的钛白粉的生产工艺流程
常见的钛白粉的生产工艺流程ﻫ硫酸法锐钛型钛白粉的工艺简述：硫酸法生产钛白粉步骤1、钛矿粉碎将购进的钛矿砂用雷蒙机或者风扫磨等粉碎成符合工艺要求的钛矿粉,并送到储存和计量钛矿粉的料仓。
硫酸法生产钛白粉步骤2、酸解用浓硫酸分解钛矿,制取可溶性的钛的硫酸盐。
钛铁矿的主要成分为偏钛酸铁（ＦeTiＯ3），是一种弱酸弱碱盐，可以用强酸把它分解。
用过量的酸就能使反应进行到底。
由于这个反应是一个放热反应，最高温度可以达到25０℃，因此必须采用高沸点的酸－—硫酸才能适应这一反应。
在酸分解的过程当中，矿粉当中的各种杂质大部分也被分解，生成相应的可溶性硫酸盐，并在浸取的时候与钛的可溶性盐一起进入溶液当中，形成黑钛液。
为了除铁，用金属铁把钛液中的高价铁还原成亚铁,同时,为了避免亚铁的再一次氧化,还必须用过量的金属铁把定量的四价钛还原成三价钛。
硫酸法生产钛白粉步骤3、沉降酸解浸取、还原以后的体系是一个复杂的体系，含有可溶性杂质和不溶性的杂质。
铁、钒、铬、锰等金属的硫酸盐为可溶性的杂质,在结晶或水解、水洗的过程中除去.不溶性杂质中的大多数，如未分解的钛矿、沙粒等靠重力的作用可以自然沉降除掉。
不溶性杂质中的另一部分是硅和铝的胶体化合物,以及一些早期水解了的钛，虽然数量并不大，但具有很高的动力稳定性，需要另外加沉降剂，强化沉降澄清过程。
硫酸法生产钛白粉步骤4、洗渣经过净化沉降后的泥渣中还含有大量的可溶性与不可溶性的钛，为保证收率，要通过用板框压滤机压滤的办法回收其中的大部分可以溶解的钛元素，不溶性钛和其他的未溶解杂质作为废渣排掉。
硫酸法生产钛白粉步骤5、结晶结晶有两种方式：冷冻结晶和真空结晶。
FeSO4溶解度受溶液的温度影响很大。
因此,在组成一定的钛液中，FeSO4的溶解度随温度的降低而降低,本工序的主要目的就是使钛液的温度降低。
5．１冷冻结晶是利用制冷介质（液氨或者氟利昂或者溴化锂等）的蒸发带走热量，使冷冻盐水温度降低，通过盘管换热，从而使钛液的温度降低下来，造成ＦｅSO4 处于过饱和状态，过饱和的部分便以含七个结晶水的ＦｅSO４•7Ｈ2O的形式结晶析出，同时带出部分结晶水,然后将其分离除去.５。
钛白粉的主要用途
钛白粉分为锐钛型和金红石型，每种又分好多型号。
钛白粉(TiO2)是一种重要的无机化工产品，在涂料、油墨、造纸、塑料橡胶、化纤、陶瓷等工业中有重要用途。
钛白粉（英文名称：titanium dioxide），主要成分为二氧化钛(TiO2)的白色颜料。
钛白粉被认为是目前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、印刷油墨、化纤、橡胶、化妆品等工业。
钛白粉(二氧化钛)化学性质稳定，在一般情况下与大部分物质不发生反应。
在自然界中二氧化钛有三种结晶：板钛型、锐钛和金红石型。
板钛型是不稳定的晶型，无工业利用价值，锐钛型(Anatase)简称A型，和金红石型(Rutile)简称R型，都具有稳定的晶格，是重要的白色颜料和瓷器釉料，与其他白色颜料比较有优越的白度、着色力、遮盖力、耐候性、耐热性、和化学稳定性，特别是没有毒性。
钛白粉广泛用于涂料、塑料、橡胶、油墨、纸张、化纤、陶瓷、日化、医药、食品等行业。
涂料行业是钛白粉的最大用户，特别是金红石型钛白粉，大部分被涂料工业所消耗。
用钛白粉制造的涂料，色彩鲜艳，遮盖力高，着色力强，用量省，品种多，对介质的稳定性可起到保护作用，并能增强漆膜的机械强度和附着力，防止裂纹，防止紫外线和水分透过，延长漆膜寿命。
塑料行业是第二大用户，在塑料中加入钛白粉，可以提高塑料制品的耐热性、耐光性、耐候性，使塑料制品的物理化学性能得到改善，增强制品的机械强度，延长使用寿命。
造纸行业是钛白粉第三大用户，作为纸张填料，主要用在高级纸张和薄型纸张中。
在纸张中加入钛白粉，可使纸张具有较好的白度，光泽好，强度高，薄而光滑，印刷时不穿透，质量轻。
造纸用钛白粉一般使用未经表面处理的锐钛型钛白粉，可以起到荧光增白剂的作用，增加纸张的白度。
但层压纸要求使用经过表面处理的金红石型钛白粉，以满足耐光、耐热的要求。
钛白粉还是高级油墨中不可缺少的白色颜料。
含有钛白粉的油墨耐久不变色，表面润湿性好，易于分散。
二氧化钛 百度百科
二氧化钛百科名片二氧化钛，化学式为TiO2，俗称钛白粉，多用于光触媒、化妆品，能靠紫外线消毒及杀菌，现正广泛开发，将来有机会成为新工业。
二氧化钛可由金红石用酸分解提取，或由四氯化钛分解得到。
二氧化钛性质稳定，大量用作油漆中的白色颜料，它具有良好的遮盖能力，和铅白相似，但不像铅白会变黑；它又具有锌白一样的持久性。
二氧化钛还用作搪瓷的消光剂，可以产生一种很光亮的、硬而耐酸的搪瓷釉罩面。
目录二氧化钛简介管制信息名称化学式相对分子质量性状储存用途具体介绍结晶特征及物理常数级别性能分级性能相对密度熔点和沸点介电常数电导率硬度吸湿性热稳定性食品应用研究测定方法挥散法重量法容量法比色法毒理数据介绍实验室动物进行慢性毒性和致癌性研究评价结论和建议食用规定性质规定使用和限量危害健康《中国药典》注释性状鉴别检查含量测定类别贮藏二氧化钛简介管制信息名称化学式相对分子质量性状储存用途具体介绍结晶特征及物理常数级别性能分级性能相对密度熔点和沸点介电常数电导率硬度吸湿性热稳定性食品应用研究测定方法挥散法重量法容量法比色法毒理数据介绍实验室动物进行慢性毒性和致癌性研究评价结论和建议食用规定性质规定使用和限量危害健康《中国药典》注释性状鉴别检查含量测定类别贮藏展开编辑本段二氧化钛简介管制信息本品不属于易制毒、易制爆化学品，不受公安部门管制。
名称中文名称：二氧化钛中文别名：二氧化钛,钛酐,氧化钛(IV)英文别名：Titanium(IV) oxide,Titanium dioxide, Titanic anhydride,Titunic acid anhydride,Titania, Titanic acid anhydride,Titania, Unitane, Pigment white 6, C.I. 77891化学式TiO2相对分子质量79.88性状白色无定形粉末。
溶于氢氟酸和热浓硫酸，不溶于水、盐酸、硝酸和稀硫酸。
与硫酸氢钾或与氢氧化碱或碳酸碱共同熔融成钛酸碱后可溶于水。
钛白粉在橡胶中的应用概述
钛白粉在橡胶中的应用概述钛白粉在橡胶行业中既作为着色剂，又具有补强、防老化、填充作用。
在白色和彩色橡胶制品中加入钛白粉，在日光照射下，耐日晒，不开裂、不变色，伸展率大及耐酸碱。
橡胶用钛白粉，主要用于汽车轮胎以及胶鞋、橡胶地板、手套、运动器材等，一般以锐钛型为主。
但用于汽车轮胎生产量，常加入一定量的金红石型产品，以增强抗臭氧和抗紫外线能力橡胶是一种高分子化合物，独特的高弹性能、优良的绝缘性能、耐曲挠性、不透水、不透气、使用范围宽等优良性能；使橡胶产品的应用非常广泛，无论工业、农业、交通运输、国防以及人们的日常生活都离不开橡胶。
Latex is a kind of macromolecule compound。
It providesoutstanding（excellent） elasticity、toughness characteristic、waterproof ability、gasproof ability。
Latex is widely used in industrial、agriculture、traffic、national defence ect。
橡胶工业中为了改善生胶的加工性能和硫化胶的使用性能，需要加入硫化剂、促进剂、活性剂、防老剂、补强剂、着色剂等助剂，使橡胶发生物理和化学变化，达到人们预期的要求。
The sulphuration reagent、accelerant、钛白粉是一种很好的着色剂，物理化学性能稳定，颗粒小，不含损害硫化过程的锰、铜、镉、钴等杂质，耐温性能比较好，硫化时不泛黄，由于钛白粉消色力和遮盖力高使用很少量，即能达到很好的着色效果，而对制品的物理机械性能没有影响。
白色及浅色橡胶制品使用的防老剂防护作用较弱，光照下很容易老化，而钛白粉对阳光中破坏力最大的紫外线有较强的吸收能力，加钛白粉的制品抗老化能力加强了；不易龟裂、变色。
因此白色及浅色橡胶制品中一般都加入钛白粉。
钛白粉的概述
一、钛白粉简介1、钛白粉：二氧化钛相对分子质量为79.88。
白色无机颜料，无毒，最佳不透明性，最佳白度和光亮度。
目前世界上性能最好的一种白色颜料，广泛用于涂料、塑料、造纸、印刷油墨、化纤、橡胶、化妆品等行业。
2、钛白粉的主要结晶形态：锐钛（A型）（Anatase），金红石型（R型）（Rutile）。
2、钛白粉用户：①涂料工业。
大部分金红石型钛白粉被涂料工业消耗。
钛白粉制造的颜料：色彩鲜艳，遮盖里高，着色力强，用量省，品种多，能保护介质物理稳定性，增强漆膜机械强度和符着力，防止裂纹、紫外线和水分，延长漆膜寿命。
②塑料工业。
钛白粉可提高塑料制品的耐热、耐光、耐侯性，改善塑料制品化学物理性，增强力学强度，延长寿命。
③造纸工业。
钛白粉为纸张填料，主用于高级纸张和薄型纸，白度好，光泽好，强度高，薄而光滑，印刷时不易穿透，质量轻。
一般用未经表面处理的锐钛型钛白粉，作荧光增白剂增加纸张白度，但层压纸要求用经过表面处理的金红石型钛白粉，耐光，耐热。
④高级油墨。
耐久不变色，表面润湿性好，易分散。
用到的有金红石型，也有锐钛型。
⑤纺织和化纤。
化纤中钛白粉作消光剂，一般用较软的锐钛，一般不需表面处理。
某些特殊品种为降低二氧化钛的光化学作用，避免化纤降解，需表面处理。
⑥橡胶工业。
作为着色剂，补强，防老化，填充。
耐日晒，不开裂，不变色，伸长率大且耐酸碱。
主要用于汽车轮胎及胶鞋、橡胶地板、手套、运动器材等，锐钛为主，但汽车轮胎常加入一定量的金红石，以增强抗臭氧和紫外线能力。
⑦化妆品、食品和医药。
无毒，比铅百优越，香粉只需加5-8%就可以得到永久白色，同时附着力、吸收力和遮盖里提高。
水粉和冷霜中加钛白粉可减弱产品油腻透明的缺陷。
食品和医药主要利用它无毒、高遮盖力的特点。
⑧陶瓷、搪瓷。
加入钛白粉的瓷釉透明度高，质量轻，抗冲击力强，机械性能好，色彩鲜艳，不易污染。
3、钛白粉的生产方法：硫酸法，氯化法。
硫酸法：可生产锐钛型和金红石型。
钛白粉的分类及应用
生产工艺：硫酸法和氯化法
• 硫酸法 • 硫酸法是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。 • 硫酸法既可生产锐钛型产品，又可生产金 红石型产品。
氯化法：
• 氯化法是用含钛的原料，以氯化高钛渣、或人造
金红石、或天然金红石等与氯气反应生成四氯化 钛，经精馏提纯，然后再进行气相氧化；在速冷 后，经过气固分离得到TiO2。该TiO2因吸附一定 量的氯，需进行加热或蒸气处理将其移走。 该连续工艺生产，过程简单，工艺控制点少，产 品质量易于达到最优的控制。再加上没有转窑煅 烧工艺形成的烧结，其TiO2原级粒子易于解聚， 故所所以在表观上人们习惯认为氯化法钛白粉产 品的质量更优异.
钛白粉的应用领域：
• 钛白粉的主要应用领域：涂料、塑
料、油墨、造纸，其中涂料占60%， 塑料占20%、造纸占14%，其它 （含化妆品、化纤、电子、陶瓷等 领域）占6%。
性能特点：
• 具有与钛白粉相同或近似的性能，如：遮
盖力、白度、吸油量等。 • 在涂料体系中使用具有更佳的分散性和适 用性。 • 生产过程对环境无污染，符合国家可持续 发展的产业政策。 • 钛白粉颜料制备技术达到国际先进水平 。
•能最好的一
种白色颜料，广泛应用于涂料、塑料、造 纸、印刷油墨、化纤、橡胶、化妆品等工 业。 • 钛白粉化学性质稳定，在一般情况下与大 部分物质不发生反应。锐钛型和金红石型， 都具有稳定的晶格，是重要的白色颜料和 瓷器釉料，与其他白色颜料比较有优越的 白度、着色力、遮盖力、耐候性、耐热性、 和化学稳定性，特别是没有毒性。
谢谢
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锐钛型钛白粉A-100
本品为未进行表面处理的通用型锐钛型钛白粉,经超细微粉碎,粒
径适中(0.2-0.4μm)，粒度分布窄、纯度高、白度好、光泽好、具有较
强的消色力、遮盖力、研磨分散性等优良的颜料性能。
本品主要推荐用于室内或耐侯性不高的涂料、造纸、色母、塑料、
橡胶、油墨等行业。
产品标准：Q/85MS 01-2013
生产商：河北麦森钛白粉有限公司
产地：河北鹿泉绿岛经济开发区
产品指标
项目 单位 指标
二氧化钛（TiO2） % ≥98.0
消色力 雷诺兹数 ≥1300
白度 % ≥96.0
吸油量 g/100g ≤25
分散性 % ≥80
PH值
6.5-8.5
电阻率 Ω.m ≥2000
筛余物（325目） % ≤0.06
水份 % ≤0.5
水溶性盐 % ≤0.5
包装运输及贮运
1、本产品用内衬聚乙烯兼编织袋包装，每袋净重25Kg，500Kg，
1000Kg;
2、运输装卸时要求轻装轻放，不能用钩装卸，防止包装破裂，
更不宜敞篷运输;
3、本品应贮存在干燥通风处，需枕垫堆放以防潮，不宜露天堆
放。