[发明专利]一种采用含钛溶液制备高品质钛白的方法

说明书

技术领域

本发明涉及钛白的生产工艺，特别涉及一种采用含钛溶液制备高品质钛白的方法。

背景技术

目前，高品质原料级钛白的生产方法主要有两种：氯化法和硫酸法。

氯化法钛白生产工艺对原料的要求很高，不能直接采用钛铁矿进行生产。对于钙镁含量较高的钒钛磁铁矿来说，也难以通过冶炼等传统的原料升级方法，将其转化为适合氯化法钛白生产工艺使用的钛原料。同时，氯化法钛白生产工艺对设备的要求极高，其中氯化炉和氧化反应器等关键设备的技术秘密长期由国外数家钛白生产企业掌握。因此，尽管氯化法钛白生产得到的产品质量较高，但目前在国内尚无大规模推广的可能。

硫酸法钛白生产过程中会产生硫酸亚铁晶体和废酸，目前尚无有效的回收利用方式，且处理成本较高，环保问题无法得到彻底解决，产品质量较低，属于国家限制发展的产业。尤其在硫酸法钛白生产工艺中，通过硫酸氧钛溶液的液相水解制备偏钛酸，其操作方式主要为间歇操作，水解过程中影响因素较多，导致产品质量难以控制，不同水解批次得到的偏钛酸质量不稳定。且水解得到的偏钛酸需要用大量水进行洗涤，并产生大量无法有效回收利用的废酸。一方面降低了硫酸法钛白生产的环境友好度，同时还增加了硫酸法的钛白生产成本。

为了克服硫酸法钛白生产过程中存在的上述弊端，同时采用价格较为低廉的普通钛铁矿作为原料进行钛白生产，必须改变目前硫酸法钛白所采用的水解方法，采用一种全新的含钛溶液向偏钛酸的转化方法。

发明内容

本发明的目的在于提供一种采用含钛溶液通过喷雾水解制备高品质钛白的方法，此种方法为连续性操作、易于控制、同时产品质量较高。

本发明采用如下技术方案：一种采用含钛溶液制备高品质钛白的方法，其特征在于包括以下步骤：

向易挥发酸性含钛溶液中加入钾盐、锌盐和铝盐，将易挥发酸性含钛溶液雾化；将雾化后的含钛溶液液滴通入反应器中；向反应器中通入热空气，使含钛溶液在150～350℃水解，生成固相水合二氧化钛；在300～1000℃下进行煅烧水合二氧化钛，煅烧1～5h，即得高品质钛白粉。

根据本发明所述的采用含钛溶液制备高品质钛白的方法，其中，所述钾盐以K₂O计加入量为溶液中TiO₂含量的0.2％～2％，锌盐以ZnO计加入量为溶液中TiO₂含量的0.2％～2％，铝盐以Al₂O₃计加入量为溶液中TiO₂含量的0.2％～2％。

根据本发明所述的采用含钛溶液制备高品质钛白的方法，其中，所述含钛溶液是通过易挥发酸溶解钛铁矿制备的。

根据本发明所述的采用含钛溶液制备高品质钛白的方法，其中，所述含钛溶液是四氯化钛和水反应制得。

根据本发明所述的采用含钛溶液制备高品质钛白的方法，其中，所述易挥发性酸可以为硝酸或盐酸。

根据本发明所述的采用含钛溶液制备高品质钛白的方法，其中，所述含钛溶液中TiO₂含量为10g.L^-1～500g.L^-1。

根据本发明所述的采用含钛溶液制备高品质钛白的方法，其中，所述含钛溶液雾化后的颗粒直径为0.2～50μm。

根据本发明所述的采用含钛溶液制备高品质钛白的方法，其中，所述含钛溶液进料量和热空气量的体积比为1∶1～1∶100。

根据本发明所述的采用含钛溶液制备高品质钛白的方法，其中，所述雾化喷头可为压力式喷头、超声雾化喷头、旋转式雾化喷头、或气流式喷头中的任意一种。

本发明采用含钛溶液通过喷头连续喷雾水解代替传统的间歇式液相水解的方法，使含钛溶液被雾化为粒度均匀的液滴，水解后可以得到粒径分布较窄的偏钛酸，提高了最终产品的质量。本发明反应速率快，产能高，避免了对环境的破坏，降低了钛白生产的成本。

具体实施方式

为达到发明目的，本发明采用以下具体实施方案：

采用含钛溶液制备高品质钛白，所述方法包括如下步骤：