[发明专利]一种硫酸法钛白粉工艺中低浓度水解方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种硫酸法钛白粉生产过程中自生晶种水解方法，属于钛白粉生产领域。

背景技术

钛白粉以其无毒、最佳的不透明性、最佳白度和光亮度，以及良好的遮盖力、着色力广泛应用于许多领域，如涂料、油墨、塑料、橡胶、纸张、陶瓷和合成纤维等行业。目前，我国的钛白粉主要采用硫酸法生产工艺。水解工序是硫酸法钛白粉的核心工序之一，水解过程即硫酸氧钛溶液水解生产水合二氧化钛的过程。水解作用的优劣不仅影响工业生产的经济性，而且对最终产品的质量也有极大关系。有关钛液水解的专利和报道很多，但目前广泛应用的主要是两种：外加晶种水解法和自生晶种水解法。

一般自身晶种稀释水解法，因为底水量大，一般在1:(3.5～4)，要求很高的钛液浓度，很多专利中都要求在220g/L以上(甚至250-260g/L)，这样对整个钛白生产过程中，浓缩岗位成了生产瓶颈之一，特别是温度低的冬天，浓缩速度慢，蒸汽耗量高，钛液的产量受限，最后影响整个产能。

与外加晶种水解法相比，自生晶种水解法具有晶种效率高的特点，生产出的钛白粉颗粒形状和粒径分布好，且性能优良，是生产优质钛白粉最重要的方法之一。但自生晶种水解法要求的钛液浓度较高，还要求有较多的底水，这给前一工序硫酸氧钛溶液的浓缩工序提出了较高的要求，因此，与外加晶种水解法相比，自生晶种水解法增加了浓缩工序的难度和能耗。

申请号为201110229322.X的中国专利“低浓度钛液制备高亮度金红石钛白粉的水解方法”是按照体积比1：(4.5-6)将底水与190-215g/L的钛液预热后进行钛液水解，经过后续工序制得金红石钛白粉。该方法最低也只能将钛液浓度降至190g/L。

申请号为201310067153.3的中国专利“硫酸法钛白粉工艺中低浓度自生晶种水解方法”是将硫酸氧钛体积4-7.7％的热碱溶液(浓度3-7％，沸点)作为底水，与TiO₂浓度190-210g/L的硫酸氧钛浓度预热后进行水解，经过后续操作得到钛白粉。该方法最低也只能降钛液浓度将至190g/L。

发明内容

本发明的目的在于克服上述缺陷，提供一种硫酸法钛白粉工艺中低浓度水解方法，在现有的自生晶种水解工艺技术基础上，降低钛液浓度，减少底水量的一种新的水解方法，可以节约浓缩蒸汽，降低生产成本，同时提高产品质量。

一种硫酸法钛白粉工艺中低浓度水解方法，包括以下步骤：

(1)将水预热后加入到水解锅中作为底水；

(2)将200-240g/L高浓度钛液A与160-199g/L低浓度钛液B先后在15-25分钟内连续加入到水解锅中，高浓度钛液A与低浓度钛液B的体积比为1:9～20:1，混合后钛液浓度在160-180g/L范围内；

(3)后面按照常规水解方法进行操作。

其中，步骤(1)中加入水的量按照步骤(2)中水解锅中钛液浓度为160-180g/L计算。

水解方程式：Ti(SO₄)₂+H₂O→TiOSO₄+H₂SO₄；

Ti(SO₄)₂+H₂O→TiOSO₄+H₂SO₄；

TiOSO₄+2H₂O→H₂TiO₃↓+H₂SO₄。

本工艺中，步骤(1)和步骤(2)中底水及钛液均各自预热到90～98℃，步骤(2)所述钛液可以是采用钛精矿酸解、沉降结晶的钛液，也可以是采用高钛渣酸解、沉降过滤的钛液，钛液中Fe/TiO₂的质量比控制在0.25～0.35，其预热一般采用蒸汽加热的方式；预热钛液在15～25min内全部加入底水中。