[发明专利]湿法磷酸用于硫酸法钛白粉盐处理的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种钛白粉的生产工艺，尤其是一种硫酸法钛白粉的生产工艺。

背景技术

自1791年发现钛元素到1918年采用硫酸法商业生产钛白粉以来，至今已有80多年的生产和商业使用历史，钛白粉生产工艺主要有硫酸法和氯化法。国内主要工艺为硫酸法，其典型生产工艺流程可概括如下：

(1)用钛精矿或酸溶性钛渣与硫酸进行酸解反应，得到硫酸氧钛溶液；

(2)水解硫酸氧钛溶液得到粗偏钛酸浆料；

(3)对粗偏钛酸浆料进行水洗、盐处理，得预处理偏钛酸；

(4)预处理偏钛酸送入转窑煅烧产出TiO₂产品。

其中，对粗偏钛酸浆料进行水洗和盐处理的工艺具体为：

(1)一次水洗：对粗偏钛酸浆料进行固液分离，得到一次滤饼；对一次滤饼进行水洗以去除其中铁离子，得到一洗偏钛酸饼；一洗偏钛酸饼加水打浆，得到一洗偏钛酸浆料；

(2)漂白：往一洗偏钛酸浆料中加入漂白剂进行漂白，并加入煅烧晶种，得到漂白浆料；

(3)二次水洗：对漂白浆料进行固液分离，得到二次滤饼；对二次滤饼进行水洗以进一步去除其中铁离子，得到二洗偏钛酸饼；二洗偏钛酸饼加水打浆，得到二洗偏钛酸浆料；

(4)盐处理：往二洗偏钛酸浆料中加入盐处理剂进行盐处理得到预处理偏钛酸。

偏钛酸在锻烧前加人少量化学添加剂进行改性处理的过程，称为盐处理，所加入的添加剂称为盐处理剂。偏钛酸如不进行盐处理而直接锻烧，得到的产品颗粒往往很硬，色相及其他颜料性能很差，漆用性能低劣。因此，生产颜料钛白粉时，都要根据不同品级的需要，在偏钛酸中加人少量化学品进行改性，然后再在适当的温度下锻烧，使产品具有良好的色相、光泽，较高的消色力、遮盖力，较低的吸油量和合适的晶粒大小、形状以及在漆料介质中的易分散性。常使用的盐处理剂有钾、磷、铝、镁、锌等。为了增强钛白粉的颜料性能，盐处理剂往往使用高纯化学物质，避免引入新的杂质，但是因此带来成本较高，产品竞争力不强，如何安全，低成本进行盐处理显得具有积极意义。

目前，大多钛白粉厂家使用热法磷酸(以黄磷为原料，经氧化，水化等反应而制取的磷酸)作为磷源盐处理剂，其主要特点是纯净，无色，几乎不含杂质，磷酸浓度通常在85％左右，价格约4000元/吨，折计P₂O₅价格约6000元/吨。生产每吨金红石颜料的盐处理磷酸(折计五氧化二磷)消耗约2kg，即吨产品的磷酸消耗费用12元，成本较高。

用硫酸、硝酸或盐酸分解磷矿制得的磷酸统称为湿法磷酸，而用硫酸分解磷矿制得的磷酸的方法是湿法磷酸生产中最基本的方法。湿法磷酸产品吨P₂O₅的价格约1500元/吨，具有其他工艺方法无可比拟的优越性。但湿法磷酸品质较低，往往含有铁，铝，镁，钙，硫酸根等杂质，典型的湿法磷酸成分为：P₂O₅＝246g/l；Al₂O₃＝；MgO＝13.36g/l；CaO＝3.22g/l；Fe＝6.39g/l；SO₄^2-＝60g/l，由于湿法磷酸中杂质含量极高无法直接用于现行硫酸法钛白粉的盐处理工序(直接往二洗偏钛酸浆料中加入湿法磷酸作为磷源盐处理剂会导致产品含大量杂质，无法生产出合格的钛白粉)。如何将低成本的湿法磷酸巧妙的用于硫酸法钛白粉生产中的盐处理工序对于降低钛白粉生产成本，拓宽湿法磷酸利用空间具有重要意义。

发明内容

为将湿法磷酸用于硫酸法钛白粉的盐处理，降低钛白粉生产成本，并拓宽湿法磷酸的用途，本发明提供了一种湿法磷酸用于硫酸法钛白粉盐处理的方法。

本发明所采用的技术方案是：湿法磷酸用于硫酸法钛白粉盐处理的方法，包括以下步骤：

A、往粗偏钛酸浆料中加入计量的湿法磷酸，充分混合，得到混合浆料；

B、一次水洗，得一洗偏钛酸浆料；

C、漂白，得漂白浆料；

D、二次水洗，得二洗偏钛酸浆料；

E、盐处理：往二洗偏钛酸浆料中加入盐处理剂进行盐处理得到预处理偏钛酸。

发明人认为，将湿法磷酸用于盐处理的最大难题在于直接往二洗偏钛酸浆料中加入湿法磷酸作为磷源盐处理剂会导致产品含大量杂质。