[发明专利]一种表面改性钛白粉制备方法及其表面改性设备

说明书

本发明公开了一种表面改性钛白粉的制备方法，其水解过程还包括：将180g/L~210g/L的硫酸氧钛溶液和浓度为10g/L~20g/L的K₃PO₄溶液，分别加热至70℃~80℃，体积比10∶1~15∶1进行中和反应10~15分钟；同时加入SiO₂+MgO晶种；中和后升温至90℃~100℃进行水解。还提供一种钛白粉表面改性设备，主要包括粗品处理装置，混合装置，筛选装置，改性装置，清洗装置，干燥机，粉碎机和收集器，并依次连接。本发明的有益效果：外加晶种的引入，加速TiO₂晶种形核和颗粒分散，得到粒径均匀的结晶中心，从而控制终产品钛白粉的粒径、粒度分布，形成优良的钛白粉。

技术领域

本发明属于化工颜料领域，涉及钛白粉的表面改性，更具体的说是涉及一种表面改性钛白粉的制备方法及设备。

背景技术

钛白粉(又称二氧化钛)是现代化工颜料行业使用最多的白色化工颜料，具有稳定的物理和化学性能，以及优良的光学、电学性质。因此广泛应用于建筑涂料、塑料、橡胶、油墨、纸张、化纤、陶瓷、日化、医药、食品等行业。而涂料行业是钛白粉的最大用户，特别是金红石型钛白粉，大部分被工业涂料所消耗。

目前，钛白粉的生产多采用硫酸法工艺。首先用磨细的钛铁矿和硫酸在不断通入空气并且搅拌的条件下反应，制得可溶性硫酸盐：FeTiO₃+H₂SO₄＝TiOSO₄+FeSO₄+2H₂O。

制取钛白粉时，关键点是如何使钛液有效而快速的水解：TiOSO₄+2H₂O＝TiO₂·H₂O↓+H₂SO₄。一般采用自生晶种水解工艺或外加晶种常压水解工艺来水解钛液。

传统的晶种制备方法是将钛矿用浓硫酸溶解，再加入氢氧化钠溶液水解得到晶种，该方法水解速率慢，控制条件相对复杂，还受钛液的浓度、酸度、温度等较多参数的影响。而得到的晶种中含有原料中的铁、钒等杂质金属元素，造成钛白粉成品杂质过多，且晶种的大小不均一，分散性较低。

发明内容

有鉴于此，为了克服上述技术问题存在的技术缺陷，本发明提供了一种表面改性钛白粉的制备方法，其水解过程还包括如下步骤：

步骤一，将180g/L～210g/L的硫酸氧钛溶液(以TiO₂计算)和浓度为10g/L～20g/L的K₃PO₄溶液，分别加热至70℃～80℃，并按照体积比10∶1～15∶1的比例，将硫酸氧钛溶液缓慢加入到K₃PO₄溶液中进行中和，控制流速以保证反应时间控制在10～15分钟；

步骤二，同时加入SiO₂+MgO等比分的外加晶种；

步骤三，中和反应后，将溶液升温至90℃～100℃；测定晶种稳定性达100～130，快速投入到预热好的水解钛液中进行水解，以制备高品质的钛白粉；由于PO₄^3-离子更利于TiO₂溶胶的分散、均衡，从而得到粒径更均匀的水解TiO₂晶种；同时SiO₂+MgO外加晶种的引入，进一步加速TiO₂晶种形核和颗粒分散。

作为进一步的改进，其特征在于：所述步骤二中，其SiO₂+MgO为纳米颗粒悬浮液，其浓度为0.2g/L～0.3g/L。

水解过程是一个比较缓慢的过程，对于浓度比较小的含钛液，适当加入絮凝剂能适当加快水解结胶的过程，节省生产时间，提高生产效率。