[发明专利]金红石型钛白粉的制备方法及其应用

说明书

本申请涉及一种金红石型钛白粉的制备方法及其应用，属于钛白粉制备技术领域。一种金红石型钛白粉的制备方法，包括将二氯氧钛与混合底液在预设温度下混合进行水解，将水解产物分离得金红石型水合二氧化钛，再进行煅烧。混合底液包括盐酸、表面活性剂和水。本申请采用二氯氧钛自生晶种常压水解，通过控制混合底液中的氢离子浓度，直接生成金红石相的水合二氧化钛，通过低温煅烧脱水即可获得纯金红石型钛白粉，工艺流程简单，反应时间短。

技术领域

本申请涉及钛白粉制备技术领域，且特别涉及一种金红石型钛白粉的制备方法及其应用。

背景技术

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。钛白粉的工业化生产方法常见的有硫酸法和氯化法。氯化法对原材料要求高，对设备耐腐蚀性也高，技术难度大。硫酸法晶种制备复杂，能耗大。

发明内容

针对现有技术的不足，本申请实施例的目的包括提供一种金红石型钛白粉的制备方法及其应用，工艺流程简单。

第一方面，本申请实施例提出了一种金红石型钛白粉的制备方法，包括：将二氯氧钛与混合底液在预设温度下混合进行水解，将水解产物分离得金红石型水合二氧化钛，再进行煅烧。混合底液包括盐酸、表面活性剂和水。

本申请采用二氯氧钛自生晶种常压水解，通过控制混合底液中的氢离子浓度，直接生成金红石相的水合二氧化钛，通过低温煅烧脱水即可获得纯金红石型钛白粉，工艺流程简单，反应时间短。该方法生产过程中无需加入碱液制备晶种，还能回收大量盐酸，实现了资源的综合利用，减少了对环境的污染。

在本申请的部分实施例中，二氯氧钛与混合底液的体积比为3-5:1。

该配比使得二氯氧钛在混合底液中可以充分水解生成晶种，避免反应比例不当影响晶种的生成质量。

在本申请的部分实施例中，二氯氧钛与混合底液在80-110℃的条件下水解2-3小时。

通过控制混合底液中H⁺的浓度，二氯氧钛水解过程相对缓慢，水解生成的络离子单元在缩聚过程中发生晶化，并形成多维羟基桥，直接生成金红石相的水合二氧化钛。在水解的过程中，因体系中不含硫酸根，不会形成负离子配位多面体，从而抑制了锐钛型TiO₂的氧桥合形成。

在本申请的部分实施例中，二氯氧钛与混合底液在混合前分别预热至80-98℃。

将二氯氧钛与混合底液分别预热至80-98℃是为了使二氯氧钛与混合底液混合的瞬间水解产生晶种，从而避免二氯氧钛在无晶种条件下自水解出不规则晶种，影响产品质量。

在本申请的部分实施例中，预热的二氯氧钛与混合底液的混合时间为15-20min。

以该速度混合可以使得二氯氧钛与混合底液的充分反应，保证水解过程中晶种的生成，加入速度过慢，产生的晶种少，粒径大；速度过快则可能产生不规则晶种。

在本申请的部分实施例中，二氯氧钛浓度以二氧化钛计，二氧化钛的浓度为200-300g/L。

该浓度的二氯氧钛与上述混合底液混合后，可以充分水解发生晶化。

在本申请的部分实施例中，金红石型水合二氧化钛在400-600℃的条件下煅烧20-40min。

煅烧是为了脱除金红石相的水合二氧化钛中的水分，进而得到纯的金红石型钛白粉。

在本申请的部分实施例中，混合底液中的盐酸的浓度为0.1-1mol/L。

盐酸用于调节混合底液的pH值，控制混合底液中H⁺的浓度，进而控制金红石相的水合二氧化钛的形成。