[发明专利]基于副产物为硫酸亚铁的化纤级二氧化钛制备方法及系统

说明书

本发明提供一种基于副产物为硫酸亚铁的化纤级二氧化钛制备方法及系统，在酸解时通过混合气氛的作用使得酸解更加充分，提高了钛铁砂矿中钛的提取率；在浓缩水解时微压高温的环境并控制PH范围，使得熟化效果更好，保证粒子偏细且有着适中的粒径及较为狭窄的粒度分布；在二次水洗盐处理时溶液高磷低钾，保证偏钛酸溶液中不会包含过多了杂质粒子，有利于保证二氧化钛的小粒径；在煅烧时控制水分散性，有利于后续的分散处理；在气流粉碎时添加表面活性剂，防止二氧化钛产生二次凝聚，保证产生的化纤级二氧化钛具有较好的分散性能，从而保证了化纤级二氧化钛的消光性能。解决了如何获得消光性能较好的化纤级二氧化钛的问题。

技术领域

本发明涉及化工技术领域，特别涉及一种基于副产物为硫酸亚铁的化纤级二氧化钛制备方法及系统。

背景技术

二氧化钛，又名钛白，是一种白色固体或粉末状的两性氧化物，具有无毒、不透明性、强粘附力和较好的化学稳定性，广泛应用于涂料、塑料、造纸、印刷油墨、化纤、橡胶、化妆品等工业领域。二氧化钛一般分锐钛矿型(Anatase，简称A型)和金红石型(Rutile，简称R型)。

化纤级二氧化钛，又名化纤级钛白，是一种超细锐钛型二氧化钛。超细锐钛型二氧化钛具有光散射力强、着色力高、遮盖力大、白度好、消光效果好和对聚合及纺丝设备磨耗小的优点，以及密度、硬度均比金红石型二氧化钛低等特点，因此其是化学纤维的优良消光剂。在化纤生产过程中加入少量化纤级二氧化钛，不仅可以取得良好的消光效果，还可以提高化纤的强度和韧度。

随着我国化纤(尤其是聚酯纤维)生产能力的不断快速增加，化纤级二氧化钛的需求量也呈快速上升趋势。然而，长期以来，国内化纤行业使用的钛白粉主要依赖进口，如钛乐赛公司(Tioxide)、萨奇宾公司(Sachtleben)、康诺斯公司(Kronos)、日本富士钛公司(Fuji Titan)和日本钛工业(Titan Kogyo)等，国内只有少数钛白生产企业供应，使得化纤级二氧化钛在国内存在较高的技术壁垒，进而使得化纤的制造成本由于化纤级二氧化钛的进口而高居不下。

为得到化纤级二氧化钛，国内高校和企业做了大量的研究，如专利申请号为200610040290.8名称为“锐钛型化纤专用钛白粉的制备方法”、专利申请号为201710660275.1名称为“化纤专用二氧化钛制备方法”和专利申请号为 202011606100.0名称为“一种腈纶化纤消光用二氧化钛的制备方法”等均提出了化纤级二氧化钛的制造方法。

然而现有技术的这些方法大都是利用普通二氧化钛再进行多步工艺制得，而现有普通二氧化钛的粒径不均匀且粒度分布较广，使得分散性和分散稳定性较差，为改善普通二氧化钛的分散性，使得整个化纤级二氧化钛的工艺成本较高。此外，现有的化纤级二氧化钛即使在一定程度上改善了普通二氧化钛的粒径和粒度分布，但其消光性能依旧较差。

发明内容

本发明的目的在于提供一种基于副产物为硫酸亚铁的化纤级二氧化钛制备方法及系统，以解决如何获得消光性能较好的化纤级二氧化钛的问题。

为解决上述技术问题，本发明提供一种基于副产物为硫酸亚铁的化纤级二氧化钛制备方法，所述化纤级二氧化钛制备方法包括：

粉碎磁选：将钛铁砂矿在200～300℃下干燥粉碎，形成粒径不大于0.5mm 的钛铁砂矿粉末；将所述钛铁砂矿粉末进行磁选，以得到钛精矿粉末；

酸解：将钛精矿粉末加入浓度在60％以上的硫酸中，并在二氧化碳、一氧化碳和二氧化硫的混合气氛下加热至80～130℃，搅拌3～6小时，以得到酸解液；

沉淀：待所述酸解液的温度降至30～45℃后，在所述酸解液中加入絮凝剂，搅拌30～40分钟，静置24小时以上，过滤，以得到废渣和钛液；

真空结晶：将所述钛液在-28～-20℃的真空环境下进行结晶，析出七水硫酸亚铁，分离七水硫酸亚铁以得到纯钛液；