一种硫酸法钛白粉生产中的漂白方法
【专利摘要】本发明属于钛白粉生产领域，具体涉及一种硫酸法钛白粉生产中的漂白方法。本发明所要解决的技术问题是提供一种硫酸法钛白粉生产中的漂白方法，包括以下步骤：a、在第一次洗涤后的偏钛酸浆料中加入酸，控制pH≤1.5；b、加热步骤a加酸后的偏钛酸浆料至40～60℃，再加入还原溶液后于40～60℃反应30～120min即可；所述还原溶液为还原剂的水溶液；所述还原剂为保险粉或攀枝花创新佳科技有限责任公司生产的还原剂CXA中的任意一种。该方法操作简单，可以有效地除去钛白粉生产中的铁离子，从而为钛白粉的生产质量提供了很好的保证。
【专利说明】一种硫酸法钛白粉生产中的漂白方法
【技术领域】
[0001] 本发明属于钛白粉生产领域，具体涉及一种硫酸法钛白粉生产中的漂白方法。
【背景技术】
[0002] 二氧化钛是一种重要的无机化工原料，无毒、对健康无害并具有优异的不透明度、 消色力、白度、亮度、耐温耐候难热性能，是最重要的白色颜料，占全部白色颜填料使用量的 80%以上，通常人们把它多用在涂料、油墨、塑料、橡胶、造纸、化纤、美术颜料盒日用化妆品 等行业中。钛白粉的工业生产方法有硫酸法和氯化法两种，国内生产中硫酸法工艺仍是主 流，只有部分氯化法项目在陆续筹建；但硫酸法钛白粉生产工艺流程长，能耗高三废多，为 此硫酸法的工艺优化和节能减排一直是钛白粉生产过程努力的方向。
[0003] 在目前国内的硫酸法钛白粉生产工艺中，一次洗涤后偏钛酸中痕量铁杂质是以固 体氢氧化高铁的形式存在的，铁杂质的含量（以Fe 2O3计算，下同）在0.009%以上；氢氧化 高铁在高温煅烧后会生产红色的Fe2O 3，当铁杂质含量在0. 003%左右时，金红石钛白粉就 会显黄色，另外Fe2O3具有同金红石型钛白粉相同的晶型结构，往往以同晶混合物的形式混 入在金红石晶格，造成晶格缺陷，形成发色活化点，提高二氧化钛的光吸收能，导致白度和 消色力下降，影响到钛白粉的光学性质，从而影响到钛白粉的遮盖力和耐候性等，为此，硫 酸法钛白粉生产的传统工艺中在一次洗涤后要进行漂白处理，把Fe 3+还原成Fe 2+，然后经水 洗被除去。
[0004] 硫酸法钛白工艺上为了除去偏钛酸中的杂质，要经过一次洗涤、漂白、二次洗涤的 过程。目前工业应用广泛的漂白的方法主要为：铝粉漂白和三价钛漂白，曾瑞一文介绍，铝 粉漂白过程为液固反应，反应时间较长，而且铝粉过量易造成残留，使成品中混入氧化铝， 对产品质量有一定影响；三价钛漂白工艺，往往需要增加设备或增加制备操作，且制备时能 耗酸耗大，成本高。为此，漂白除铁工艺需要进一步优化。
【发明内容】
[0005] 本发明所要解决的技术问题是提供一种硫酸法钛白粉生产中的漂白方法。该方法 包括以下步骤：
[0006] a、在第一次洗涤后的偏钛酸浆料中加入酸，控制pH < 1. 5 ;
[0007] b、加热步骤a加酸后的偏钛酸浆料至40?60°C，再加入还原溶液后于40?60°C 反应30?120min即可；所述还原溶液为还原剂的水溶液；所述还原剂为保险粉或攀枝花 创新佳科技有限责任公司生产的还原剂CXA中的任意一种。
[0008] 优选的，上述方法步骤a中，所述的第一次洗涤后的偏钛酸浆料的浓度按1102计 为 280 ?380g/L。
[0009] 具体的，上述方法步骤a中，所述的酸为硫酸或磷酸中的任意一种。
[0010] 具体的，上述方法步骤b中，所述还原剂的添加量为第一次洗涤后的偏钛酸浆料 中 1102的 0· 1 ?0· 5wt%。
[0011] 优选的，上述方法步骤b中，所述还原溶液的质量分数为0. 1?2. 5%。
[0012] 本发明方法操作简单，不需要多次加料，减少了酸耗水耗，同时降低了漂白温度、 节约了蒸汽耗量，降低了生产成本；同时，本方法所采用的还原剂不会引人新的金属杂质， 从而使制备的钛白粉产品质量良好。
【具体实施方式】
[0013] 一种硫酸法钛白粉生产中的漂白方法，包括以下步骤：
[0014] a、在第一次洗涤后的偏钛酸浆料中加入酸，控制pH < 1. 5 ;
[0015] b、加热步骤a加酸后的偏钛酸浆料至40?60°C，再加入还原溶液后于40?60°C 反应30?120min即可；所述还原溶液为还原剂的水溶液；所述还原剂为保险粉或攀枝花 创新佳科技有限责任公司生产的还原剂CXA中的任意一种。
[0016] 优选的，上述方法步骤a中，所述的第一次洗涤后的偏钛酸浆料的浓度按1102计 为 280 ?380g/L。
[0017] 具体的，上述方法步骤a中，所述的酸为硫酸或磷酸中的任意一种。
[0018] 具体的，上述方法步骤b中，所述还原剂的添加量为第一次洗涤后的偏钛酸浆料 中 1102的 0· 1 ?0· 5wt%。
[0019] 优选的，上述方法步骤b中，所述还原溶液的质量分数为0. 1?2. 5%。
[0020] 经过发明人的研宄发现，本发明的还原剂还原能力适中，能将杂质Fe3+还原成 Fe2+，并且不会将Ti4+还原成Ti 3+，同时本发明还原剂不会引入新的金属杂质，不会影响产品 质量，同时对环境友好，从而能够很好地应用到本发明的漂白方法中。
[0021] 本发明方法中，还原反应结束即为该漂白工艺结束。漂白结束后，用45?65°C的 水对浆料进行二次洗涤，二次洗涤水的加量为浆料中110 2的10?15倍。
[0022] 实施例1
[0023] 1、在第一次洗涤后的偏钛酸浆料IOOOmL (按TiO2干基计，浓度为300g/L)，加入浓 度为98 %浓硫酸，控制pH为1. 4,搅拌均匀备用；
[0024] 2、放入水浴锅中加热至60°C，再加入质量分数为0. 2%的CXA溶液（CXA干重为 〇. 45g)，拌匀反应90min，漂白结束。
[0025] 漂白结束后，添加适量晶种，取出300mL浆料，用抽滤瓶在>0. 07Mpa的压强下，15 倍水洗（干基计）抽滤洗涤，每组抽2个作为平行试验；将洗干净的滤饼添加入锌盐、磷酸 盐等盐处理剂，混合均匀后，煅烧脱水脱硫晶型转化后，研磨测定其Fe 2O3含量和L*a*b值； 数据见表1。
[0026] 实施例2
[0027] 1、在第一次洗涤后的偏钛酸浆料IOOOmL (按TiO2干基计，浓度为280g/L)，加入浓 度为98 %浓硫酸，控制pH为1. 45,搅拌均匀备用；
[0028] 2、放入水浴锅中加热至40 °C，再加入质量分数为0. 1%的CXA溶液（CXA干重为 〇. 56g)，拌匀反应120min，漂白结束。
[0029] 漂白结束后，添加适量晶种，取出300mL浆料，用抽滤瓶在>0. 07Mpa的压强下，15 倍水洗（干基计）抽滤洗涤，每组抽2个作为平行试验；将洗干净的滤饼添加入锌盐、磷酸 盐等盐处理剂，混合均匀后，煅烧脱水脱硫晶型转化后，研磨测定其Fe 2O3含量和L*a*b值； 数据见表1。
[0030] 实施例3
[0031] 1、在第一次洗涤后的偏钛酸浆料IOOOmL (按TiO2干基计，浓度为350g/L)，加入浓 度为98%浓硫酸，控制pH为1. 10,搅拌均匀备用；
[0032] 2、放入水浴锅中加热至60 °C，再加入质量分数为0. 25 %的CXA溶液（CXA干重为 〇. 88g)，拌匀反应90min，漂白结束。
[0033] 漂白结束后，添加适量晶种，取出300mL浆料，用抽滤瓶在>0. 07Mpa的压强下，15 倍水洗（干基计）抽滤洗涤，每组抽2个作为平行试验；将洗干净的滤饼添加入锌盐、磷酸 盐等盐处理剂，混合均匀后，煅烧脱水脱硫晶型转化后，研磨测定其Fe 2O3含量和L*a*b值； 数据见表1。
[0034] 实施例4
[0035] 1、在第一次洗涤后的偏钛酸浆料IOOOmL (按TiO2干基计，浓度为380g/L)，加入浓 度为20 %稀硫酸，控制pH为1. 35,搅拌均匀备用；
[0036] 2、放入水浴锅中加热至60°C，再加入质量分数为0. 2%的CXA溶液（CXA干重为 〇. 38g)，拌匀反应120min，漂白结束。
[0037] 漂白结束后，添加适量晶种，取出300mL浆料，用抽滤瓶在>0. 07Mpa的压强下，15 倍水洗（干基计）抽滤洗涤，每组抽2个作为平行试验；将洗干净的滤饼添加入锌盐、磷酸 盐等盐处理剂，混合均匀后，煅烧脱水脱硫晶型转化后，研磨测定其Fe 2O3含量和L*a*b值； 数据见表1。
[0038] 实施例5
[0039] 1、在第一次洗涤后的偏钛酸浆料IOOOmL (按TiO2干基计，浓度为300g/L)，加入浓 度为15%磷酸，控制pH为1. 40,搅拌均匀备用；
[0040] 2、放入水浴锅中加热至40 °C，再加入质量分数为0. 1%的CXA溶液（CXA干重为 〇. 45g)，拌匀反应60min，漂白结束。
[0041] 漂白结束后，添加适量晶种，取出300mL浆料，用抽滤瓶在>0. 07Mpa的压强下，15 倍水洗（干基计）抽滤洗涤，每组抽2个作为平行试验；将洗干净的滤饼添加入锌盐、磷酸 盐等盐处理剂，混合均匀后，煅烧脱水脱硫晶型转化后，研磨测定其Fe 2O3含量和L*a*b值； 数据见表1。
[0042] 实施例6
[0043] 1、在第一次洗涤后的偏钛酸浆料IOOOmL (按TiO2干基计，浓度为300g/L)，加入浓 度为20 %硫酸，控制pH为1. 25,搅拌均匀备用；
[0044] 2、放入水浴锅中加热至40°C，再加入质量分数为0. 4%的保险粉溶液（保险粉干 重为1.2g)，拌匀反应30min，漂白结束。
[0045] 漂白结束后，添加适量晶种，取出300mL浆料，用抽滤瓶在>0. 07Mpa的压强下，15 倍水洗（干基计）抽滤洗涤，每组抽2个作为平行试验；将洗干净的滤饼添加入锌盐、磷酸 盐等盐处理剂，混合均匀后，煅烧脱水脱硫晶型转化后，研磨测定其Fe 2O3含量和L*a*b值； 数据见表1。
[0046] 对照例1铝粉漂白工艺
[0047] 1、加入第一次洗涤的偏钛酸浆料50mL (按TiO2干基计，浓度为300g/L)，加入浓硫 酸60mL，反应20min后，形成Ti4+，再次加入150mL第一次洗涤的偏钛酸浆料后，加入0. 28g 铝粉，搅拌20min后，第三次加入1200mL第一次洗涤的偏钛酸浆料，升温至65°C，保温，反应 120min，漂白结束；
[0048] 2、漂白完成后，添加适量晶种，取出300mL浆料，用抽滤瓶在>0. 07Mpa的压强下， 15倍水洗（干基计）抽滤洗涤，每组抽2个作为平行试验；将洗干净的滤饼添加入锌盐、磷 酸盐等盐处理剂，混合均匀后，煅烧，测定其Fe 2O3含量和L*a*b值；数据见表1。
[0049] Fe2O3含量测定方法：取样品20g左右，放置于石英坩埚中，在850°C的马沸炉内烧 30min左右，取出后冷却至室温，用X-荧光光谱仪测定其中的Fe含量。
[0050] L、a、b值测定：取样品3g与Ig纤维素，研磨压片后，用CM-5分光测色计检测；L 表示亮度，L的值域由0到100，L值越大亮度越好；a表示从红色至绿色的范围，b表示从黄 色至蓝色的范围，a和b的值域都是由+127至-128, a从正值到负值时颜色从红色渐变为 绿色；b从正值到负值时颜色从黄色逐渐变为蓝色。
[0051] 表1对照例和实施例检测数据对比表
[0052]
【权利要求】
1. 一种硫酸法钛白粉生产中的漂白方法，其特征在于：包括以下步骤： a、 在第一次洗涤后的偏钛酸浆料中加入酸，控制pH < 1. 5 ; b、 加热步骤a加酸后的偏钛酸浆料至40?60°C，再加入还原溶液后于40?60°C反应 30?120min即可；所述还原溶液为还原剂的水溶液；所述还原剂为保险粉或攀枝花创新佳 科技有限责任公司生产的还原剂CXA中的任意一种。
2. 根据权利要求1所述的漂白方法，其特征在于：步骤a中，所述的第一次洗涤后的偏 钛酸浆料的浓度按Ti02计为280?380g/L。
3. 根据权利要求1所述的漂白方法，其特征在于：步骤a中，所述的酸为硫酸或磷酸中 的任意一种。
4. 根据权利要求1所述的漂白方法，其特征在于：步骤b中，所述还原剂的添加量为第 一次洗涤后的偏钛酸浆料中1102的0. 1?0. 5wt%。
5. 根据权利要求1所述的漂白方法，其特征在于：步骤b中，所述还原溶液的质量分数 为 0? 1 ?2. 5%〇
【文档编号】C01G23/053GK104477985SQ201410735152
【公开日】2015年4月1日 申请日期:2014年12月4日 优先权日:2014年12月4日
【发明者】景建林, 朱玉杰, 袁立军, 刘佳, 肖勇丽, 罗静, 廖荣华 申请人:攀钢集团钛业有限责任公司