专利名称：复合阴离子法制备金红石型二氧化钛的制作方法
技术领域：
本发明属于无机金属氧化物-二氧化钛的制备方法文献已报道过的二氧化钛的制备方法有硫酸法([1]，[2])，氯化法[3]，盐酸法(CN 36106205和[4])，配盐法(CN 1034703A)等。
硫酸法工艺繁琐，废副产物多，对环境污染严重;氯化法对设备材质和原料的要求均较严格;盐酸法对设备材质要求较严，而且煅烧温度仍需在900℃左右，采用800℃时金红石型的含量只有10%;配盐法由于在操作过程中多次引入影响产品纯度的介质，需要反复洗涤、过滤、水解，操作手续繁杂。
本发明的目的在于寻求一种既能保留上述方法的优点，如硫酸法的设备简单，氯化法的工艺简捷，盐酸法及配盐法的易形成金红石型二氧化钛、对原料适应性强、三废少、对环境污染少等，又能克服上述各方法的缺点的生产金红石型二氧化钛的方法。
本发明是以硫酸分解钛铁矿，然后经过除铁净化所得的TiOSO4溶液为原料，加入不与钛氧形成沉淀的任何可溶性氯化物，如TiCl4、CaCl2、BaCl2、MgCl2、NaCl等，若采用TiCl4，TiOSO4与TiCl4的投料比折合成TiO2的重量比为(1-2)∶(1-6)，最好采用(1-2)∶1或1∶6的配比。然后加入占TiO2总量的3-6%的金红石型晶种，加热水解得到偏钛酸。将得到的偏钛酸洗涤、烘干后，加入晶型促进剂ZnO和MgO，其用量各为偏钛酸重量的1%(不加晶型促进剂亦可)，在800-900℃下煅烧2-10小时，可制得金红石型含量为98-100%的二氧化钛(见
图1-7的X光衍射图)。
本发明工艺流程简单，对设备材质要求不高，对原料适应性强，煅烧温度在800℃时仍能得到金红石型含量为99.8%的二氧化钛(见实例3)，因而能缩短生产周期、节约能源，有利于工业化。
实例1用硫酸分解钛铁矿，并除去其中铁等杂质，得到较纯净的TiOSO4溶液。取纯净的TiOSO4(浓度为TiO2204 g/l)88.2ml(折合TiO218g);加入TiCl4(比重为1.726)2.76ml(折合TiO22g)，再加入金红石型二氧化钛晶体(占TiO2总量的3%)，加热水解得偏钛酸。将洗清后的上述偏钛酸3g研细后置入马弗炉中升温至900℃煅烧，并保温10小时，制得二氧化钛，金红石型含量为98.3%(见图1)。
实例2取实例1所得的TiOSO4溶液78.4ml(折计含TiO216g)，加入TiCl4溶液(比重1.726)5.5ml(折合TiO24g)，再加入金红石型二氧化钛晶种(占TiO2总量的4%)，加热水解得偏钛酸。将洗净后的上述偏钛酸3g，研细后置入坩埚炉中升温至850℃煅烧，并保温10小时，制得二氧化钛，金红石型含量为100%(见图2)。
实例3取实例1所得之TiOSO4溶液39.2ml(计含TiO28g)，加入TiCl4溶液(比重1.726)16.5ml(折合TiO212g)，再加入金红石型二氧化钛晶种(占TiO2总量的5%)，加热水解得偏钛酸。取洗清后的偏钛酸3g研细后置入坩埚炉中升温至800℃，并保温10小时，制得二氧化钛金红石型含量为99.8%(见图3)。
实例4取按实例1所得之TiOSO4溶液93.1ml(计含TiO219g)，加入TiCl4溶液(比重1.726)2.76ml(计折合TiO22g)，再加入金红石型二氧化钛晶体(占TiO2总量的6%)，加热水解得偏钛酸。取洗净并烘干的偏钛酸3g，加入晶型促进剂ZnO，MgO各1%，混合均匀后置入坩埚电炉中升温至850℃，并保温6小时，制得二氧化钛金红石型含量为100%(见图4)。
实例5取按实例1所得的偏钛酸3g，加入晶型促进剂MgO、ZnO和1%，研细并混匀后置入坩埚炉中升温至900℃，并保温2小时，制得二氧化钛金红石型含量为100%(见图5)。
实例6取实例3所得之偏钛酸3g，加入晶型促进剂MgO、ZnO各1%，研细并混匀后置入坩埚炉中升温至900℃，并保温2小时，制得二氧化钛金红石型含量为100%(见图6)。
实例7取按实例3所得的偏钛酸3g，加入晶型促进剂MgO、ZnO各1%，研细混匀后置入坩埚炉中升温至800℃，并保温10小时，制得二氧化钛金红石型含量为100%(见图7)。
参考文献[1]特开昭54-04899[2]裴润等编，《硫酸法钛白生产》[3]兰州涂料所，钛白的氯化法生产，涂料工业，1974.No1pp18;No2pp22;No3PP66;No4PP52[4]重庆大学钛白科研组，涂料工业1976，No1PP2权利要求
1.一种以钛铁矿为原料制备金红石型二氧化钛的方法，其特征在于，在硫酸水解钛铁矿后得到的TiOSO4的溶液中，加入TiCl4，再加入金红石型晶种，加热水解得偏钛酸，将所得偏钛酸洗涤、烘干后，可加入晶型促进剂ZnO、MgO(不加亦可)，在800°-900℃下煅烧2-10小时，即得到金红石型二氧化钛。
2.按权利要求1所说的制备金红石型二氧化钛的方法，其特征是在硫酸水解钛铁矿后得到的TiSO4溶液中加入TiCl4时，按TiOSO4与TiCl4折合成TiO2的重量比为(1-2)∶1或1∶6。
3.按权利要求1所说的制备金红石型二氧化钛的方法，其特征是加入的金红石型晶种的量为折合TiO2总量的3-6%。
4.按权利要求1所说的制备金红石型二氧化钛的方法，其特征在于晶型促进剂ZnO、MgO的加入量各为偏钛酸的1%。
全文摘要
本发明涉及到制备金红石型二氧化钛的方法——复合阴离子法。本法先用硫酸水解钛铁矿得到TiOSO
文档编号C01G23/047GK1064852SQ9110152
公开日1992年9月30日 申请日期1991年3月12日 优先权日1991年3月12日
发明者张允什, 封显抱, 张大昕, 王达, 刘占泉, 袁华堂, 王连源 申请人:南开大学