本发明涉及钛黄的制法，尤其是涉及利用合适的纳米级水合二氧化钛制备高着色力颜料级钛黄的生产方法。
背景技术：
目前国内外对环保日趋重视，含有重金属和有毒致癌物的颜料，已在全球限制使用。而有机颜料虽然不含剧毒物质，但价格较贵。传统的颜料，不论是有机颜料还是无机颜料，都不兼有耐热、耐光、耐候、耐酸碱和耐溶剂等性能，不能完全适应功能涂料和塑料的应用要求。而钛黄颜料则有较为全面的应用性能，是目前在用黄黄色颜料的理想升级替代品。
钛黄颜料具有的优异性能：1.由于通过高温反应和煅烧得来，晶型和晶格结构稳定，耐热、耐光、耐候和耐各种化学介质性能非常优良，抗粉化性能超过任何一种黄黄色颜料。2.由于具有很高的硬度和较高的比重，钛黄颜料在能提供高遮盖力情况下又能呈现很高的耐磨性。3.钛黄颜料具有中性的PH值，适用于各种介质体系，不会与介质体系起反应。4.钛黄颜料易分散，具有抗色移性，不发生渗色现象。5.钛黄颜料虽然含有发色元素，但这些元素进入TiO2晶格，一般条件下不被任何介质浸蚀，完全适用于无害化要求的安全体系，如儿童塑料玩具及所有涂料、食品包装材料、医疗用品、化妆品、卫生用具等。
市场上较为成熟的钛黄产品多采用固相法工艺，以钛白粉为主要原料，虽然工艺较为简单，成本较低，但由于钛白粉已经是稳定的晶体结构，需要较高的温度进行固体氧化物混合煅烧，导致产品粒径不易控制，分散不均匀，着色力较差，色泽不够鲜亮，因此钛黄的应用范围受到一定限制。利用纳米级高活性水合二氧化钛为主要原料进行钛黄的生产，物料之间实现分子级别的混合，是一种简便易行且产品质量稳定可控的生产方法。
技术实现要素：
本发明的目的，是为了提供一种钛黄颜料的生产方法，该方法解决的技术问题是利用纳米级水合二氧化钛的高反应活性的特点，通过优选纳米级高活性水合二氧化钛、对水合二氧化钛进行一次水洗、酸处理、二次水洗、加处理剂混合、煅烧、一次粉碎、研磨除盐、干燥、汽流粉碎等主要步骤，以达到产出高品质钛黄的目的。
本发明提供的生产方法包括下述步骤：
a、水合二氧化钛一次水洗：选取硫酸法钛白生产工艺制备的水解产物水合二氧化钛，沉降率指标符合90～130mm/30min，以55～70℃自来水对水合二氧化钛进行水洗，水洗合格的判定指标为一次水洗废水中的铁含量(以Fe计)小于100mg/L；
b、酸处理：将一次水洗所得水合二氧化钛加自来水制成浆料，浓度控制为260～340g/L，温度在55～70℃，加入硫酸(以H2SO4计)为25～50g/L，三价钛(以Ti2O3计)为0.5～1.5g/L，在此条件下处理浆料1～2小时；处理结束后，加入煅烧晶种，煅烧晶种中TiO2的质量以占待处理浆料中所含TiO2质量的0.0～5.0％，搅拌30分钟；
所述煅烧晶种为正钛酸溶胶煅烧晶种，所述正钛酸溶胶煅烧晶种为硫酸法钛白生产工艺制备的金红石型煅烧晶种。
c、水合二氧化钛二次水洗：以55～70℃脱盐水对步骤b酸处理好的水合二氧化钛浆料进行水洗，水洗合格的判定指标为二次水洗废水中的铁含量(以Fe2O3计)控制在小于10mg/L；
d、加处理剂：将二次水洗所得水合二氧化钛加脱盐水调节二氧化钛浓度控制为260～340g/L；用碱调整浆料PH值到2.5～4.0；以占待处理浆料中所含TiO2量的质量分数计，以Sb2O3计，加入的氧化锑的添加比例为10～15％；以NiO计，氧化镍的添加比例为8～15％；以H3PO4计，磷酸的添加比例为0.00～0.25％；以Al2O3计，硫酸铝或氯化铝的添加比例为0.00～0.3％；以ZnO计，氧化锌或硫酸锌或氯化锌的添加比例为0.0～0.5％；以MgO计，氧化镁或硫酸镁或氯化镁添加比例为0.0～0.5％；加完上述试剂后搅拌浆料0.5～1小时，将浆料压干水分备用；
e、煅烧：将压干水分的物料进行煅烧，最高煅烧温度控制在900～1200℃之间，煅烧品中金红石型晶型含量≥98.5％；
f、粉碎：将煅烧品用粉碎机进行粉碎，控制粉碎细度45μm筛余物小于0.05％，即得钛黄初级产品；
g、除盐、砂磨：将钛黄初级产品用脱盐水制成浆料，用砂磨机对浆料进行研磨，选用0.6～0.8μm的硅酸锆珠或钇稳定锆珠，用脱盐水对研磨后的浆料进行水洗，控制水洗废水电导率小于80μm/cm，将浆料压干水份备用；
h、干燥、汽流粉碎：将压干水份的物料烘干去除水份，加入三羟甲基乙烷、三羟甲基丙烷、聚二甲基硅氧烷聚合物其中的一种，添加量为占粉碎物料质量的0.1～0.8％，经汽流粉碎得钛黄产品。
本发明的有益效果：
(1)本发明所得产品为金红石型晶体结构，具有理想的粒径分布，粒径D50介于250～400nm之间，产品具有优异的分散性，较高的着色力。该方法通过优选纳米级高活性水合二氧化钛并经过对其进行除杂后再加入发色元素、助剂，使得钛黄产品的粒径可控成长；通过对钛黄初级产品进行除盐、研磨、并加入不同的表面活性剂，可使得产品具有更广泛的适用性。
(2)本发明工艺简单，操作方便，成本低廉。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明作进一步的说明，但本发明的保护范围并不限于此。
实施例1
取硫酸法钛白生产工艺制备的水解产物水合二氧化钛，沉降率为130mm/30min，以65～70℃自来水对水合二氧化钛进行水洗，一次水洗废水中的铁含量(以Fe计)95mg/L；将一次水洗所得水合二氧化钛加自来水制成浆料，浓度为338g/L，温度在60～65℃，加入硫酸(以H2SO4计)为49g/L，三价钛(以Ti2O3计)为0.8g/L，处理1小时后以占待处理浆料中所含TiO2量的质量分数计，加入正钛酸溶胶煅烧晶种(以TiO2计)，添加比例为5.0％；以55～60℃脱盐水对酸处理好的水合二氧化钛进行水洗，二次水洗废水中的铁含量(以Fe2O3计)为8mg/L；将二次水洗所得水合二氧化钛加脱盐水制成浆料，浓度为335g/L；用氢氧化钾调整浆料PH值到2.5～4.0；以占待处理浆料中所含TiO2量的质量分数计，加入的氧化锑(以Sb2O3计)添加比例为10％；氧化镍(以NiO计)添加比例为8％；磷酸(以H3PO4计)添加比例为0.00％；硫酸铝或氯化铝(以Al2O3计)添加比例为0.1％；加完上述试剂后搅拌0.5～1小时，将浆料压干水份进行煅烧，最高煅烧温度控制在1200℃，煅烧品中金红石型晶型含量为99.5％；将煅烧品用机械粉碎机进行粉碎，粉碎细度0.02％，即得钛黄初级产品；将钛黄初级产品用脱盐水制成浆料，用砂磨机对浆料进行研磨，选用0.6～0.8μm的硅酸锆珠，用脱盐水对研磨后的浆料进行水洗，水洗废水电导率80μm/cm，将浆料压干水分；将压干水分的物料烘干去除水分，加入三羟甲基乙烷，添加量为占粉碎物料质量的0.1％，经汽流粉碎得钛黄产品。
实施例2
取硫酸法钛白生产工艺制备的水解产物水合二氧化钛，沉降率为92mm/30min，以55～60℃自来水对水合二氧化钛进行水洗，一次水洗废水中的铁含量(以Fe计)85mg/L；将一次水洗所得水合二氧化钛加自来水制成浆料，浓度为260g/L，温度在55～60℃，加入硫酸(以H2SO4计)为26g/L，三价钛(以Ti2O3计)为1.5g/L，处理2小时后以占待处理浆料中所含TiO2量的质量分数计，加入正钛酸溶胶煅烧晶种(以TiO2计)，添加比例为0.0％；以60～65℃脱盐水对酸处理好的水合二氧化钛进行水洗，二次水洗废水中的铁含量(以Fe2O3计)为10mg/L；将二次水洗所得水合二氧化钛加脱盐水制成浆料，浓度为265g/L；用碳酸钾调整浆料PH值到2.5～4.0；以占待处理浆料中所含TiO2量的质量分数计，加入的氧化锑(以Sb2O3计)添加比例为15％；氧化镍(以NiO计)添加比例为15％；磷酸(以H3PO4计)添加比例为0.25％；氧化锌或硫酸锌或氯化锌(以ZnO计)添加比例为0.5％；加完上述试剂后搅拌0.5～1小时，将浆料压干水份进行煅烧，最高煅烧温度控制在900℃，煅烧品中金红石型晶型含量为98.5％；将煅烧品用机械粉碎机进行粉碎，粉碎细度0.01％，即得钛黄初级产品；将钛黄初级产品用脱盐水制成浆料，用砂磨机对浆料进行研磨，选用0.6～0.8μm的钇稳定锆珠，用脱盐水对研磨后的浆料进行水洗，水洗废水电导率75μm/cm，将浆料压干水分；将压干水份的物料烘干去除水分，加入三羟甲基丙烷，添加量为占粉碎物料质量的0.3％，经汽流粉碎得钛黄产品。
实施例3
取硫酸法钛白生产工艺制备的水解产物水合二氧化钛，沉降率为115mm/30min，以60～65℃自来水对水合二氧化钛进行水洗，一次水洗废水中的铁含量(以Fe计)85mg/L；将一次水洗所得水合二氧化钛加自来水制成浆料，浓度为300g/L，温度在65～70℃，加入硫酸(以H2SO4计)为38g/L，三价钛(以Ti2O3计)为1.1g/L，处理1.5小时后以占待处理浆料中所含TiO2量的质量分数计，加入正钛酸溶胶煅烧晶种(以TiO2计)，添加比例为1.0％；以60～65℃脱盐水对酸处理好的水合二氧化钛进行水洗，二次水洗废水中的铁含量(以Fe2O3计)为9mg/L；将二次水洗所得水合二氧化钛加脱盐水制成浆料，浓度控制为285g/L；用氢氧化钠调整浆料PH值到2.5～4.0；以占待处理浆料中所含TiO2量的质量分数计，加入的氧化锑(以Sb2O3计)添加比例为12％；氧化镍(以NiO计)添加比例为12％；磷酸(以H3PO4计)添加比例为0.05％；硫酸铝或氯化铝(以Al2O3计)添加比例为0.2％；氧化锌或硫酸锌或氯化锌(以ZnO计)添加比例为0.2％；氧化镁或硫酸镁或氯化镁添加比例为0.5％；加完上述试剂后搅拌0.5～1小时，将浆料压干水份进行煅烧，最高煅烧温度控制在1000℃，煅烧品中金红石型晶型含量≥99.0％；将煅烧品用机械粉碎机进行粉碎，粉碎细度0.03％，即得钛铬黄初级产品；将钛黄初级产品用脱盐水制成浆料，用砂磨机对浆料进行研磨，选用0.6～0.8μm的硅酸锆珠，用脱盐水对研磨后的浆料进行水洗，水洗废水电导率80μm/cm，将浆料压干水分；将压干水分的物料烘干去除水分，加入聚二甲基硅氧烷聚合物，添加量为占粉碎物料质量的0.8％，经汽流粉碎得钛黄产品。
对实施例的钛黄产品进行检测，其中的R％为XRD检测结果，粒径为激光粒度仪检测结果，着色力的检测标准为GB/T13451.2-92《着色颜料相对着色力和白色颜料相对散射力的测定光度计法》，所得检测数据在后文表1中列示：
表1：实施例产品检测数据