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颜料钛白粉除杂质基本流程

来源:www.glhongcheng.com  作者:桂林鸿程 时间2015-10-27 18:03

  对于颜料钛白粉,除了生产上采取一些措施来提高白度以外,关键还在于杂质的去除,杂质对白度的不良影响是很大的,杂质去除得越彻底,产品白度就越高,这对用在涂料中的意义就更大。
  在钛白粉生产过程中,如果杂质去除不彻底,当用高温煅烧时,很多杂质元素如铁、锰、钒、铅、铬、钴、铈铜、镉、镍、钼等以氧化物状态存在,这些带色的氧化物就表现出各种色相,使整个钛白粉的色相受到影响而不纯白,以致大大影响了产品的质量。因此,必须采用多种方法除去杂质。
  1除不溶性杂质
  硫酸法生产钛白粉,由酸解浸取得到的是浑浊不清的钛液,其不溶性杂质主要是颗粒较大的机械杂质和颗粒较小的胶体杂质。机械杂质是未起反应的钛铁矿物,属于粗分散状态,很容易沉析下来;胶体杂质主要是硅酸铝酸盐等,由于颗粒小,吸附H而带有相同的正电荷,由于同种电荷相斥,胶粒很难接近成比较大的颗粒而沉淀下来,因而具有较高的稳定性。解决的办法是用带负电荷的改性的聚丙烯酰胺胶体进行电性中和,使胶体粒子凝聚沉降而除去。但是由于胶体沉降不完全,经过硫酸亚铁的过滤后,仍有一些穿滤而存在于钛液中,必须用带有木炭粉为助滤层的板框压滤机进行压滤,直到检测滤液的澄清度合格为止.
  2选矿除杂质
  要除去杂质,首先就要选矿。因为任何钛铁矿一般都混杂有不少脉石和共生、伴生、复合的其它矿物。选矿就是利用矿物不同的物理化学性质,采用各种有效方法,将钛铁矿与它们分离。例如摇床的重力选矿,可以除去铸铁矿中的大部分脉石,再用磁选机进行磁选,让矿物通过磁场,由于钛铁矿是导磁率高、能被磁铁吸引而本身不能吸铁、可磁化又可去磁的顺磁性矿物,而能磁盘吸引,其它导磁率低的非钛铁矿,不能被磁盘吸引而得到分离。
  3除微量重金属杂质
  钛铁矿中还含有许多微量有害元素,在与硫酸作用时,可不同程度地被酸解而变成可溶性的硫酸盐一起进入溶液。通过沉降、压滤,未分解的钛铁矿残渣和硅酸铝酸盐胶体悬浮物,借助于重力作用,基本上被除去。但可溶性的非铁杂质元素仍存在于钛液中,其在水解水洗中发生以下变化:①一些杂质元素不发生水解反应,没有生成沉淀物,可以通过偏钛酸的水洗而被除去;②锑等一些元素(含某些重金属元素),可以发生水解反应,生成白色沉淀物,此对产品白度影响不大;③一些带色的重金属杂质元素(含某些稀土元素)能发生水解反应生成带色的沉淀物混于偏钛酸中,最终影响产品纯度和白度。如钛铁矿中含有NbO,其可在煅烧时进入TiO晶体中,增大TiO晶体的半导体性能,导致光的吸收,从而影响钛白粉白度,对金红石型钛白粉影响更大。故国外硫酸法生产中,在偏钛酸中加入三价铝,以补偿Nb的第五个电子,可提高产品白度。所以要在生产中从根本上除去重金属,以免带色而影响产品白度。
  4除铁杂质
  在钛铁矿中,非钛杂质最多的是铁,并以二价和三价两种状态存在。将钛铁矿与硫酸作用,即生成FeSO和(SO)。由于FeSO只有在pH值大于6.5时才开始水解,因此在钛液水解过程中,因钛液的酸性较大,FeSO就始终保持溶解状态,在偏钛酸洗涤时得以除去。而Fe(SO)在pH值为1.7的酸性溶液中即开始水解生成Fe(OH)沉淀,其混杂在偏钛酸中,煅烧时即生成红棕色的FeO而使成品不够纯白。所以应用铁屑把Fe(SO)还原为FeSO。为了保证钛液中的三价铁全部还原为二价铁,还原反应还应略为过度,此时钛液中就有小部分四价钛还原为三价钛。三价钛的存在就可保证三价铁还原完全,可避免三价铁水解生成Fe(OH)进而影响产品白度。经过还原,钛液中全部是FeSO,此时冷冻钛液,Fe即达到过饱和状态而大量结晶析出,过滤即可除去大部分铁钛液中剩下的未结晶的FeSO,待水解生成偏钛酸进行水洗时,用水洗除去。由于滤饼的FeO质量分数超过90×10时,产品白度将受到影响。所以可采取漂白措施使FeO质量分数降低到30×10,并进一步除去痕量的钒、铬、铜等杂质。
  经过漂白的偏钛酸,仍有痕量的铁杂质,必须加入0.的磷酸以生成淡黄色的FePO,以进一步提高产品白度。
  总之,通过一系列的清除杂质的技术措施并严格控制,是完全可以提高钛白粉的白度的。

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