[发明专利]二氧化钛粒子的生产方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于颜料用途的二氧化钛粒子的生产方法。 

背景技术

二氧化钛颜料是一种用途最为广泛的白色颜料，工业生产中包括两种晶型的产品即锐钛型和金红石型。二氧化钛颜料的生产工艺主要有硫酸法和氯化法两种，其中硫酸法是中国目前应用最为广泛的生产技术。硫酸法二氧化钛颜料主要由钛矿酸解、钛液沉降、钛液过滤、钛液结晶、亚铁分离、钛液浓缩、钛液水解、偏钛酸水洗、偏钛酸漂白、偏钛酸二次水洗（漂洗）、偏钛酸盐处理、转窑煅烧、粉碎、制浆、研磨、表面处理、汽流粉碎等工序制得。 

目前硫酸法生产的二氧化钛颜料主要作为白色颜料使用，为达到良好的白度、高的遮盖力以及消色力，其粒径控制在可见光波长（波长为400～700nm）的一半即粒径介于200～350nm，其对可见光有优异的散射能力。其主要应用于白色制品以及利用其消色力冲淡黑色或彩色颜料从而制成浅颜色制品，这充分展现了二氧化钛颜料作为颜料的作用，即在可见光波长范围内具有很高的反射率。另外，二氧化钛颜料在近红外波长范围内也具有较好的反射效果，因此白色制品和浅颜色制品暴露在太阳光下的温度要相对于深颜色的制品低得多。这是因为地球上所能接收到的太阳辐射能的波长主要分布在250～5000nm范围内，可将其分成三个部分，每个部分的波长范围和所占能量分别为：小于400nm的紫外光区约占总能量的3%；400～700nm的可见光区约占总能量的39%；大于700nm的近红外区和中远红外区约占总能量的58%，白色和浅颜色制品对可见光和近红外区具有良好的反射，对太阳辐射能的吸 收小，故升温小。但人类的生活环境讲究色彩丰富，有大量中等颜色深度甚至深颜色的制品和建筑直接暴露在太阳光下，如建筑的屋顶、外墙等，这些建筑将吸收大量的太阳辐射能而升温迅速，需要消耗大量的能源来维持建筑室内的温度。为降低彩色建筑等对太阳辐射能的吸收从而达到节能的效果，目前已有多个品种的冷颜料开始销售，但这些颜料色彩较为单一且价格昂贵，推广较为缓慢。因此暴露在太阳光下的彩色表面对太阳辐射能的强烈吸收问题未得到有效解决。 

发明内容

本发明所要解决的技术问题是，提供一种能够利用现有的硫酸法钛白粉生产线制造，能够应用于各种色彩的涂料，且具有强烈的反射近红外线能力的二氧化钛粒子的制造方法。 

本发明的二氧化钛粒子的生产方法包括以下步骤： 

1）钛液的调配：将常规硫酸法钛白粉生产方法生产的F值＝1.75－1.85，杂质含量低于50mg/L稳定性不低于300ml的钛液进行适当调配，使其中的TiO₂含量达到160－175g/L；F-H₂SO₄达到90－105g/L；Fe/TiO₂达到0.22－0.26； 

2）晶种制备及常压水解：钛液与水解钛液相同；制备晶种：晶种钛液按水解钛液总体积1.6－2.0%的比例取用，预热到80－85℃；晶种用NaOH浓度为88－92g/L，按晶种总钛量的14.7－15.1%比例取用，预热到82－85℃，将预热好的钛液与预热好的NaOH溶液混合搅拌，接着升温到92－99℃，停止加热；取10ml晶种测量稳定性，控制稳定性到130－160ml，晶种制备结束；常压水解：钛液预升温到90－95℃，加入制备好的晶种，搅拌1－5分钟，按0.4－0.6℃/分钟升温度到102－104℃，保持该温度到钛液变微混浊停止加热，当温度降到98℃时按0.9－1.1℃/3分钟升温到微沸，保持104－107℃水解2.5－3.0小时结束水解，过程中微沸后 一小时开始加85－90℃稀释水，控制30分钟加完，稀释水水质为脱盐水，调节水解料TiO₂含量至140－150g/L；控制沉降速率在150－180mm/20分钟； 

3）偏钛酸的水洗、漂白、二次水洗：水洗合格的判定指标为一次水洗废水中的铁含量（以Fe计）控制在小于80mg/L；二次水洗废水中的铁含量（以Fe计）控制在小于5mg/L；