[发明专利]一种利用氧氯化锆生产排放的废硅渣制备复合钛白的方法

说明书

本发明提供一种氧氯化锆生产过程排放的废硅渣制备复合钛白的方法，属于锆化合物制备工艺过程中排放废渣的资源化利用。本发明以氧氯化锆生产排放的酸性废硅渣为原料，经预处理后作为基底，以硫酸钛钛液为钛源，水解产生二氧化钛包覆在硅渣表面，固体物料经过滤、干燥煅烧、粉碎后，得到复合钛白产品。采用该方法制得的复合钛白产品白度、遮盖力、耐候性等性能较好，可应用于涂料、塑料、造纸等行业，具有良好的应用前景，本发明为解决硅渣的资源化利用问题提供了一种新途径。

技术领域

本发明涉及一种工业废渣资源化利用方法，属于锆化合物制备工艺过程中排放废渣的资源化利用，具体地，涉及一种利用氧氯化锆生产排放的废硅渣制备复合钛白的方法。

背景技术

氧氯化锆生产工艺中会产生大量的废硅渣，据统计，每生产一吨氧氯化锆会产生约0.7～0.8吨酸性废硅渣。以年产20万吨氧氯化锆计，则每年约产生14～16万吨酸性废硅渣。该废硅渣主要成分为二氧化硅和未分解的锆英砂。若不加以处理利用，不仅对环境存在极大的潜在危害，并且会造成锆资源的浪费。

钛白粉是我国第三大无机化工产品，其优异的颜料性能使其具有广泛的应用领域，如塑料、涂料、造纸、化纤、橡胶、油墨等行业。近年来钛白粉生产能力逐渐扩大，产量持续上升，但同时，又面临着原料资源价格上涨，生产成本高，应用需求强劲，供需矛盾凸显等问题。以无机非金属材料充当颗粒内核，在外层包覆TiO₂，制备复合钛白粉，使其具有与钛白粉相当的光学性能，可部分替代钛白粉，这成为解决钛白粉生产问题的有效途径。

目前文献报道的以云母、高岭土、滑石、硅灰石、碳酸钙为基底材料，现在研发了可用于化妆品、涂料和造纸等行业的复合钛白粉，采用的主要制备方法有化学沉淀法、粒-粒包覆改性方法、机械力化学法等。申请号200510080497.3的专利申请报道了采用碳酸钙。高岭土。煅烧高岭土和重晶石等为包核基体，晶体TiO₂为包膜物，在湿法超细研磨体系中，采用粒-粒包覆改性方法，制备了复合了具有颜料二氧化钛性质的白色矿物粉体-TiO₂复合白色颜料。申请号201310367913.2的专利申请以伊利石为原料，采用化学沉淀法，通过沉积、洗涤过滤机煅烧步骤得到，制备得到的复合钛白粉具有白度高、遮盖力强、吸油值低的特点。申请号201210493973.4的专利申请报道了一种以粉煤灰空心微珠为基底材料，通过机械力化学作用实现TiO₂在粉煤灰表面的包覆，制备得到的复合粉体具有颜料二氧化钛的性质，可用于涂料、塑料、油墨等领域，还具有隔热保温作用。申请号201110446204.4的专利申请报道了一种以矿物粉体、TiO₂、活化剂、超分散剂、离子复合剂和增白剂为原料，采用湿法混合、干燥、粉碎后制备复合钛白粉，其优点为操作简单、成本低廉、过程无污染。

二氧化硅作为一种白色无机非金属粉体材料，也可作为复合钛白粉的基底材料。葛鹤松等以“准球形”粉石英为原料为基料，进行钛白粉包覆，制备高性能的白色复合颜料替代钛白粉，冯诗庆以石英为原料，采用微波辐射方法合成了热稳定性能较优的复合钛白粉。硅渣主要成分为二氧化硅，其作为一种工业废料，来源广泛，价格低廉，现有的硅渣利用方法中，主要用于硅酸钠产品制备(申请号200610037670.6、申请号200710054156.8)，或用于水泥混凝土掺合料(申请号201310093500.X)、保温材料(申请号201210233531.6)等，存在利用价值低，经济效益较差的问题。若选择白度高，杂质低的硅渣作为制备复合钛白粉的基底材料，将可为硅渣的利用提供一条新的途径。

发明内容

本发明的目的在于，提供一种解决氧氯化锆生产排放废硅渣制备复合钛白的新方法。以废硅渣经预处理后得到的干硅粉作为基底，以钛液为钛源，采用液相沉积法进行二氧化钛包覆，以氢氧化钠作为沉淀剂，进行二氧化钛包覆，制备复合钛白粉。通过新方法的应用，实现硅渣的资源化利用，为企业增加经济效益。

本发明的利用氧氯化锆生产排放的废硅渣制备复合钛白的方法，包括以下步骤：