[发明专利]一种金红石型钛白粉煅烧晶种的制备方法及其应用

说明书

本发明提供了一种金红石型钛白粉煅烧晶种的制备方法及其应用，涉及金红石型钛白粉生产技术领域。包括以下步骤：(1)碱溶；(2)一次水洗；(3)中和；(4)二次水洗；(5)酸溶。所述的一次水洗过程中采用两次水洗的方式，即采用第一次温度高，加水量少，第二次温度低，加水量多的方法，意外地发现采用此方法进行水洗，可以更好地将碱和SO₄^2‑洗掉，提高晶种品质；另外所述方法制备得到的晶种可以随盐处理剂一同加入钛白粉制备体系中，加入后无需进行洗涤和漂白步骤，从而减少了晶种的使用量，以TiO₂计，晶种的加入量为1.2‑2.5％，即可使金红石型钛白粉粉的转化率达到99.5％以上。

技术领域

本发明属于金红石型钛白粉粉生产技术领域，具体涉及一种金红石型钛白粉煅烧晶种的制备方法及其应用。

背景技术

钛白粉(TiO₂)具有折射率高、消色力强、遮盖力大、耐候性强、分散性好、色泽好、物理化学性能稳定等优良特性，使用钛白制造的涂料具有色彩鲜艳，用量省，品种多，漆膜寿命长等优点，是应用最广的白色颜料。钛白粉的性能指标主要有颜色、遮盖力、着色力、吸油量、颗粒形状、粒度分布和分散性等。金红石型钛白粉具有遮盖力大、消色力高和抗粉化性能强等优点，其光化学稳定性和光泽度均好于锐钛型钛白粉，是白色颜料中最好的品种，具有更大的实用价值。

传统钛白粉的生产方法常采用硫酸法，钛液水解制得的偏钛酸需在高温下长时间煅烧才能转变为金红石型晶型，从而会导致粒子团聚或烧结，造成产品晶格缺陷过多，晶粒过大且很硬，进而影响产品的分散性和颜料性能，同时高温操作给钛白生产带来一定困难。因而，要得到性能优良的金红石型钛白粉，在生产过程中必须控制好偏钛酸转化的工艺条件。将金红石型煅烧晶种加入煅烧前的偏钛酸中，在煅烧处理时，该晶种在钛白粉由锐钛型向金红石型转化的过程中起诱导转化的作用，从而降低了转化温度，同时使颜料粒子外形圆滑，颜料性能优越。然而，金红石型煅烧晶种的制备工艺流程繁杂，并且针对金红石型煅烧晶种的制备目前报道较少，现有技术公开的制备条件范围很宽，且不同方法制备晶种的条件相差很大，一般很难重复其实验结果。

如中国专利申请200410045037.2中公开了一种金红石型钛白粉的生产方法，尤其涉及一种金红石型钛白粉生产用煅烧晶种的制备方法，所述的技术方案依次包含碱煮反应、稀释水解、洗涤除杂、加酸中和、酸溶、冷却等步骤，所述的碱煮反应是以1.7:1-1.9:1的碱钛比进行加热碱煮反应；所述的洗涤除杂是采用压滤方式进行洗涤除杂，该申请选用了合适的碱钛比，在降低烧碱消耗和洗涤负荷的同时，使金红石晶型含量达到98.5％以上，采用压滤方式进行洗涤除杂，可一次性完成洗涤过程，无需多次反复洗涤，大大缩短了洗涤时间，使生产周期在4小时之内，在压力状态下洗涤除杂，使除杂效果进一步提高，从而提高了洗涤质量，但是该申请制备得到的晶种在使用过程中的加入量比较高，因此使生产钛白粉的成本提高。

中国专利申请201611040952.1中公开了一种用于金红石型钛白粉粉生产的煅烧晶种的制备方法，该方法包括如下步骤：a、将硫酸与偏钛酸混合，100-120℃反应0.5-1h后，得到硫酸钛清液；b、在硫酸钛清液中加入碱液中和，得到正钛酸悬浊液；c、将正钛酸悬浊液过滤，洗涤，滤饼打浆，得正钛酸浆料；d、在正钛酸浆料中加入盐酸，调节pH值为2-2.5，然后升温至50-55℃，保温10-20min，再加入盐酸，调节pH值为1.5-1.8，升温至沸腾，熟化30-45min后，急冷，即得。该发明方法简单，成本低，得到的煅烧晶种金红石转化率高，且存放时间长，该申请制备得到的晶种同样存在加入量比较高，生产钛白粉的成本较高的问题。

但是现有技术中公开制备的煅烧晶种在金红石型钛白粉生产过程中煅烧温度依然比较高，并且加入量比较多，得到的金红石型钛白粉的消色力、液相白度和吸油量改善不明显。

因此需要开发一种金红石型钛白粉煅烧晶种，可以在金红石型钛白粉生产过程中降低煅烧温度和加入量，使得到的金红石型钛白粉的消色力、液相白度和吸油量均明显改善。

发明内容