[发明专利]基于副产物为硫酸亚铁的化纤级二氧化钛制备方法及系统

权利要求书

1.一种基于副产物为硫酸亚铁的化纤级二氧化钛制备方法，其特征在于，所述化纤级二氧化钛制备方法包括：

粉碎磁选：将钛铁砂矿在200～300℃下干燥粉碎，形成粒径不大于0.5mm的钛铁砂矿粉末；将所述钛铁砂矿粉末进行磁选，以得到钛精矿粉末；

酸解：将钛精矿粉末加入浓度在60％以上的硫酸中，并在二氧化碳、一氧化碳和二氧化硫的混合气氛下加热至80～130℃，搅拌3～6小时，以得到酸解液；

沉淀：待所述酸解液的温度降至30～45℃后，在所述酸解液中加入絮凝剂，搅拌30～40分钟，静置24小时以上，过滤，以得到废渣和钛液；其中，所述絮凝剂包括重量百分比为20％～40％的十二水硫酸铝钾、重量百分比为0～30％的硫酸镁和重量百分比为40％～80％的硫酸铝；

真空结晶：将所述钛液在-28～-20℃的真空环境下进行结晶，析出七水硫酸亚铁，分离七水硫酸亚铁以得到纯钛液；

浓缩水解：对所述纯钛液进行薄膜蒸发，以使纯钛液成为浓度为200g/L的浓缩钛液；在80～120℃、压力为0.4～0.7MPa的环境下将浓缩钛液与碱液充分混合熟化，调整pH 值在6～8范围内，以得到偏钛酸溶液；

一次水洗漂白：用硫酸和三价钛对所述偏钛酸溶液进行漂白，以得到漂白后的偏钛酸溶液和废硫酸；其中，所述三价钛的获得方法包括：取部分偏钛酸溶液，在偏钛酸溶液中加入硫酸，并加热至140～170℃进行酸解5～10分钟，在酸解后的溶液中加入纳米铝粉进行还原反应以得到三价钛溶液；

二次水洗盐处理：用去离子水水洗漂白后的偏钛酸溶液，在二次水洗后的偏钛酸溶液中加入磷酸钾、碳酸钾和磷酸，以得到盐处理后的偏钛酸溶液，此时偏钛酸溶液中的磷元素与钾元素的质量比不低于65:35，且偏钛酸溶液的电阻率≥30Ω·m；

煅烧：在920～1120℃下煅烧盐处理后的偏钛酸溶液，直至水分散性≥85％，以得到锐钛白；

球磨粉碎：将所述锐钛白进行球磨粉碎，以得到粒径在0.2～0.6μm的钛白粉末；

分散：将所述钛白粉末溶解于去离子水中以得到钛白溶液，在所述钛白溶液中加入碱液调整溶液pH 值在7～8范围内，加入分散剂和稳定剂，搅拌2～3小时，以得到钛白分散溶液；其中，所述分散剂包括重量百分比为6％～12％的三聚磷酸钠、重量百分比为15％～33％的六偏磷酸钠、重量百分比为35％～47％的十二烷基硫酸钠、重量百分比为22％～34％的羧甲基纤维素钠和重量百分比为3％～22％的聚丙烯酰胺；所述稳定剂包括重量百分比为30％～55％的硬脂酸钙、重量百分比为46％～78％的聚丙烯酸和重量百分比为3％～7％的二甲基硅油；

三次水洗表面处理：在40～50℃下水洗所述钛白分散溶液，并在水洗后的钛白分散溶液中加入高分子表面处理剂，搅拌2～4小时，以得到钛白处理溶液；其中，所述高分子表面处理剂包括第一表面处理剂和第二表面处理剂；所述第一表面处理剂包括重量百分比为32％～40％的水合氧化硅、重量百分比为15％～28％的水合氧化铝、重量百分比为8％～13％的铝酸钠、重量百分比为18％～37％的丙烯酸烷羟酯和重量百分比为6％～15％的二甲基乙酰胺；所述第二表面处理剂包括重量百分比为65％～80％的硝酸银和重量百分比为20％～35％的环烷基咪唑啉；

陶瓷膜洗涤：利用陶瓷膜对所述钛白处理溶液洗涤20～45分钟，以得到高纯钛白液；

喷雾干燥：将所述高纯钛白液进行喷雾干燥以得到高纯钛白粉末，其中干燥温度为360～400℃，喷嘴压力为1.1～1.4MPa，喷射速度为22000～25000r/min；

气流粉碎：在空气压力为1.0～1.4MPa、温度为300～340℃的环境下，对所述高纯钛白粉末进行气流粉碎，同时加入表面活性剂，以得到粒径为0.15～0.35μm的化纤级二氧化钛；其中，所述表面活性剂包括直链烷基苯磺酸钠、脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠、脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸铵、月桂醇硫酸钠、月桂酰谷氨酸、壬基酚聚氧乙烯醚和脂肪醇聚氧乙烯醚中的一种或多种；

包装。

2.根据权利要求1所述的基于副产物为硫酸亚铁的化纤级二氧化钛制备方法，其特征在于，所述分散剂的添加比例为每1L钛白溶液添加2～5g分散剂。

3.根据权利要求1所述的基于副产物为硫酸亚铁的化纤级二氧化钛制备方法，其特征在于，所述稳定剂的添加比例为每1L钛白溶液添加0.3～0.8g稳定剂。