[发明专利]一种在用硫酸法制备钛白的工艺中确定碱钛比的方法

说明书

技术领域

本发明总体上涉及钛白制备领域，更具体地涉及一种在用硫酸法制备钛白的工艺中确定碱钛比的方法。

背景技术

目前，用硫酸法生产钛白主要使用的是外加晶种加压水解法、外加晶种常压水解法或者自生晶种稀释法常压水解法。相对于自生晶种稀释水解法，外加晶种水解法实质上是取代了前期通过钛液加入形成晶种的阶段，而是通过外加的方式来获得诱导水解的晶种。外加晶种水解法的操作过程比较简单，其工艺关键是制备晶种的方法和晶种的质量，所谓晶种就是硫酸氧钛溶液经过不完全中和而制得的一种胶体氢氧化钛溶液，它在水解时起着水合二氧化钛结晶中心的作用，它不仅能加速水解反应、缩短水解周期，而且还对水解沉淀产物的粒径、粒径分布和最终产品的质量都有较大的影响。

在水解过程中，硫酸氧钛在加热和晶种的诱导的作用下发生水解，只要钛液中有足够数量的晶种表面，并且升温速度、搅拌速度、稀释得当，那么所生成的水合二氧化钛均沉积在这些结晶中心上，不会发生新的结晶中心，这样不仅水解进行得完全，水合二氧化钛的粒径比较均匀，而且可以获得颜料性优越的二氧化钛，过滤水洗也比较容易，穿滤损失少。晶种的质量受碱钛比的影响，如果碱钛比过低，则不能得到足够数量的活性晶种，从而会导致后期水解速度缓慢，粒度不均匀。然而，如果碱钛比过高，则会导致晶种数量过多，水解速度过快，偏钛酸粒度过细，难以过滤洗涤等问题。不同F值（即，钛液中的有效酸的浓度与总的钛浓度的比值）的钛液所含有效酸不同，因而与相同量的碱中和得到的有效晶种是不同的，因此必须根据F值适当调整碱钛比。

发明内容

本发明的目的在于提供一种在用硫酸法制备钛白的工艺中确定碱钛比的方法，所述方法能够解决生产现场钛液F值波动引起晶种制备质量不稳定的问题。

根据本发明，一种在用硫酸法制备钛白的工艺中确定碱钛比的方法包括：分析钛液的F值，其中，F值是在反应前钛液中的有效酸的浓度与总的钛浓度的比值，有效酸是钛液中的游离酸和与钛结合的酸的总和；以及利用计算公式A=(40/49)·[F-(1-γ)·f]来确定碱钛比，其中，A是是反应前钛液中的氢氧化钠与钛液中的钛折合成的二氧化钛的质量比，即碱钛比，γ是晶种钛液水解率，为1%~3%，f是在反应结束后钛液中的有效酸的浓度与总的钛浓度的比值，为1.6~1.7。

当γ=2%且f＝1.65时，可以利用计算公式A=0.816·F-1.32来确定碱钛比。

具体实施方式

为了解决多变的钛液F值引起的晶种质量变动问题，本发明提供了一种在用硫酸法制备钛白的工艺中在外加晶种制备过程中确定碱钛比的方法，所述方法可以根据晶种钛液的不同的F值确定出制备晶种所需的碱钛比，从而能够解决上述问题。

根据本发明的在用硫酸法制备钛白的工艺中确定碱钛比的方法包括下述步骤：

（a）分析钛液的F值，其中，F值是在反应前钛液中的有效酸的浓度与总的钛浓度的比值，有效酸是钛液中的游离酸和与钛结合的酸的总和；以及

（b）利用下述计算公式来确定碱钛比，

A=4049·[F-(1-γ)·f],]]>

其中，A是碱钛比，其是氢氧化钠与钛液中的钛折合成的二氧化钛的质量比，γ是晶种钛液水解率，一般为1%~3%，f是在反应结束后钛液中的有效酸的浓度与总的钛浓度的比值，一般为1.6~1.7。

上述计算公式是通过以下方法得到的：

将晶种制备过程的反应分解为两个部分，第一部分为硫酸与氢氧化钠的反应，第二部分为硫酸氧钛水解生成晶种。设反应前晶种钛液中的总钛量为有效酸质量为m_有效酸，反应前钛液中的氢氧化钠与钛液中的钛折合成的二氧化钛的质量比（即，碱钛比）为A，反应前钛液中的有效酸的浓度与总的钛浓度的比值为F，反应结束后钛液中的有效酸的浓度与总的钛浓度的比值为f；第二部分水解反应的水解率为γ，第一部分的反应消耗的硫酸为m₁，根据以下化学反应式，