• 影响因素：
真空度 偏钛酸的粒度 水洗温度 水洗时间 水洗的酸度 滤饼厚度 过滤介质
7.偏钛酸的漂白
水洗时间的延长，酸度降低，铁以氢氧化高铁形式 存在，无法通过延长水洗时间去除，必须进行漂白 转化为可溶性的亚铁，再经过二洗去除。漂白就是 高铁被还原为亚铁的过程。
8.盐处理 锐态型盐处理剂：钾盐，磷酸，铵盐。 钾盐:有助于粒子的成型，降低脱硫温度，提高脱 硫速度，同时抑制粒子的生长速度和向金红石转化 磷酸：和铁形成白色的磷酸铁和淡黄色的磷酸高铁 防止铁在煅烧时形成红棕色的氧化铁，改善白度 铵盐：一般使用碳酸氢铵，产品柔软，提高白度， 消色力和分散性。
• 涂料工业
涂料对钛白颜料的要求 可用性：最主要的是分散性， 功能性：最主要的是颜色、遮盖力、耐久性 光泽度好，遮盖力大，吸油量低；
塑料工业 以色母粒的形式应用， 要求可加工性，即与塑料的相容性；
• 造纸工业 • 油墨行业 • 化纤工业 • 食品医药日化 • 其它
硫酸法钛白粉生产工艺
硫酸法生产工艺流程图:
• 薄膜浓缩器—连续真空浓缩
钛液经流量计从底部的加料室进 入钛管蒸发器，在此受管外的蒸 汽加热，蒸发出来的水汽以很快 的速度在管内上升，钛液被这高 速气流拉成薄膜，在极短的时间 内上升至浓缩器顶部涌出，在分 离器进行气液分离，浓钛液经溢 流管进入钛液水封池，蒸汽则经 冷却水混合冷凝后通过气管排到 水封池流出系统外。
1)钛白粉中有害杂质元素 主要是一些过渡性金属元素，其氧化物往往显色。即 使含量甚微也会对白度产生不良影响，如铁铬铜锰钒 铅钴等。
表2 金属氧化物在钛白粉中的显色浓度及所显色相
金属氧化物
铬氧化物 钴氧化物
氧化铁 锰氧化物 钒氧化物 铜氧化物
影响钛白粉相应的颜色
黄或褐带微黄 灰带微黄 红黄 灰 灰带浅蓝 灰带微黄

5.钛液水解
制备方式：自生晶种和外加晶种 诱导热水解按一定的速度进行，保证制得的粒子大 小适当均匀，消除无规则结晶中心的影响； 能使水解速度加快，水解反应进行得较完全，得到 较高水解率和优良颜料性能； 浓缩交料6大指标： 总钛，铁钛比，F值，稳定度，澄清度，三价钛
水解过程3阶段: 结晶中心-晶核的制备 晶核的成长与沉淀的形成 以晶核为成长中心，钛在晶核表面发生固析，促使
主要控制参数：
要点：控制窑内的温度梯度，有合适的煅烧强度，保 证脱水脱硫晶型转化过程的充分进行；
煅烧强度
煅烧温度和时间的结合；煅烧温度低，即使延充分 的长煅烧时间，偏钛酸在窑内高温段也得不到热量 进行晶型转化，此时得到的料子白度虽然好，但是 消色力差，吸油量高，遮盖力低，pH值低；煅烧温 度过高，则白度差，亮度值低；因此要控制好煅烧 温度和时间调整好适当的煅烧强度，才能得到白度 好，消色力高，吸油量低的产品，颜料性能优异。
度； （4）避免输送和存放过程中硫酸亚铁结晶析出，堵塞
管道
4. 钛液浓缩
• 颜料级钛白水解总钛控制在（200±5）g/L，才能
得到颗粒细而均匀的偏钛酸；
• 钛液水解的临界温度只有80℃,所以要采用真空浓
缩去除溶剂（水）。沸点与压力成正比，要使浓缩 温度不超过75 ℃ ，其真空度必须控制在 8×104Pa以上；
晶体的长大，使偏钛酸粒子凝聚沉淀
指标
对水解影响
总钛浓度 F值
总钛浓度高，钛液稳定性好，不良结晶中心少，水解颗 粒细，消色力高；总钛浓度超过200 g/L后，总钛浓度 的提高对消色力的影响已不显著 F值高，水解受抑制，水解粒子较粗，水洗速度慢；F值 较低，水解速度快，容易导致粒径不均匀，但偏钛酸粒 子较细不易水洗。
硫酸法生产钛白粉
➢ 钛白粉的性质 ➢ 钛白粉各指标的含义及影响因素 ➢ 钛白粉的应用领域 ➢ 硫酸法钛白粉生产工艺
钛白粉的性质
• 钛白粉化学名二氧化钛，商用名钛白，分子式TiO2。 • 二氧化钛是多晶型化合物，自然界中存在三种结晶形
态：金红石型（R)，锐态型（A）和板钛型。 • 板钛型属斜方晶系，不稳定晶型，当加热高于650 ℃
铁钛比
影响总粒子浓度，一定程度上可以起着调节水解速度和 控制粒子大小的作用。一般铁钛比高的钛液水解速度慢， 所生成的水合二氧化钛的粒子较细，水洗时间较长。
三价钛
三价钛含量过高，对水解有抑制作用，同时在低pH下三 价钛不会水解（pH>3才水解）,留在母液中的三价钛会 在水洗和过滤过程中同滤液一同被排掉，降低收率。
指标
对水解影响
稳定度
稳定度差的钛液有许多不规则的结晶中心,其组成、数 量和粒径等方面都是无序和无法控制的，而且吸附较多 杂质，它们的存在使得水解生成的水合二氧化钛粒子不 均匀，延长水洗和过滤时间，而且煅烧时脱硫困难，粒 子易烧结变硬，最终使得产品的颜料性能和应用性能变 差。
澄清度
澄清度的好坏与稳定度密切相关，澄清度差说明钛液 中杂质多，这些杂质包括早期水解的胶体二氧化钛颗粒， 控制过滤时未能分离干净的助滤剂，重金属的杂质硫酸 盐和硫化物。
会直接转化为金红石型，目前无实际工业价值。 • 钛白粉无毒，化学性质很稳定。在常温下几乎不与其
它物质反应。
1)与浓硫酸的反应
长时间煮沸情况下，TiO2能溶于浓硫酸，生成硫酸钛 或硫酸氧钛。生产中，常用此反应测定成品或半成品 的TiO2含量。为加速其溶解，可在硫酸中加入硫酸铵 或碱金属硫酸盐，使其沸点升高或起共同离子作用。
6. 偏钛酸的水洗
水解后的偏钛酸是水合二氧化钛粒子的聚集体，吸附 了大量母液，组成一般为:
TiO2 160~180g/L，
H2SO4 22%~30%
FeSO4.7H2O 200~250g/L
• 设备:真空叶滤机
利用真空造成的压力差，将滤液吸过过滤介质，固体 偏钛酸吸附在介质表面，水洗时清水不断将溶解性 杂质离子带过过滤层而去除。
• 影响因素：折射率，粒度，粒度分布，制备条件(煅
烧和水解）等。
4.吸油量
• 是表示颜料粉末与展色剂相互关系的一种物理数值，
说明颜料与展色剂之间的混合润湿分散，关系到涂料 的配方和成膜后的各种物性。
• 表示方式：100g颜料在达到完全润湿时所需要的油最
低值。
• 影响因素：
粒径，粒度分度，粒子的形状。
目测显色时的极限含量/%
1.5×10-4 7.0×10-4 30×10-4 30×10-4 70×10-4 30×10-4
2) 钛白粉的粒度分布及形状
• 粒子大小应控制在可见光波长（0.4~0.7um)的一半，
即0.2~0.35um，这样才有高的光散射。当粒子小于 0.1um时会发生光衍射而相当于透明，当粒子大于 0.5um时，散射明显减小。
2.酸解，还原沉降
过程：将钛铁矿中的钛酸铁和可溶性杂质分解成硫酸 盐溶解于水形成悬浮液，以便后续通过沉降和过滤除 掉不溶性杂质。
FeTiO3+3H2SO4→Ti(SO4)2+FeSO4+3H2O FeTiO3+2H2SO4→TiOSO4+FeSO4+2H2O
沉降 酸解得到的钛液属于极其复杂的悬浮液，里面有未 分解的钛铁矿，也有没参与反应的白石，石英砂，金 红石等，也有硅铝等元素形成的胶体。这些不溶性杂 质在钛液中有很强的稳定性，特别是胶体，单靠重力 沉降不足以去除。需加入沉降剂使得分散的细颗粒聚 集成大颗粒，提高沉降分离的速度和效率。 常用的沉降剂：
9.偏钛酸的煅烧 回转窑内偏钛酸煅烧经历3个阶段： 脱水过程： TiO2·xH2O·ySO3→TiO2·ySO3+xH2O(水蒸气) 脱硫过程：
TiO2·ySO3 → TiO2 + ySO3 ↑ 晶型转化过程： 经过脱水和脱硫后的二氧化钛，虽具有锐态的微晶结 构（粒径非常小的聚集体），因此仍属于不定型的， 需在高温区转化为固定晶型的二氧化钛。
• 两种表示方法：每平方厘米被涂物体的表面积在达到
完全被遮盖时所需要用颜料的最低质量（g/cm2）。
• 每克颜料能遮盖被涂物体的表面积来表示。 • 影响因素：
折射率 颜料的粒径大小及形状 分散性
3.消色力
• 消色力也称为着色力，就是颜料加到展色剂中改变展
色剂颜色的能力，有时为了区别白色颜料和着色颜料， 把着色颜料的着色能力称为着色力，把白色颜料的着 色能力称为消色力。雷诺数法(仪器法）和相对消色 力法（目视法） ：通常是将钛白粉样品和标样分别 与展色剂（群青或炭黑）混合后，用亚麻仁油研磨， 然后将样品与标样比较颜色的深浅，样品达到标样的 百分率。例如我们武汉方圆的锐钛型钛白粉的消色力 一般在104~107。
• 对波长短的蓝光而言光散射最好粒径在0.2um左右，
而对波长长的红光,光散射最大的粒径在0.3um左右， 因此小粒径的钛白粉散射光呈蓝相，大粒径的钛白粉 散射光带红相。
• 外形轮廓光滑不带棱角，棱角表面会减弱对光的反射
光学性能.
3)晶型的影响 当出现混晶现象时，会降低白度。
• 白度主要分干粉白度和油相白度：
5.分散性
• 油分散性和水分散性 • 影响因素：
粒径大小，表面电荷，pH值，表面吸附状态，也与分 散剂种类，及用量研磨设备和分散工艺有关。
6.耐候性
颜料制成油漆经涂抹后成漆膜，经日晒雨淋，受阳光 氧气水和温度的综合左右，会发生黄变失光粉化等老 化现象。颜料能抗拒发生上述变化的能力即耐候性。
钛白粉的应用领域
3. 硫酸亚铁的结晶与分离
• 冷冻结晶：经过沉降除去大部分不溶性残渣的钛液中，
还含有大量的可溶性铁盐-硫酸亚铁，降低钛液温度， 达到过饱和状态，亚铁结晶析出；
• 目的：
（1）有利于后期偏钛酸的水洗，缩短水洗时间提高效 率；
（2）可以调整铁钛比，符合水解工艺； （3）除去硫酸亚铁可以带走大量结晶水，提高总钛浓
影响煅烧强度的因素： 进料参数：偏钛酸固含量，进料量（料层厚度） 温度梯度： 各个关键测温点的温度控制，主要是通过燃料天然 气的供给量，窑头一次风和二次风的配比，窑尾风 机的负压，沉降室的蝶阀开度，砂封温度 窑转速 窑的通风情况：氧化气氛