钛白粉盐处理中钾、磷如何起改善颜料性能作用

易金矿业网 2023-02-09 05:18 编辑:admin 288阅读

镁盐是一种弱的金红石型转化剂,

它对加速锻烧品的

pH

值达到中性具有显著

的作用,一般用量为

TiO

2

0.2

-0.5

%。

TiO

2

溶胶俗称煅烧晶种、乳化晶种或偏钛酸外加晶种,有相当强的促进作用,

能提高产品消色力,降低转化温度,改善锻烧物粒子外形,使之较为圆滑规整,

使产品疏松易于粉碎。常和锌盐、铝盐组合使用、相辅相成。添加量为

TiO

2

2

-5

%。晶种用量偏高,金红石型化的诱导期缩短,转变速度加快,形成金红石晶

粒减少。

Ti0

2

溶胶可以作添加在偏钛酸中的煅烧晶种,也可以作水解晶种,更能促进

金红石型转化。工业上往往采用双晶种法,即用两种不同方法,如钛酸盐法和四

氯化钛法制成

Ti0

2

溶胶。

其中一种作水解晶种

(通常用四氯化钛法制成)

现代常

采用普通锐钛型晶种;另一种作煅烧晶种(通常用钛酸盐法制成)能够得到颜料

性能更为优良的产品。

十四、金红石晶粒调整剂所起的作用及其添加量

为使金红石型钛白粉在煅烧时转化速度不至于过快,并能形成圆滑规整、性

能优良的颜料颗粒,以及满足各种品级钛白粉的特殊要求,需要在偏钛酸中添加

一些调整剂(又称晶型稳定剂)

。常用的调整剂有钾盐、铝盐、磷盐、铵盐和锑盐

等。这些调整剂大多是金红石型化的负催化剂。

1.

钾盐

常用的有碳酸钾、

硫酸钾和硫酸氢钾

(是负催化剂的一种)

添加钾盐对改善

产品的颜料性能有很大的好处,可以使颗粒疏松,提高白度和消色力,可以使二

氧化钛在较高温度下锻烧而不失去优良的颜料性能,因为在较高温度下煅烧时二

氧化钛颗粒比较致密,有利于提高耐候性和降低吸油量。添加量一般为

Ti0

2

0.25

%一

0.70

%(以

K

2

计)

2.

铝盐

目前国外采用铝盐添加剂日益增多,一般使用硫酸铝并配成溶液加人偏钛酸

中。添加铝盐能防止二氧化钛烧结,避免颗粒过分长大,产品比较柔软,即使在

1000-

1100℃下锻烧,产品白度仍很好。由于添加铝盐后能在更高的温度下锻烧,

产品颗粒较致密,耐光性和耐候性都很好。但铝盐是一种负催化剂,因而必须和

其他正催化剂(如

TiO

2

溶胶)组合使用,才能达到较高的转化率和消色力。添加

量为

TiO

2

0.8%-1.0

%(以

Al

2

O

3

计)时,产品遮盖力为最高。

3.

磷酸或磷酸盐(也是负催化剂)

能改善产品白度和耐候性,颗粒比较柔软,容易粉碎。添加量一般为

Ti0

2

0.1

%(以

P

2

O

5

计)

。如同时增加锌盐,则磷酸用量可适当提高,少量磷酸不会阻

碍金红石型化,可通过适当提高晶种加人量来克服消极影响,不过会使消色力稍

有降低,并使达到最大消色力的锻烧温度提高。若偏钛酸浆料中可溶性钛及稀土

等重金属的量增多的话,则要多加磷酸,因为有一部分磷酸要先消耗在与钛及稀

土等重金属元素的结合上。

4.

氨水或铵盐

水洗合格的偏钛酸中约含有硫酸

8

-10

%,用氨水中和到

pH

值为

5-8

,产品

容易研磨,但会降低金红石型化的能力,如在氨水中和后,将硫酸铵洗去,再加

1

%的氧化锌,

所得产品消色力可相对提高一些。

一般而言,

添加氨能使产品疏

松柔软,

白度和消色力提高,

但吸油量较高。

单加氨水会使金红石型化能力降低,

因而要与金红石型化促进剂配合使用。

5.

锑盐

在锐钛型钛白粉中加人锑盐,可以与物料中的铁生成偏锑酸铁,有遮蔽铁的

作用,可使产品略带蓝相,可改善产品光泽度,提高耐候性,更重要的是能防止

光色互变现象,但用量不能大,否则会影响分散性,一般只加

0.05

-0.15

%。

十五、生产搪瓷、陶瓷和电容器钛白粉所用的盐处理剂

生产搪瓷、陶瓷钛白粉时,添加

0.10%-0.15

%的氯化镁和

0.05%-0.10

%的乙

酸钻。氧化镁为金红石型化促进剂,使产品中金红石晶型保持在一定比例

(80%-83

%)

提高使用效果,

乙酸钻使制成的搪瓷和陶瓷光泽度高,

使产品光亮,

色泽鲜艳;

生产电容器钛白粉时,

添加

0.3

-0.4

%的碳酸镁,

可使电绝缘性提高,

产品有一定程度的金红石型化。二价镁离子可以避免四价钛还原为三价钛,因为

三价钛的存在会大大地降低电性能。

十六、盐处理的操作

1.

搅拌要均匀

能配成溶液的盐类[

K

2

C0

3

H

3

P0

4

Al

2

(S0

4

)

3

,一定要配成一定浓度的溶液后

才能使用,不能配成溶液的盐处理剂

(ZnO

MgO)

,要用水调成浆状后加人。加人

后在常温下搅拌

1

2h

2.

偏钛酸浆料浓度不宜过低或过高

浆料

Ti0

2

浓度低,反应比较均匀,但一些可溶性盐处理剂在过滤时会随滤液

带走而影响盐处理效果;浆料浓度过高,虽然过滤流失少,但物料黏度较大,不

容易分散均匀,也影响盐处理效果。通常浆料浓度以

Ti0

2

计控制在

270-300g/L

若能解决稠厚浆料的搅拌与分散问题,浆料浓度应该高一些为好,国外有些工厂

采用螺旋输送搅拌,

其浆料浓度就提高到

300-400g/L,

这样还可以减少回转窑锻烧

时脱水的能耗。

3.

盐处理剂的添加量及添加顺序

在考虑配方时要注意正、负催化剂之间的搭配和加人顺序,既要考虑降低煅

烧温度、促进晶型转化,又要考虑不能转化得太快,以免粒子过大或烧结,同时

还要考虑对消色力、白度、耐候性、松软度等颜料性能的影响。通常加人量多少

要通过试验来确定,加人量过多不仅会降低产品纯度,造成水溶性盐增高,还会

降低分散性。一般加人量(按

Ti0

2

计)和加人顺序如下。

1

)锐钛型

①K

2

C0

3

0.5

%~

1.0

%;

②H

3

P0

4

0.20

%一

0.35

%。

2)

金红石型

①锻烧晶种(

Ti0

2

溶胶)

2%-5

%;

②ZnO,

0.2

-1.5

%;

③MgO,

0.2

-0.5

%;

④K

2

C0

3

0. 5

-1.0

%;

⑤H

3

PO

4

0.01

-0.02

%。

十七、各种盐处理剂的配合使用

在颜料钛白粉生产中,必须掌握下列三种作用,才能使产品取得完整的颜料

性能。

1.

损害作用

所添加的盐处理剂,虽能提高产品的某种性能,但往往会损害另一种颜料性

能。如添加磷酸或其盐,虽然能改善钛白粉的白度,但会增高吸油量;增加钾盐

和磷酸可使颗粒松软,容易粉碎,但又使水溶性盐含量增高,影响以后水选时的

分散性。

2.

加合作用

在添加金红石化促进剂时,

同时添加两种或两种以上促进剂会起到加合作用。

即在相同锻烧温度下提高金红石化转化率,

或可降低转化温度。

如添加

6.0

TiCl

4

制的溶胶,再加人

1. 85

%的硫酸锌,转化温度约降低100℃。

3.

互补作用

如单独添加锌盐,产品消色力不高,若同时添加钾盐,则消色力显著提高;

同时单独添加铝盐,

消色力不高,

如再添加钾盐,

则消色力得到补偿而显著提高。

在金红石型钛白粉生产过程中,在偏铁酸中添加

Ti0

2

0.2

%氧化锌、

0.

2

%氧化

镁、

0.5

%碳酸钾和

2

Ti0

2

溶胶,在800℃下锻烧,金红石型转化率达

98

%,消色

力可达日本

R-930

钛白粉的

90

%以上。

但是盐处理剂的添加量,在保证颜料质量的情况下,应该越少越好,因为大

部分添加剂是水溶性的,用量过多会造成水溶性盐升高和水选时水分散性下降。

也有说盐处理剂增加了,吸油量和吸水量也随之增加。

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