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顏料鈦白粉怎樣清除雜質(zhì)
集萃印花網(wǎng)  2010-01-20 00:00:00

    【集萃網(wǎng)觀察】對(duì)于顏料鈦白粉,除了生產(chǎn)上采取一些措施來(lái)提高白度以外,關(guān)鍵還在于雜質(zhì)的去除,雜質(zhì)對(duì)白度的不良影響是很大的,雜質(zhì)去除得越徹底,產(chǎn)品白度就越高,這對(duì)用在涂料中的意義就更大。

    在鈦白粉生產(chǎn)過(guò)程中,如果雜質(zhì)去除不徹底,當(dāng)用高溫煅燒時(shí),很多雜質(zhì)元素如鐵、錳、釩、鉛、鉻、鈷、鈰銅、鎘、鎳、鉬等以氧化物狀態(tài)存在,這些帶色的氧化物就表現(xiàn)出各種色相,使整個(gè)鈦白粉的色相受到影響而不純白,以致大大影響了產(chǎn)品的質(zhì)量。因此,必須采用多種方法除去雜質(zhì)。

    1 除不溶性雜質(zhì)

    硫酸法生產(chǎn)鈦白粉,由酸解浸取得到的是渾濁不清的鈦液,其不溶性雜質(zhì)主要是顆粒較大的機(jī)械雜質(zhì)和顆粒較小的膠體雜質(zhì)。機(jī)械雜質(zhì)是未起反應(yīng)的鈦鐵礦物,屬于粗分散狀態(tài),很容易沉析下來(lái);膠體雜質(zhì)主要是硅酸鋁酸鹽等,由于顆粒小,吸附H而帶有相同的正電荷,由于同種電荷相斥,膠粒很難接近成比較大的顆粒而沉淀下來(lái),因而具有較高的穩(wěn)定性。解決的辦法是用帶負(fù)電荷的改性的聚丙烯酰胺膠體進(jìn)行電性中和,使膠體粒子凝聚沉降而除去。但是由于膠體沉降不完全,經(jīng)過(guò)硫酸亞鐵的過(guò)濾后,仍有一些穿濾而存在于鈦液中,必須用帶有木炭粉為助濾層的板框壓濾機(jī)進(jìn)行壓濾,直到檢測(cè)濾液的澄清度合格為止。

    2 選礦除雜質(zhì)

    要除去雜質(zhì),首先就要選礦。因?yàn)槿魏吴佽F礦一般都混雜有不少脈石和共生、伴生、復(fù)合的其它礦物。選礦就是利用礦物不同的物理化學(xué)性質(zhì),采用各種有效方法,將鈦鐵礦與它們分離。例如搖床的重力選礦,可以除去鑄鐵礦中的大部分脈石,再用磁選機(jī)進(jìn)行磁選,讓礦物通過(guò)磁場(chǎng),由于鈦鐵礦是導(dǎo)磁率高、能被磁鐵吸引而本身不能吸鐵、可磁化又可去磁的順磁性礦物,而能磁盤(pán)吸引,其它導(dǎo)磁率低的非鈦鐵礦,不能被磁盤(pán)吸引而得到分離。

    3 除微量重金屬雜質(zhì)

    鈦鐵礦中還含有許多微量有害元素,在與硫酸作用時(shí),可不同程度地被酸解而變成可溶性的硫酸鹽一起進(jìn)入溶液。通過(guò)沉降、壓濾,未分解的鈦鐵礦殘?jiān)凸杷徜X酸鹽膠體懸浮物,借助于重力作用,基本上被除去。但可溶性的非鐵雜質(zhì)元素仍存在于鈦液中,其在水解水洗中發(fā)生以下變化:①一些雜質(zhì)元素不發(fā)生水解反應(yīng),沒(méi)有生成沉淀物,可以通過(guò)偏鈦酸的水洗而被除去;②銻等一些元素(含某些重金屬元素),可以發(fā)生水解反應(yīng),生成白色沉淀物,此對(duì)產(chǎn)品白度影響不大;③一些帶色的重金屬雜質(zhì)元素(含某些稀土元素)能發(fā)生水解反應(yīng)生成帶色的沉淀物混于偏鈦酸中,最終影響產(chǎn)品純度和白度。如鈦鐵礦中含有NbO,其可在煅燒時(shí)進(jìn)入TiO晶體中,增大TiO晶體的半導(dǎo)體性能,導(dǎo)致光的吸收,從而影響鈦白粉白度,對(duì)金紅石型鈦白粉影響更大。故國(guó)外硫酸法生產(chǎn)中,在偏鈦酸中加入三價(jià)鋁,以補(bǔ)償Nb的第五個(gè)電子,可提高產(chǎn)品白度。所以要在生產(chǎn)中從根本上除去重金屬,以免帶色而影響產(chǎn)品白度。

    4 除鐵雜質(zhì)

    在鈦鐵礦中,非鈦雜質(zhì)最多的是鐵,并以二價(jià)和三價(jià)兩種狀態(tài)存在。將鈦鐵礦與硫酸作用,即生成FeSO和(SO)。由于FeSO只有在pH值大于6.5時(shí)才開(kāi)始水解,因此在鈦液水解過(guò)程中,因鈦液的酸性較大,F(xiàn)eSO就始終保持溶解狀態(tài),在偏鈦酸洗滌時(shí)得以除去。

    而Fe(SO)在pH值為1.7的酸性溶液中即開(kāi)始水解生成Fe(OH)沉淀,其混雜在偏鈦酸中,煅燒時(shí)即生成紅棕色的FeO而使成品不夠純白。所以應(yīng)用鐵屑把Fe(SO)還原為FeSO。為了保證鈦液中的三價(jià)鐵全部還原為二價(jià)鐵,還原反應(yīng)還應(yīng)略為過(guò)度,此時(shí)鈦液中就有小部分四價(jià)鈦還原為三價(jià)鈦。三價(jià)鈦的存在就可保證三價(jià)鐵還原完全,可避免三價(jià)鐵水解生成Fe(OH)進(jìn)而影響產(chǎn)品白度。經(jīng)過(guò)還原,鈦液中全部是FeSO,此時(shí)冷凍鈦液,F(xiàn)e即達(dá)到過(guò)飽和狀態(tài)而大量結(jié)晶析出,過(guò)濾即可除去大部分鐵鈦液中剩下的未結(jié)晶的FeSO,待水解生成偏鈦酸進(jìn)行水洗時(shí),用水洗除去。由于濾餅的FeO質(zhì)量分?jǐn)?shù)超過(guò)90×10時(shí),產(chǎn)品白度將受到影響。所以可采取漂白措施使FeO質(zhì)量分?jǐn)?shù)降低到30×10,并進(jìn)一步除去痕量的釩、鉻、銅等雜質(zhì)。

    經(jīng)過(guò)漂白的偏鈦酸,仍有痕量的鐵雜質(zhì),必須加入0.的磷酸以生成淡黃色的FePO,以進(jìn)一步提高產(chǎn)品白度。

    總之,通過(guò)一系列的清除雜質(zhì)的技術(shù)措施并嚴(yán)格控制,是完全可以提高鈦白粉的白度的。

    來(lái)源:中國(guó)鈦白網(wǎng) 

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