一、產(chǎn)品概述

銳鈦型鈦白粉（化學(xué)式TiO?）是一種優(yōu)良的白色粉末顏料，具有優(yōu)異的光散射能力。其白度高、著色力強、遮蓋力好，同時具備較高的化學(xué)穩(wěn)定性與良好的耐候性。產(chǎn)品無毒無味，對人體無刺激，因此廣泛應(yīng)用于涂料、塑料、造紙、油墨等工業(yè)領(lǐng)域。

二、生產(chǎn)工藝流程

1. 鈦礦粉碎

將鈦鐵礦（主要成分為FeTiO?）用雷蒙機或風(fēng)掃磨等設(shè)備粉碎至符合工藝要求的細(xì)度（鈦礦粉），然后送入儲倉進行計量和儲存，以備后續(xù)酸解使用。

2. 酸解與還原

用濃硫酸分解鈦礦粉，生成可溶性的鈦的硫酸鹽。反應(yīng)為強放熱過程（最高可達(dá)250℃），需使用高沸點濃硫酸以確保反應(yīng)完全。礦粉中的大部分金屬雜質(zhì)（如鐵、釩、鉻、錳等）也同時被分解為可溶性硫酸鹽進入溶液，形成黑鈦液。
為除去鐵雜質(zhì)，需加入金屬鐵將高價鐵（Fe³?）還原為亞鐵（Fe²?），同時為避免亞鐵再次氧化，還需過量金屬鐵將部分四價鈦（Ti??）還原為三價鈦（Ti³?），以穩(wěn)定鈦液體系。

3. 沉降凈化

酸解、浸取和還原后的鈦液是一個復(fù)雜體系，含有可溶性雜質(zhì)（如鐵、釩、鉻、錳的硫酸鹽）和不溶性雜質(zhì)（如未分解的鈦礦、沙粒、硅鋁膠體及早期水解的鈦）。
可溶性雜質(zhì)可在后續(xù)結(jié)晶、水洗過程中去除；不溶性雜質(zhì)中，大部分可通過重力自然沉降除去，而硅鋁膠體等微小顆粒因動力穩(wěn)定性高，需添加沉降劑強化沉降，使鈦液澄清。

4. 洗渣（殘渣處理）

沉降后的泥渣中含有大量可溶性與不可溶性的鈦。為保證鈦回收率，通過板框壓濾機壓濾回收大部分可溶性鈦，不溶性鈦和其他未溶解雜質(zhì)作為廢渣排出。

5. 結(jié)晶（除鐵）

結(jié)晶的目的是降低鈦液溫度，使FeSO?·7H?O（綠礬）結(jié)晶析出。常用方法有兩種：

• 冷凍結(jié)晶：利用液氨、氟利昂或溴化鋰等制冷介質(zhì)蒸發(fā)吸熱，使冷凍鹽水降溫，再通過盤管換熱降低鈦液溫度，F(xiàn)eSO?過飽和析出。

• 真空結(jié)晶：利用溶液絕熱蒸發(fā)原理，通過閃蒸使鈦液中水分快速蒸發(fā)并吸熱，從而降低鈦液溫度，使FeSO?過飽和結(jié)晶。

結(jié)晶后的綠礬經(jīng)分離除去，從而降低鈦液中的鐵含量。

6. 鈦液壓濾（精濾）

沉降后的鈦液中仍含有肉眼不可見的懸浮雜質(zhì)，會影響產(chǎn)品外觀。因此采用板框壓濾機，以木炭粉、硅藻土或珍珠巖為助濾劑進行精密壓濾，利用助濾劑的強吸附作用去除不溶性雜質(zhì)，實現(xiàn)鈦液的凈化。

7. 濃縮

濃縮是將精濾后的鈦液濃度提高至水解要求的水平。鈦液沸點較高，且高于水解臨界溫度，故需在低溫下進行。利用真空狀態(tài)下沸點降低的原理，使鈦液在低溫下沸騰蒸發(fā)水分，從而提高鈦液濃度。

8. 水解

水解是鈦液中的二氧化鈦從溶解態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)楣滔嗨隙趸仯ㄆ佀幔┑倪^程。鈦液具有離子溶液和膠體溶液雙重性質(zhì)。

• 當(dāng)pH＞0.5時，鈦液會發(fā)生水解。

• 在高游離酸條件下持續(xù)加熱至沸騰，也可引發(fā)水解。
  通過控制加熱速度，使水解按所需速率進行，生成符合粒徑要求的水合二氧化鈦粒子。

9. 水洗

水解生成的水合二氧化鈦中夾帶硫酸及鐵、鋁、錳、銅、鎳、釩、鉛等雜質(zhì)離子。若這些雜質(zhì)隨物料進入煅燒工序，會形成有色氧化物，污染產(chǎn)品外觀。
利用水合二氧化鈦不溶于水而雜質(zhì)離子溶于水的特性，通過水洗（洗滌用水與固相中雜質(zhì)離子的濃度差）將可溶性雜質(zhì)除去。洗滌水對鐵及其他固體雜質(zhì)含量有嚴(yán)格要求，以防止二次污染。

10. 漂白

初水洗后的偏鈦酸在適當(dāng)濃度下加入濃硫酸，使部分偏鈦酸轉(zhuǎn)化為硫酸氧鈦，再加入鋁粉將四價鈦還原為三價鈦。漂白后料液中保持一定量的Ti³?，可在后續(xù)水洗時將可能被氧化為Fe³?的雜質(zhì)再次還原為Fe²?，從而更徹底地洗滌偏鈦酸。

11. 鹽處理（煅燒前改性）

煅燒前向偏鈦酸中加入不同類型的添加劑（鹽處理劑），目的是在煅燒過程中調(diào)控溫度、促進晶型穩(wěn)定，使成品TiO?具有良好色相、光澤、著色力、遮蓋力、低吸油量、適宜晶粒尺寸及良好分散性。

• 加入鉀鹽：產(chǎn)品疏松、潔白，降低脫硫溫度，提高著色力等顏料性能。

• 加入磷酸：改善質(zhì)地柔軟度，增加白度，提高耐候性。

12. 煅燒

將水合二氧化鈦（偏鈦酸）在高溫下進行脫水、脫硫及晶型轉(zhuǎn)化，最終轉(zhuǎn)變?yōu)殇J鈦型二氧化鈦。煅燒過程依次除去游離水、結(jié)合水和三氧化硫，在高溫區(qū)完成晶粒整理和晶型定型，得到二氧化鈦顆粒料。

13. 粉碎與包裝

煅燒后的物料存在部分結(jié)塊，需進行破碎。物料在雷蒙機內(nèi)經(jīng)高速旋轉(zhuǎn)的磨輥與磨環(huán)撞擊粉碎，再通過分級葉輪分級：粗料返回粉碎室繼續(xù)粉碎，細(xì)料進入袋濾器，經(jīng)星型下料器、螺旋輸送器送至成品料倉，最后進行包裝，即為銳鈦型鈦白粉成品。