铝板带轧制包括以出产中厚板及铝卷为主的铝板带热轧和以出产铝板带、箔轧为主的冷轧。所用的铝轧制工艺光滑剂首要有热轧铝板用乳化液、冷轧铝板用轧制油、铝箔用轧制油、冷轧铝板用油水分施技能等。铝热轧用乳化液由热轧油及水分配而成，乳化液的浓度通常在2~10%的规模，其间水相大约占乳化液90~98%的份额，因而，铝热轧乳化液中的水对铝热轧的出产及板带质量起到非常重要的效果。本文将对铝热轧乳化液配液用水及相关影响要素进行扼要论说一、水及相关水的分类水（H?O）是由氢、氧两种元素组成的无机物，在常温常压下为无色无味的通明液体。水可分为：硬水（天然水）、软水和去离子水等。硬水是含有钙离子（Ca2＋）和镁离子（Mg2＋）及其它能溶于水的离子的水。软水是仅去除了硬水中钙、镁离子的水。去离子水则是指经过离子交流设备将水中的阴、阳离子悉数去除的水。依据水的硬度能够将水分类为：硬度/(mmol·dm-3) >4.5 3.0~4.5 1.5~3.0 0.5~1.5 <0.5称号 极硬水 硬水 中硬水 软水 极软水一般可选用硬度、电导率来衡量水的纯度。水的硬度就是水中钙、镁离子的总浓度，而电导率为水中离子导电才干的巨细。天然水：除了含有Ca2＋，Mg2＋离子外，还包括有其它一些离子，这些离子对水质有各自不同的影响。软水（钠离子交流水）：水经过钠离子软化除掉水中的Ca2＋，Mg2＋。该水的特色：所得水的硬度减低，但pH不变；水中阴、阳离子的总量根本不变，Na＋的含量会显着添加，电导率根本不变；因为再生剂为NaCl，所以钠离子软化水中，氯离子（Cl-）含量要高于原水中的氯离子含量。去离子水：因为去除了一切溶在水中的离子，所以水的硬度和电导率均有大幅的下降，利于出产运用。电导率反映了水中阳离子和阴离子的量，离子含量越高，水的电导率越大，水的纯度越低。例如：某天然水的硬度和电导率必定，那么所制软化水的硬度会大大下降，电导率却根本不变，所制去离子水的硬度和电导率均会大大的下降，一般状况下，去离子水的硬度根本挨近0，而电导率也会在3uS/cm以下。二、铝热轧乳化液配液水的挑选和影响要素1、选用天然水配液，天然水中钙、镁离子对乳化液的损害最大。钙、镁离子能够与乳液中的乳化剂及某些有效成分构成不溶物，从而对乳液的安稳性和有效成分的成效发挥方面带来大的影响，它们不只影响到乳化液的安稳运用，一起或许影响到轧制出产的正常进行。除钙、镁离子外，水中其它离子对乳液也会有不良影响，如Na+含量过高会添加水腐蚀倾向，下降乳液中有效成分的化学吸附性等。用高硬度的水制造乳化液，其间的硫酸盐或氧化物存在，也会下降乳化液的安稳性。如下为几种首要离子或许带来的影响。水中所溶有离子对水质的首要影响：1、Ca2＋，Mg2＋（钙、镁离子）：与碱性物质反响构成不溶物，如交流器内结垢；能与乳化液中的相关有效成分反响。2、Cl- （氯离子）：腐蚀性离子，对金属发生点蚀；使水中含盐量添加。3、SO42-：（硫酸根离子）：添加水的含盐量；与Ca2＋结组成硫酸钙水垢。4、HCO3-：（碳酸氢根离子）：分化会发生碱性腐蚀；蒸汽中发生CO2腐蚀。5、Na＋（钠离子）：添加水的含盐量；添加水的腐蚀倾向。2、选用软化水配液，因为钙、镁离子的损害较大，为此，人们选用钠离子交流树脂，将一价的钠来替代二价的钙、镁，这样从必定程度上下降了钙，镁离子所带来的损害。用钠替代钙，镁后，水的硬度下降了许多，不过乳液中金属离子的含量并没有削减，所以电导率并不会显着改变。假如所选用的天然水具有较高的硬度，那么在制备钠离子交流水时将有很多的Na＋离子以及必定含量的Cl-离子会进入到乳液中，成为乳化液中首要的离子。当乳化液中的Na＋离子及Cl-离子含量较低时，它们对乳化液的运用以及出产带来的影响常常较小。不过跟着轧制的进行，乳化液的水不断蒸腾，乳液中的离子却不会蒸腾，这些离子不断堆集，它们的损害开端不断加大。如跟着水中钠离子含量的增高，导电性增大，腐蚀速度加快，因为这时水的电阻削减，腐蚀电流易经过，从而使电化学效果加快。此外，钠离子离子半径小，穿透才干强，极性强，跟着它的含量的不断集合，很多的钠离子会在必定程度上损坏有效成分分子在轧辊上的化学吸附，从而对乳化液的光滑效果受到影响，而很多钠离子所构成的钠皂会恶化乳液分离性，影响光滑性，一起随同泡沫呈现，进一步恶化光滑性，所以当Na＋离子含量过高时，或许呈现表面粘铝等缺点，此外，钠离子含量过高，也或许加液运用量。这种状况，在某客户处曾呈现，因为所运用软化水（钠离子交流水）的电导率过高，很多钠离子敏捷堆集，当乳液的电导率抵达1500uS/cm后，轧制的表面质量开端呈现问题。该用户更换了去离子水后，他们的出产和乳液的运用都得到了显着的改进。如上所说，氯离子的存在简单对金属发生点蚀，也会加快腐蚀反响的进行；3、选用去离子水配液作为铝热轧乳化液配液用水而言，去离子水是最佳的挑选。配液用水选用去离子水能够从根本上消除来自水质或许对乳液带来的影响，水中离子或许带来的损害将不复存在。Ca2＋，Mg2＋的直接损害，及Na＋，Cl-等离子的累积所发生的损害将会下降到最低。那么，在日常乳化液运用中，板材轧制进入到乳液中的金属离子，就能够经过日常的保护来消除或减轻，这样，乳化液就能够更好地、长时间地为轧制的安稳进行和取得杰出表面质量而效劳。三、铝热轧乳化液配液用水目标和相关配液要求1、配液用水一般检测项目和目标要求：项目 检测成果硬度(ppm) 0电导率(uS/cm) <10~20pH 6-7氯离子含量（ppm） 0除了对配液用水的目标有必定要求外，铝热轧乳化液配液时也需对配液水的温度及配液方法等做必定要求。2、配液水温度配液水的温度最好大于40度，水的表面张力很大（73），在其界面上不潮湿油，很难将油乳化到水里，而热水的表面张力相对较小，可所以油的粘度变小，热运动有利于有分子运动和涣散，加之，乳化剂的合理运用，以及必要的循环等机械剪切力，能让油珠较好地涣散到水相中，构成较好的水包油型的乳化液，并在铝热轧出产中得到好的运用。3、配液方法就铝热轧而言，所用乳化液多呈亚安稳状况，对颗粒度散布或乳化液的安稳性有较严厉的要求，因而，对配液时的加油方法、体系循环等也有必定需求。制造铝热轧乳化液，需将轧制油加入到水中制造，若轧制油的乳化性很好，能够直接将乳化液加入到水中，拌和，可很快构成乳化状况的乳化液。但大多轧制油制造时，需要在循环泵前加液，凭借循环泵的机械剪切力，才干构成油珠散布合理的，合适热轧出产的水包油型乳化液。四、定论铝热轧用乳化液中的水相占有很大的份额，挑选的配液水对乳化液的安稳性及板带的出产和质量有着至关重要的效果。作为铝热轧乳化液配液用水而言，去离子水是最佳的挑选。配液水目标检测和操控和配液水温度及配液方法的挑选对取得杰出的出产和铝板质量也非常有利。

克莱麦克斯40年代的研讨发现，增大烃油用量能够进步钼矿石粗选的钼回收率（见图1），能够进步中矿（连生体）上浮量（见图2）。可是，实践中，进步烃油用量比较困难，即便只加227g/t烃油和91g/t2#油，对0.5%~0.7%MoS2钼矿石，所发生泡沫层依然浅陋，难以操作，再增加烃油已不或许。 图1  烃油用量对辉钼矿收率影响  图2  烃油与中矿浮游量     烃油不溶于水，经机械拌和“破坏”成小油滴进入矿浆。这种油-水涣散相是一个不安稳的系统：较大油滴会因为与水的密度差而漂浮分出；细微油滴因界面面积大增，引起系统的热力学不安稳，界面能构成很大聚结力，使小油滴吞并，终究构成足以按重力分出的大油滴。显着，油滴愈小，吞并进程愈长，涣散的时刻愈久。别的，当矿浆参加的烃油量增多，小油滴数增多，磕碰、吞并将更快。     乳化剂是具有亲水也有亲油基的表面活性剂，它的参加，会吸附在油-水界面上，使界面的表面张力下降，油-水涣散相安稳，而避免了小油滴的吞并。因为接连相是水相，要求构成的乳化液应为水包油型（O/W）。     显着，强化机械拌和，尽量使油滴变小，或增加浮化剂，使油-水涣散相趋于安稳，都可进步烃油涣散程度，进步其浮选作用。     60年代曾研讨运用超声波来涣散火油。在超声波作用下，火油液滴变小，油-水涣散相得以安稳，用以捕收辉钼矿作用进步。     克莱麦克斯在实验室曾对许多工业乳化剂作过测验，其间有树胶，如黄蓍胶、阿拉伯胶等；土耳其磺化红油；潮湿剂，如气溶胶和多种皂类。但当用烃油和浮选辉钼矿时，这些乳化剂都有害于钼矿石浮选，对烃油捕收剂起相反作用。[next]     最终，经以数百种表面活性剂中筛选出阿蒂克·辛太克斯。它与烃油兼并运用，可进步烃油增加量，当加454g/t烃油、14.6g/t2#油和22.7g/t辛太克斯后，辉钼矿回收率进步2％，见图3及图4。别的，因为耗量大减，总的药剂费用增加不多。显着，和辛太克斯用量间应坚持平衡，若全由辛太克斯替代，则粗粒易浮、而辉钼矿过多损失于细等级；另一方面，2#油用量太多，细粒级钼回收率上升，但粗粒中矿上浮缓慢；若两者用量都过大，泡沫中矿泥量增加，粗粒中矿削减。辛太克斯可使粗粒中矿上浮，所认为获合格钼精矿，粗精矿的再磨、细磨显得很必要。 图3  烃油与粗精矿档次  图4  各种药剂对粗磨影响     辛太克斯于1942年用于出产，它可称作硫酸化椰子油皂。任慧珍等人用红外光谱侧定的图谱见图5。 图5  辛太克斯VBC红外光谱图     克莱麦克斯选厂证明，辛太克斯比十二烷基硫酸钠作用略高一些。这与选厂所用循环水中Ca2+离子浓度较高，不与辛太克斯沉积，与后者易生成十二烷基硫酸钙的沉积而失效有关。若选矿用水改为去离子水后，两都作用并没大的不同。[next]     增加辛太克斯后能很多增加烃油，且削减2#油耗量。辛太克斯增加量对进步MoS2回收率作用显着，但一起又会下降粗精矿中MoS2的含量（见图6） 图6  辛太克斯、蒸汽油对辉钼矿浮选的影响     蒸馏水的表面张力为7.26×10-2N/m，当加有辛太克斯的水溶液、表面张力显着下降，见图7。当辛太克斯浓度超越1.0g/t后、系统表面张力降至3×10-2N/m以下。此刻界面表面能与烃油（3×10-2N/m）、辉钼矿（2.4×102N/m）的共同。这或许也是烃油能被乳化及辉钼矿易吸附，系统热力学安稳的原因。 图7  辛太克斯溶液的表面张力     加有辛太克斯的矿浆，辉钼矿的ξ-电位如图8和图9所示。图示这样系统里，辉钼矿的ξ-电位不受PH和辛太克斯浓度的影响。这表明辛太克斯能吸附在辉钼矿的“棱”上，使ξ-电位安稳在-28~29mV间。 图8  含6.110-3mol/L辛太克斯水溶液中 辉钼矿ξ-电位与PH联系 图9  PH＝8时，ξ-电位与辛太克斯浓度     克莱麦克斯公司自1942年研发并初次应用了辛太克斯L（Art Syntex L）以来，辛太克斯已广泛应用于国外主产钼矿选矿厂。辛太克斯也已连续呈现“L”、“M”、“A”、“IG”、“T”及“HD”等牌号。辛太克斯VBC是近年呈现的又一种新牌号。许多牌号产品虽都称为辛太克斯，但实则成份不完全相同。[next]     沈阳有色金属研讨所自1980年起开端研发作业。任慧珍等人经对辛太克斯VBC分析后，依据它的结构将其称作“硫单甘酯”，并用椰子油及组成脂肪酸两种不同质料，出产出四种类型的“硫单甘酯”，经红外光谱和核磁共振等检测，研发的“硫单甘酯”与辛太克斯结构共同，浮选作用附近。 李长忱、金成江用硫单甘酯选别金堆城钼矿石的实验室研讨成果列于表1。         表1  硫单甘酯浮选比照实验矿样药剂（质料与工艺）细度（% -200目）产率（%）档次（%Mo）回收率（%）药剂耗量（g/t）硫单甘酯蒸汽油火油柴油松醇油A椰子油30#506.551.37092.5160410  25脂肪酸37#505.451.69092.8580410  25辛太克斯VBC506.701.34092.9180410  25惯例药剂608.401.02088.63  200 150B椰子油30#505.601.60691.5615 330 92脂肪酸37#505.241.60690.1115 330 92辛太克斯VBC505.311.61690.7715 330 92惯例药剂604.911.71391.50  200 190C椰子油醇溶液519.770.90992.4810  18094椰子油水溶液519.160.92992.0710  18094脂肪酸醇介质518.3510.4091.3210  18094脂肪酸水介质518.0911.0191.5010  18094惯例药剂6211.800.72692.39  140 137         A、B样是硫单甘酯不同小型组成条件下的比照实验，C样则是工业扩展实验组成产品的浮选实验。显着，在放粗磨矿细度条件下（由60%-200目放粗到50%-200），不管那种产品，均取得与辛太克斯VBC根本共同的成果。     硫单甘斯用于金堆城钼业公司一选厂的工业实验成果见表2。   表2  金堆城一选厂硫单甘酯实验成果 药剂耗量（g/t）球磨功率 （t/h·台）原矿档次 （%）粗选回收率（%）精矿档次（%）精选回收率（%）总回收率（%）火油柴油松醇油硫单甘酯实验前197 153 10.060.11885.2752.6096.0280.62实验后27155758.211.760.11086.6251.0395.7581.32比照-140+155-788.21.67 （+16.5%）-0.008+1.35-1.57-0.27+0.7     试前磨矿细度约为（71%~77%）-200目，实验里放粗至58%-200目，使选厂处理才能进步16.5%，粗选回收率进步1.35%，总回收率进步0.7%。作用是显着的。     硫单甘酯在小寺沟的实验成果也很好。第一次工业实验里，在原矿中混入部分难选灰岩钼矿（平常药剂条件下会使钼收率下降）。当参加硫单甘酯，粗选2#油由75g/t降至34g/t、别离精选火油由25g/t升至80g/t。粗选回收率没进步，但别离浮选作业回收率进步6％，使总的浮选回收率增加4.97％。第2次工业实验里，矿石为易选的斑岩钼矿石，当增加6g/t 9#硫单甘酯后粗选回收率进步了2.52％，精选回收率进步0.61％，总回收率进步2.71％。粗选2#油由75g/t降至34g/t，别离精选2#油22g/t增加到87g/t。     金堆城钼业公司和石油化工科学研讨院协作，组成了与辛太克斯VBC类似的药剂—— PF100。钼矿石浮选选用PF100后，泡沫增多，泡变小，泡沫构成加速，对进步粗选钼回收率显着。选用PF100浮选小寺沟钼矿石时，发现矿浆浓度对进步钼回收率有很大影响，见表3。 表3  PF100矿浆浓度对浮选小寺沟矿石影响粗选浓度（%）产率（%）品   位（%）钼回收率（%）精矿尾矿原矿30 373.58 7.033.29 1.740.014 0.00980.131 0.13289.74 93.05     PF100浮选杨家杖子矿务局岭前矿的实验成果见图10。 图10  柴油PF100对浮选影响     在国产几种烃油涣散剂中，北京矿冶研讨总院研发的S-11是和辛太克斯药剂浮选作用类似，而结构不同的新药剂。[next]     辛太克斯质猜中甘油缺少，椰子油依靠进口，出产成本较高。S-11为石油化工副产品乙二醇和脂肪（AES）组成产品。质料来历广泛。 S-11为阴离子型表面活性剂，HLB值（水油度）约为12~13，首要有用成份为脂肪酸二乙二醇单酯硫酸钠，结构式及与辛太克斯对照见图11。              H     O                ︱    ∥               H—C—O—C—R    H     O     ︱          ︱    ∥    H—C—H      H—C—O—C—C11H23    ︱          ︱           O        H—C—O—H O     ︱          ︱    ∥    H—C—H   O  H—C—O—S＝O     ︱    ∥     ︱    ＼    H—C—O—S＝O    H     O—Na   ︱    ＼             H     O—Na辛太克斯（Syntex）        S-11      图11  S-11与辛太克斯结构式     S-11在运用时，对钙、镁离子不灵敏。S-11在较高温度（特别高于40后）易水解。它在碱性介质中，酯基水解成脂肪酸；在酸性介质中，水解成单酯和硫酸。因此，在保存和应用时，应坚持介质的碱性环境。 辛太克斯与S-11捕收作用比照见表4。浮选作用见表5。 表4  S-11与辛太克斯对照（浮选条件相同）药剂粗选功率（%）粗精矿档次（%）S-11+CO-11（烃油） 辛太克斯+蒸汽油92.78 91.190.98 0.86 表5  S-11浮选作用矿  样给矿细度（%-200目）粗选目标总目标回收率（%）档次（%）回收率（%）档次（%）金堆城混合样4593.5212.3386.8155.50矿  样给矿细度（%-200目）回收率（%）档次（%）CuMoCuMo铜山口铜钼矿石70（一段）88.15~89.8377.00~80.1322.18~22.770.46~0.49     由表4可见，S-11与辛太克斯作用附近。铜山口铜钼矿石，当用S-11时，只需要一段磨矿到70%-200目即可与两段磨矿（75％-200目，90％-200目）浮选目标适当。     显着S-11浮选作用可与辛太克斯比美，其报价低廉，宜推行。     作为烃油的乳化剂，除了克莱麦克斯所研讨过的辛太克斯与十二烷基硫酸钠外，日本和田正夫、真岛、户田等人报导，在用火油作辉钼矿捕收剂时，非离子型表面活性剂也是有用的火油乳化剂，实验成果见表6。     聚氧乙烯（OE）的个数对表面活性剂水油度（HLB）有很大影响，OE个数增多，HLB值加大，表面活性亲水性增强，乳化功能加强。其间，或许壬基基聚氧乙烯醚乳化作用要较好一些。 表6  非离子型表面活性剂对火油捕收辉钼矿的浮选影响活性剂称号HLB粗精矿档次（%）回收率（%）MoS2FeMoS2FePOE油醇醚839.8711.3890.735.3POE月桂醇醚1941.1010.8490.432.6POE油酸脂941.4611.3892.835.6POE油酸脂1241.2211.1393.233.7POE油酸脂1639.7011.5695.137.9POE壬基基醚845.4411.7193.132.8POE壬基基醚1238.4012.6595.342.9POE壬基基醚1639.0112.6594.041.6无浮化剂/39.249.5788.329.4

纯铜就像纯铝一样粘，加工不易,中因此工业使用纯铜加工液进行加工。&nbsp;&nbsp;&nbsp; 纯铜也产生长且连续的切层，这种切层会干扰切削过程，但此问题可由加硫或铅来克服。&nbsp;&nbsp;&nbsp; 黄铜为锌及铜之合金，易于加工，产生不连续之切屑，它的机械加工性会因铅的加入而增加。&nbsp;&nbsp;&nbsp; 一般来说，黄铜及铜可用水溶性切削油来加工。&nbsp;&nbsp;&nbsp; 有些切削油含有强碱、脂肪酸及硫，它们对铜有腐蚀作用，所以选择适当的油是很重要的。当非常注重表面光度时，可选用无腐蚀性之水溶性切削油或低粘度含脂肪矿物油的切削油。加工困难的合金包括青铜合金及含有镁、铝、磷之合金，则可使用极压添加剂和脂肪含量较高的油性切削油。&nbsp;&nbsp;&nbsp;金属 加工成型就是以机械切削方法将 金属 的一部分切除，以改变其外型。而任何一种切削方法的基本物理意义差异并不大，事实上真正的差异在于切削速度、切削角度及外观，当然切削方法、工件材料及切削工具的使用，亦有所不同。&nbsp;&nbsp;&nbsp; 在大多数情形下，我们首先要决定的是应该用油性切削油、水溶性切削油或合成切削油。而最后决定因素常常只是简单的考虑到工厂的目前设备、卫生的顾虑、使用者的嗜好和经济上的因素。&nbsp;&nbsp;&nbsp; 在 金属 加工过程中，为了降低切削时的切削力，及时带走切削区内产生的热量以降低切削温度，延长刀具的耐用度，从而提高生产效率，改善工件表面粗糙度，保证工件加工精度，达到最佳的经济效果，通常使用 金属 加工液。因此，切削液的主要作用有以下四个方面：润滑、冷却、清洗及防锈。&nbsp;&nbsp;&nbsp; 不同类型的切削液所体现的作用也所不同。水溶性切削油冷却性能比较好，防锈性能差；高粘度油性切削油润滑性能好，冷却性能差，全合成油性切削油各方面的性能都很突出。&nbsp;&nbsp;&nbsp; 一般水溶性切削油为浓缩液，使用时再依需要比例加水稀释。稀释后的水溶性切削油称之为乳化液。水溶性切削油的组成为矿物油、乳化剂、防化剂、防锈添加剂与其它添加剂。&nbsp;&nbsp;&nbsp; 矿物油和乳化剂混合，加入水中会发生乳化作用，形成水包油型的悬浮液（O/W），这种溶液称为乳化液，矿物油的选用和油性切削油相同，需要含有较少的芳香烃基。&nbsp;&nbsp;&nbsp; 在显微镜下会发现乳化液并不是溶解液，而是油滴悬浮或分散在水中。每一个油分子表面有层负电荷，可以防止油滴合并，这种功效维持了水性切削油的安定性，负电荷的形成，以肥皂水为例，肥皂分子是由斥水性碳氢化合物，键结一个亲水性负极，使肥皂分子外形像蝌蚪。&nbsp;&nbsp;&nbsp; 斥水性正极（尾部）深入油滴中，亲水性负极（头部）存在于油/水交界面，因为同性电荷相斥，油滴虽然在溶液中游走，但不会接触，因此形成乳化液的安定性。&nbsp;&nbsp;&nbsp; 乳化液依悬浮油滴大小来加以区分，如果油少、乳化剂多，则油滴较小；如果油多、乳化剂少，则油滴较大。&nbsp;&nbsp;&nbsp; 乳状乳化液油滴较大约2-4&mu;m，因为反光较差，所以呈现白色。澄清乳化液油滴较小约0.5-1.5&mu;m，因为光线较易通过，所以呈澄清状。&nbsp;&nbsp;&nbsp; 乳化液安定性的维持是依靠油滴外层负电荷互相排斥而产生安定性，因此任何电荷中性剂的介入，都会破坏它的安定性。乳化液最大的敌人是酸和盐类，当这些具有双电荷的物质介入时，会分解为正离子和负离子，这些为数众多的离子，会破坏油滴负电荷层的平衡，使油滴合并，产生沉淀。&nbsp;&nbsp;&nbsp; 酸碱值（PH值）是衡量液体酸性和碱性的指数，纯水为中性，PH=7；酸的PH&lt;7；碱性的PH&gt;7。大部分可溶性切削油是由肥皂硫化物和非离子性乳化剂混合而成，一般为弱碱性，PH值介于8.5~10之间。PH值较高时，容易使皮肤脱脂造成伤害；PH值较低时，会使乳化液失去安定性。纯铜加工液在选用时一定要结合所应用的材料的特性来选择。&nbsp;

钛液的过滤又称操控过滤，通过沉积和别离硫酸亚铁后的钛液，在进入水解有的应该是非常纯洁的，不含任何不溶性杂质。但是在别离硫酸亚铁的粗滤进程中仍有少数极细的悬浮杂质穿滤而混入钛液中，别的由于经冷冻结晶、别离亚铁后的钛液温度和粘度进一步下降，又有部分肉眼看不到的细微胶体杂质沉分出来，有必要进一步过滤别离后才干运用。由于这些带电的细微胶体微粒比表面积很大，不只表面会吸附有害的重金属离子影响产品的化学纯度和外观白度，并且这些杂质粒子在水解时会构成不良的结晶中心，影响水解产品的粒子结构，构成晶格缺陷，使杂质离子混入晶格，导致钛的光学性质、颜料功能下降。这是硫酸法钛生产中由黑变白前的最终一道净化进程，应该特别留神，否则会构成无法弥补的结果。     工业生产中的操控过滤一般选用加压过滤，大多数运用板框式压滤机。在加压过滤中，过滤速率与过滤面积及过滤面积上的压强成正比，与滤液的粘度和滤饼的厚度成反比，一般情况下温度升高、粘度下降可进步过滤速率。     由于铁液归于淡薄的胶粘溶液，其间胶体杂质颗粒很细，在气温较低时乃至还有细微的硫酸亚铁晶体进一步分出，加上钛液在高温下不安稳的特性，不行能在过滤时把温度升得太高(一般不大于40℃)。假如加大过滤压力不只会有细微的颗粒从滤布缝隙中挤出，并且会因滤布的孔眼阻塞而使过滤速度减慢直至过滤进程中止。在这种情况下可以通过添加助滤剂，在过滤介质上构成一层助滤层，这种辅佐过滤颗粒可以添加孔隙率、削减滤饼紧缩率、防止滤孔阻塞、进步过滤功率、添加过滤流通量。助滤剂的挑选应契合下列准则。     a.过滤助滤剂应在溶液中不分化，不与被过滤的溶液发作化学反应；     b.过滤助剂的颗粒有必要在溶液中易涣散，具有较好的悬浮性，构成的滤层疏松、多孔、吸附功能好；     c.助滤剂的粒度均匀，并在必定的粒度散布范围内、颗粒较坚固、不行紧缩、在压滤时不破碎；     d.报价低廉、来历丰厚，运用后的助滤剂可与滤饼一起弃去。     过滤钛液时常用的助滤剂有:硅藻土、木炭粉、木粉、白土、稻壳灰、纸浆等。     硅藻土是一种古代单细胞硅藻微生物残骸的沉积物，其主要成分为SiO2、A12O3、Fe2O3、CaO、MgO等，其间SiO2含量80%~85%，相对密度2.1~2.5，耐酸功能好，色彩有多种呈土状不透明，以白色质量最好，硅藻土有天然品和加工品之分。钛液过滤用的硅藻土一般是通过酸洗、枯燥后的烧制品，经加工后的硅藻土SiO2含量较高(SiO288%、A12O32.0%、Fe2O31.3%),粒度在150目左右(筛余7%)，用量0.5kg/m2左右，助滤层铺设厚度lmm左右。     木炭粉一般是用木材先烧成木炭，然后再破坏制得。木炭粉由于其颗粒近似球形、孔隙率大有利于过滤，并且质量较轻简单涣散，它的表面孔隙率很有利于吸附胶体颗粒；其灰分含量应＜10%，细度80~120目，不含MnO和Fe2O3等防止下降钛液中的三价钛含量，用量一般1kg/m2，助滤层铺设厚度1~3mm。     稻壳灰由多孔硅酸物质组成，SiO2含量大于90%，有较好的吸附效果。     木粉和纸浆都归于纤维素类，不只具有多孔性，并且与快速活动的钛液相触摸能发生负电荷，然后可以捕集溶液中带正电荷的胶体粒子，常与硅藻土等联合运用，缺陷报价较贵。     钛液的过滤操作，一般是先把助滤剂用水(或小度水、淡废酸)打成浆泵入过滤机，使助滤剂在滤布上构成一层均匀的助滤层，直至循环液弄清时中止，然后再把待过滤的钛液泵入过滤机内循环过滤，查看滤液弄清度契合标准后，中止循环进行接连过滤。当过滤压力越来越高、滤液流量越来越少时，阐明滤布孔眼已被阻塞，此刻应中止过滤，拆机洗刷滤布，从头按上述过程操作，切忌使用进步过滤压力来强行过滤，防止细微颗粒穿滤构成弄清度不合格。在冬天由于钛液粘度较高，当室温低于冷冻结晶温度时，会有细微业铁结晶出来影响过滤操作正常进行，此刻可用热水把钛液加热到30~40℃，可进步过滤速率。     关于某些产品要求杂质含量很低，外观白度要求很高的产品如食物、医药、试剂和高白度、高亮度的颜料级钛，仅用上述过滤操作是不能满足需要的，有时还要进一步把一些微量的可溶性杂质设法除掉，防止在水解时这些杂质与钛液一起水解而沉积吸附在偏钛酸的粒子表面而混入产品中。     钛液中的可溶性杂质一般分一类是溶于钛液中的硫酸亚铁，由于硫酸亚铁在酸性溶液中不发作沉积，水解后仍存在于母液中，很简单通过水洗除掉；另一类是对产品质量损害较大的金属离子如Cu、Pb、Co、Cr、Mn等，可以通过参加硫酸铜、，让上述杂质生成硫化铜、硫化铅、硫化钴、硫化铬、硫化锰等金属硫化物沉积，这些硫化物在酸性介质下是不溶的，可以通过过滤把它们除掉。由于这些有害杂质数量很少(0.004%~0:01%)，既使悉数转化为硫化物，由于数量少、颗粒细，在过滤时仍有或许穿滤曩昔，硫酸铜的效果是作为这些细微胶体颗粒的载体，使它们可以一起沉积下来。     国外有的工厂对钛液的净化度要求很高，钛液有时要通过三道过滤，即:沉积钛液结晶前过滤(热过滤)、结晶后板框压滤(操控过滤)、浓缩后趁热用管式过滤机再过滤1次(精细过滤)，用这样过滤出来的钛液，生产出的钛白度很好。     查看过滤后钛液的质量有定量分析和定性分析2种。定量法是测定过滤后钛液中的悬浮固体物质的残留量，一般应     二氧化钛含盘/g/L    135~175      铁钛比         0.18~0.37      F值               1.8~2.1       安稳性/mL    ≥400     三价钛含量/g/L         1~5

以钛铁矿为质料经硫酸分化制得的可溶性钛液混浊不清、组成杂乱，既具有溶液离子反响的性质，又有胶体的特征，其间的首要成分可分为两大类:可溶性的硫酸盐，除了以钛和铁为主的可溶性硫酸盐外，还有锰、铬、钒、锡、铜、铌、稀土元素等的硫酸盐；另一类是不溶于硫酸的固体悬浮物，这类固体杂质是l0μm以上的机械杂质，首要是未酸解的钛铁矿、不溶于硫酸的金红石、脉石、锆英石、独角石、泥砂以及钙、铅、碳的化合物等。还有一类是0.1~l0μm的细微固体杂质和胶体，它们占总固体悬浮物数量的20%~30%如：硅酸、前期水解的偏钛酸、铝酸盐等。以上这些杂质假如不铲除洁净，带到产品中后不只严峻影响终究产品的质量，并且使过滤困难，阻塞滤布孔眼，使过滤损耗高以及结晶后的硫酸亚铁脏，纯度差。因而酸解后的钛液有必要净化后才干用于钛的出产，对硫酸法工艺而言净化的第一步就是沉降(沉积)。     一般除掉固体悬浮物最有用的方法是过滤，可是浸取复原后的钛液粘度大、酸性强、胶体物质多，很难用过滤的方法一次完结净化操作，工业出产中都是先选用沉降的方法对钛液进行开始净化，然后再过滤。     沉降是借助于重力的效果，从粗涣散系统悬浮液中别离钛液中的不溶性杂质和部分胶体颗粒。     (1)沉降的方法     沉降的方法一般分空隙沉降和接连沉降。     a.空隙沉降是在一个截面积较大、径高比较小的有耐酸面料的沉积罐中，在沉降剂的协助下进行天然沉降，一般经过6h即可将2/3的固体悬浮物沉降下来，持续延伸沉降时刻，由于溶液中剩下来的极细颗粒受布朗运动的影响，在重力效果下很难沉降彻底，另一部分带电胶体颗粒非常安稳，用重力持续沉降也不简略沉降下来，延伸沉降时刻效果不显着。从表1中能够看出在0~8h内所沉降下来的残渣是溶液中的首要固体悬浮物，而8~24h内沉降效果不大，首要是难沉降的胶体。 表1                                  钛液残渣重力沉降表沉降时刻/h024681024溶液中残渣量/(g/L)18.7418.0426.7026.1055.5155.4765.473     b.接连沉降:接连沉降也是重力沉降的一种，只不过是接连操作出产能力大。接连沉降是把待沉降的钛液与沉降剂一道接连加到增稠器(或道尔型沉降器)中，上层沉降后的清液从溢流口接连排放，沉降后的浓浆集于增稠器的底部，依托一台低速拌和机把泥浆从放料口接连排出，这种方法受沉降效果的限制。另一种空隙式接连沉降，是在上述空隙沉降罐内经过数小时的沉降抽走上层部辨明液，持续放入第二罐物料，再沉降数小时抽走上层清液，接连3~4批后再彻底铲除底部残渣.     (2)沉降剂     在没有沉降剂的协助下，仅靠重力天然沉降很难到达弄清钛液的意图，添加一些高分子絮凝剂或一些带负电荷的物质与带正电荷的胶体悬浮物进行电中和使它的ζ电位下降到零而发作聚沉。常用的沉降剂有：     a.有机絮凝剂适合于钛液沉降的有机絮凝剂不多，这首要是它的絮凝环境严苛，要求絮凝剂本领强酸、耐较高的温度(60~75℃)，并能坚持在较长的时刻内不分化。现在聚酰胺(PAM)改性后的甲基化聚酰胺(AMPAM)是钛职业广泛运用的一种有机高分子絮凝剂。     聚酰胺自身是由酰胺聚合而成的水溶性高分子化合物，分子式为。属非离子型自身不带电荷，在pH6.5时体现最大的絮凝效果。为了使它能在强酸性钛液中运用，有必要对它进行改性，改性是在它的分子链上导入甲基和胺基，使本来弯曲状的聚酰胺分子链扩展开来，不只使原有的极性基团得到充沛露出，并且添加了新的极性基团。经甲醛、二甲胺改性后的胺甲基化聚酰胺出现负电性，能够在60~70℃下于强酸环境中充沛发挥絮凝效果而不降解。     聚酰胺的改性方法如下：传统的改性配比为聚酰胺与甲醛、二甲胺的摩尔比为1:0.75:0.75。先把市售分子量≥400万的聚酰胺(含量约8%)用水稀释至1%，由于胶状的聚酰胺粘性很大能够分次参加，这一溶解稀释进程很长，然后参加甲醛加热至40~50℃，用1%磷酸三钠调整pH至10~10.5，保温拌和1.5~2h进行甲醛化反响，反响式如下。   [next]      由于甲醛中的拨基是极性基团呈正电性，而PAM中的氮原子呈负电性，如溶液呈酸性H+会与NH2-相结合会影响氮原子的负电性，因而该反响在碱性下操作较好。然后再参加二甲胺，持续升温至65~75℃进行胺化反响。      参加二甲胺后保温0.5h即可。     制备胺甲基化聚酰胺，首先要挑选分子量高的聚酰胺，分子量要求不低于400万，不然絮凝效果欠好，最近有选用分子量1000万以上的固体聚酰胺，改性后的产品絮凝效果很好并且用量也较少。在改性进程中由于甲醛不宜长时刻储存，特别是在有水的存鄙人很简略失效，因而选用高质量的甲醛也是改性胜败的关键因素之一，其次二甲胺在高温下易挥发，二甲胺参加的时刻不宜过早。     最近有人研讨发现，胺甲基化是一个可逆反响，在PAM、HCHO,(CH3)2NH3个质猜中的配比二甲胺的份额稍高于甲醛比较好，这样能够避免过剩的甲醛与聚酰胺反响生成的经甲基物脱去经基后生成甲亚胺，而甲亚胺与酰胺反响后会生成不溶物，因而把三者配比改为:1:0.9:1(mol)也能得到絮凝效果较好的胺甲基化聚酰胺。     改性后的聚酰胺中散布着许多的极性基团，因其分子结构中氮原子上有较大的电子云密度，对悬浮颗粒有较强的亲和力，使高分子链在悬浮颗粒之间进行吸附架桥，并且能够下降胶体颗粒的ζ电位，经过拌和使吸附了悬浮颗粒的高分子链相互环绕，絮凝成团而沉降下来。    图1为聚酰胺的结构示意图。依据Michaels的研讨，聚酰胺的水解度大约在33%时的凝集力最大，这说明部分水解后的聚酰胺碳链较直、较长，吸附架桥后环绕的絮凝团体积也较大，因而更简略沉降。        改性后的聚酰胺在运用前再稀释至1/1000左右，从沉积罐中参加。稀释后的改性聚酰胺不宜久存，一般现稀释现用。但国外有人用水解废酸调整改性后的聚酰胺水溶液的pH为2.5~4.5时，可在20~24℃下寄存两星期仍能坚持较好的絮凝效果。[next]     b.无机凝集剂三氧化二锑(Sb2O3)-硫化铁(FeS)是硫酸法钛出产中最早运用的经典凝集剂，它是一种化合价较高，能溶于强酸的沉降助剂，直到现在还在运用。     三氧化二锑一般随矿粉一道投入，在高温酸解时三氧化二锑与硫酸反响生成硫酸锑进入钛液中。                                   Sb2O3+3H2SO4→Sb2(SO4)3+3H2O     在钛液放入沉积罐后，把磨碎的硫化铁均匀地散入沉积罐内，此刻硫化铁与硫酸反响生成，与溶液中的硫酸锑反响生成硫化锑。                                       FeS+H2SO4→FeSO4+H2S↑                                  Sb2(SO4)3+3H2S→Sb2S3↓+3H2SO4    硫化锑的胶团结构为{[Sb2S3]·nHS-(n-x)H+} x - x H，这是一种具有很大容积的带负电荷的溶胶，它与钛液中带正电荷的悬浮粒子及胶体粒子发作电中和，下降了胶体颗粒表面的ζ电位，使涣散状况的胶体颗粒发作凝集。由于硫化锑的密度很大，这些杂质粒子凝集在Sb2S3周围一道敏捷沉降下来。在运用Sb2O3-FeS无机凝集剂时，溶液的酸度(F值)操控要偏高一些，由于不只该反响要耗费一点硫酸，重要的是在酸度低的情况下Sb2O3不只生成硫化锑并且也有或许生成可溶性的硫代锑酸盐而无法除掉。假如不运用Sb2O3，也能够运用硫酸铜，相同硫化铁也能够用来替代。     无机凝集剂(Sb2O3-FeS)是一种经典的凝集剂，它不添加钛液的粘度、不会构成过滤困难、能够凝集较小的胶体颗粒，但沉降时刻较长对稍大的固体悬浮颗粒凝集效果不如AMPAM好，此外H2S气体有毒、污染环境、腐蚀设备，特别是铜(紫铜盘管)和不锈钢设备腐蚀后还会污染产品，可是残留的Sb2O3留在产品中能够避免光色互变现象的发作。     有机絮凝剂(AMPAM)对稍大的固体颗粒絮凝沉降速度快，一般可到达0.25~0.37m/h。尽管经它沉降后的液体看起来很清，但仍有少数极细的胶体颗粒很难一道沉降下来，在聚酰胺絮凝剂加量多的情况下会发作泡沫，添加钛液的粘度。     为了使钛液中的悬浮固体杂质和胶体颗粒都能沉降下来，最好无机凝集剂和有机絮凝剂并用，这样能够获得更好的沉降效果。一般操作方法：氧化锑随矿粉一道参加，待浸取完结放料前从酸解罐内参加硫化铁，这样气体可从烟囱中排出削减对操作人员的损害，然后在沉积罐中参加改性后的聚酰胺。     c.混合沉降剂：这类沉降剂的双组分中既有凝集效果又有絮凝效果，自有机絮凝剂聚酰胺广泛运用以来，这类混合沉降剂已很少运用。比较有代表性的混合沉降剂是单宁酸-牛胶，单宁酸分子式为C6H6O6[C6H2(OH)3COOC6H2(OH)2CO]5它是一种有机酸，分子量1700,含量85%以上。单宁酸与钛液中的四价钛离子生成橙红色的单宁酸钛络合物，带有负电性,可中和钛液中带正电的胶体颗粒而发作聚沉效果。它是一种有机酸能与Al、Be、 Ca、Ti、V、Nb、Zn、Ta等金属元素发作共沉积，曩昔在分析化学中常常用到。牛胶是一种天然的多肽键高分子化合物，它的分子中含有许多—COOH、—OH、—NH2极性基团，这些极性基团可起到胶体颗粒絮凝成团而沉积的效果。     其他沉降剂还有：聚醇与聚酯的化合物，羟里基聚酰胺、摆开粉、烷基磺酸钠、聚酰胺环氧、甲醇酯化果胶等，但实践用的工厂很少。     各种不同沉降剂的沉降效果比照见表2。 表2                      各种絮凝剂的沉降对果比照   项目 成果 品名加量mL/L浓度%沉降时刻/h钛液中残渣量mg/L补白AMPAM 猪皮胶 烷基磺酸钠 Sb2O3-FeS  8 6 40.5 0.5 11 2 2 162 180 170 250      Sb2O32kg/t矿 FeS4kg/t矿[next]      (3)影响钛液沉降效果的首要因素     a.钛液温度对沉降效果的影响，一般温度高钛液粘度下降有利于沉降，但温度太高分子运动加速会构成对流晦气于沉降，对铁液的安稳性也晦气，一般应坚持在50~65℃之间让其天然沉降。冬季保温很重要，夏天相同要注意散热，不然酸解放下来的物料不易发出热量也会影响沉降效果。     b.钛液的浓度对沉降效果的影响，钛液的浓度即钛液的相对密度或钛液中的TiO2含量。一般浓度高粘度大沉降速度缓慢；浓度消沉降速度快，但会添加后道浓缩工序的担负，一般要求不低于120g/L，现场操作一般用密度计丈量。     c.钛液的质量对沉降效果的影响，F值高、三价钛含量高、安稳性好的钛液好沉降与相反安稳性差，无三价钛或发作前期水解的钛液数及矿中SiO2、Al2O3含量较高制得的钛液由于有许多的胶体颗粒存在，沉降干分困难。     d.拌和强度对沉降效果的影响，在运用无机凝集剂的倩况下，由于是离子化学反响需求充沛拌和，但又不能太激烈不然会逸出许多的H2S气体，不只污染环境并且凝集效果木好。在运用改性聚酰胺絮凝剂的情况下，需求的是充沛混匀而不是激烈地拌和，激烈拌和会使大絮凝团分裂为小絮凝团，乃至使高分子长链发作断链，不只起不到絮凝效果还有或许会起到涣散效果(见图2) .因而有的工厂把改性聚酰胺与酸解物料在一混合器内一道同步放到沉积罐内，不必压缩空气拌和。       e.沉降剂的用量对沉降效果的影响，在选用Sb2O3-FeS凝集剂时，Sb2O3的加量是矿粉质量的0.1%~0.2%，FeS的理论用量应是Sb2O3用量的3倍，当然在运用硫含量较高的钛铁矿(如攀枝花钛铁矿)用量可相对削减，在一起运用AMPAM时，Sb2O3-FeS的总用量可相对削减.独自运用AMPAM时，用量添加沉降效果变好，但再添加没有显着的效果，反而有下降的趋势，一般用量为每立方米钛液30~50g(以AMPAM干粉计)，过多还会使钛液发粘、起泡沫。     f.沉降剂的浓度对沉降效果的影响，沉降剂的浓度对沉降效果有较大的影响，一般浓度高，粘度大难以在钛液中涣散，浓度太高还会使高分子链发作弯曲起球而失掉絮凝效果。有实验证明但AMPAM浓度超越0.7%时，沉降效果急剧恶化，一般便角时稀释至0.1%~0.2%。浓度低尽管钛液粘度下降简略涣散均匀，但浓度太低用量增大会减弱钛液的浓度，并且浓度太低的AMPAM也不易久存。     钛液沉降效果的好坏，定性查看一般是取一定量的钛液在布氏漏斗中过滤，用少数水清洗滤纸后查看滤纸(一般看第二张滤纸)上的痕迹深浅来判别沉降效果的好坏。定量查看是取一定量钛液在布氏漏斗中过滤，然后测定其滤纸上的泥渣含量，一般操控在300mg/L左右。也能够用透光率的方法来测定沉降效果的好坏，其方法是把钛液先用30%的把钛液中的三价钛氧化成四价钛，使钛液从紫黑色变成通明的液体，然后目视或用分光光度计丈量透光率，透光率越高沉降效果越好。[next]     沉降后底部的残渣中仍含有少数钛液，应进一步收回，一般是加水(或稀废酸)稀释后过滤，滤液作小度水运用，滤渣再水洗至干后作为无机废物丢掉。     钛液的沉降尽管是一个简略的物理进程，但要求很严，对今后的产品质量、收率、出产进展都有较大的影响，最好一次成功，由于沉降欠好温度下降的钛液无法加温，加温极易引起安稳性下降，乃至发作前期水解。假如沉降效果欠好，温度不是太低的情况下，可把Sb2O3溶解在中后参加到钛液中，再添加少数絮凝剂进行二次沉降，假如还不行只能把上层稍好的钛液分批少数的带到下一批钛液中持续沉降。也可用淡废酸或小度水稀释上层清液，再补加絮凝剂沉降后作为小度水运用，或带到下一批钛液中持续沉降。严峻前期水解、或胶体物质许多无法沉降的钛液是不能用来出产颜料级钛。至于沉降欠好查明是絮凝剂质量的原因，应倒掉重配，切忌妄图用添加用量来改进效果，往往沉降效果相反会更差。     有机絮凝剂不能寄存时刻过长，明胶之类的动物胶极易腐烂变质，改性后的聚酰胺在夏日也不能寄存时刻过长，稀释至0.1%后应立即运用，一般是现稀释现用。     不管运用有机絮凝剂仍是无机凝集剂，都是靠重力效果天然沉降，不免有许多颗粒因各种原因未能沉降下来，特别是从沉积罐中把钛液送往结晶工序时，不管是选用下部放料仍是上部虹吸的方法，都有或许把沉降物带走，为了进步产品质量有许多工厂在结晶前先用板框压滤机过滤1次(又称热过滤)，因而时钛液的温度仍较高(约45~55℃)，粘度低好过滤，这样不只能减轻后边操控过滤的担负，并且结晶出来的硫酸亚铁质量好。     沉降后钛液的化学组成规模一般如下：     二氧化钛含量(TiO2)               120~150g/L     酸度系数(F值)                       1.7~2.0     三价钛(以TiO2计)                  1.0~5.Og/L     安稳性                                  ≥350mL     沉积罐中的残渣首要是脉石、金红石、未酸解或未酸解彻底的钛铁矿，这部分残渣有的出产非颜料级的钛工厂把它作为矿的一部掺到下一批矿粉中从头酸解。残渣的处理一般是先用水、小度水或淡废酸稀释后用泵或真空送至一增稠器内，上层溢流出来的含有可溶性钛的清液作为小度水运用，基层泥浆用板框压滤机过滤、洗刷、吹干后作为无机固体废弃物填埋处理。     沉积残渣的处理，在整个出产工艺中尽管并不重要，但对进步钛液的收率来讲是不行短少的工序。

未经浓缩的稀钛液是不能出产颜料级钛的，因为用稀钛液水解出来的偏钛酸颗粒粗，产品的消色力、底层色相差、吸油量高，别的依据水解工艺的不同，为了操控必定的水解速率，也需要把钛液浓缩到必定的浓度后运用。     钛液中的溶质是硫酸氧钛、硫酸钛、硫酸亚铁等，溶剂主要是水，一般能够经过加热使水分蒸腾而浓缩。但是在常温下钛液的沸点在104~114℃左右，而钛液本身在80℃以上就会水解，为了避免前期水解，钛液的浓缩有必要在真空下低温蒸腾浓缩，不同浓度的钛液在不同真空度下的沸点参见表3-9. 表1                    不同浓度的钛液在真空下的沸点/℃TiO2浓度/g/L-0.092MPa-0.086 MPa-0.079 MPa-0.072 MPa-0.066 MPa220 190 16052.5 51 48.562 59.5 5869.5 67 64.575.5 72 7079.5 76.5 74     从表1中的数据能够看出，不同浓度的钛液真空度越高它的沸点就越低，因而钛液浓缩时的最高温度应不大于70，真空度至少要保持在-0.08~0.088MPa，这样才干取得高质量的浓钛液。假如真空度低，浓缩的温度过高，不只浓缩后的钛液稳定性差，并且会因部分过热形成固相硫酸氧钛结晶阻塞蒸腾器列管，而涣散到钛液中的硫酸氧钛结晶会像晶种相同，不断增大而堆积下来给出产形成不必要的丢失。     工业出产中钛液浓缩一般选用升流薄膜浓缩器，该浓缩器的蒸腾室、别离室、加热列管、进料室等一般运用耐腐蚀的金属钛，蒸汽加热室的外壳可用普通碳钢。待浓缩的物料从底部进入进料室，经过散布板均匀进入加热室的钛列管中，加热蒸汽经过管壁进行热交换，铁液在真空下受热敏捷蒸腾，汽化了的水蒸气夹带着被浓缩后的钛液，成膜状沿管壁以20~30m/s的速度快速上升进入蒸腾室，在蒸腾室中因为体积扩展，流速减慢，经过蒸腾室顶部的气液别离设备进行汽液别离，钛液留在蒸腾室内顺浓缩液溢流管进入浓钛液搜集池。蒸腾出来的二次蒸汽，在混合冷凝器顶用水冷却冷凝后，经过气压冷凝器的气压管(大气腿)排入水封池溢流出来。为了使冷却后的冷凝水能从气压管底部主动溢流排出，避免冷却水和冷凝水流入钛液中，冷凝器下面的气压管有必要坚持必定的高度，以便在管中保持必定的液位，该液柱所发生的压头相当于管外大气压与冷凝器中的气压之差，在真空状态下此气压管的高度至少应不低于10m。下图为钛液浓缩器。       为了下降钛液浓缩时的能耗，有条件的工厂应选用双效串联操作，用第二效发生的二次蒸汽预热钛液或作为榜首效加热室的蒸汽，这样能够削减浓缩时的蒸汽用量。 浓缩后钛液中的TiO2浓度，在选用外加晶种水解工艺时，一般操控在200~230g/L左右；选用自生晶种稀释法水解工艺时，一般操控在230~260g/L左右。

镀锌钝化液，用于镀锌层表面钝化，目的是延长镀锌层的耐蚀性。镀锌作为钢铁件的主要防蚀镀层，在电镀加工量中位居榜首。除因加工单价相对较低外，钢铁件上的锌镀层为阳极性镀层， 当受潮而发生电化学腐蚀时，锌先牺牲腐蚀而使钢铁基体受到保护。但锌本身是两性 金属 ，既不耐酸也不耐碱，在大气中很易生成碱式碳酸锌腐蚀物而长白斑、白灰甚至白毛。镀锌后再作形成锌转化膜的钝化处理，能依钝化效果而不同程度地延长锌本身经受腐蚀的时间。故电镀锌后均要作钝化处理。钝化还有赋予镀层不同色彩色调，及提高其与油漆层之间结合力等其他功能。锌层最终耐蚀性取决于以下几个因素：(1)镀层厚度。可供牺牲腐蚀的锌越多，越耐久。热镀锌层厚度一般大于300 gm，而电镀锌层仅厚5～25 gm。故热镀锌即使不经钝化，耐蚀性也很好，但其加工成本高、色调单一。(2)锌层纯度。镀锌层纯度越高，自身形成微电池腐蚀的倾向越小，越&ldquo;结实&rdquo;而不易遭受腐蚀。锌镀层的纯度依氰化镀锌、碱性锌酸盐镀锌、微酸性氯化物镀锌的次序而下降。故在某些军品、电器产品、汽摩产品上禁用氯化物镀锌。(3)镀锌后钝化的质量。优良的六价铬彩钝抗生白锈的时问比白钝长数倍。经烘干老化或钝化后作封闭处理的又比钝化后不作老化、封闭的要好得多。六价铬钝化工艺，包括高铬钝化、中铬钝化、低铬钝化、超低铬钝化、银白色钝化、低铬黑钝化、超低铬蓝白钝化。钝化后作老化处理，钝化后于40～60℃下烘干，称为老化处理，并非简单的干燥方法问题。湿膜含水率很高，而老化时去掉了膜中部分的水，钝化膜硬度、附着力和耐磨性都提高，彩钝色泽艳丽，耐蚀性明显提高。但烘烤温度过高或时间过长反而不好，钝化膜会过度失水而发生龟裂及严重变色。所以要作高温除氢的镀锌件只能在除氢后再出光、钝化及老化。烘干老化是钝化的必要工序，决不可省去。一种专利的镀锌钝化液，成分包括铬酐、硝酸、硫酸、硫酸亚铁、三氯化铁、醋酸等。各成分配比为：铬酐（２００－２２０）ｇ／Ｌ；硝酸（２４－２８）ｍｌ／Ｌ；硫酸（１２－１８）ｍｌ／Ｌ；硫酸亚铁（６－８）ｇ／Ｌ；三氯化铁（８－１２）ｇ／Ｌ；醋酸５－８ｍｌ／Ｌ；其余为水。用该钝化液钝化后的产品表面色泽一致性好，亮度均匀，有光泽。

在硫酸法钛出产中，第一步就是先把固体的钛铁矿经过酸分化制备成可溶性钛的硫酸盐溶液，一起钛铁矿中的铁和大部分金属杂质也变成可溶性的硫酸盐，以便今后将各种杂质别离。因为偏铁酸亚铁(钛铁矿)是一种弱酸弱碱盐，用强酸(H2SO4)与它反响基本上是不可逆的，反响能够进行得比较彻底。     钛铁矿的酸分化(简称酸解)有干法和湿法。干法是把磨细后的钛铁矿与硫酸混合进行加热、焙炒，待分化完结后加水稀释浸取，取得钛的硫酸盐溶液。该法不能进行大规模的工业化出产，现在在实验室中制备钛的硫酸盐溶液有时还用这种办法。     湿法就是现在遍及选用的硫酸法。湿法从开展的前史来看，曾有过5种不同办法:即液相法、固相法、两相法、加压法和接连法。     液相法:反响一直在液相状态下进行。在这里，硫酸(有用酸)浓度与钛总含量之比值非常重要叫做酸比值，一般以F来表明。选用55%~65%的硫酸酸比值较高(F值3~3.2)，所以得到的钛液绝大部分以正硫酸钛—Ti(SO4)2的方式存在。该办法因为反响时间太长，耗酸、耗蒸汽多，加上F值太高形成今后水解困难，水解率低，工业出产一般不选用此法。实验证明液相法的硫酸浓度即便只要10%，也能取得硫酸钛溶液，但反响时间更长，因为10%硫酸的沸点只要10℃，在98℃下反响8h，酸解率只要30%。     两相法:两相法选用的硫酸浓度为65%~80%，F值操控在1.8~2.2之间，操作时先把硫酸加热至120℃左右，然后参加矿粉持续拌和加热到150~200℃，主反响3h，反响物为糊状物，接着冷却、加水浸取坚持必定的悬浮液浓度，至酸解率到达85%~90%时停止。两相法虽比液相法耗用硫酸少，但反响时间长，酸解率低仍不经济。     固相法:该法是现在硫酸法钛工厂遍及选用的办法，因为它与前两种办法比较具有反响温度高、反响进程短、耗用硫酸少的长处。用这种办法出产的硫酸浓度一般在85%~95%，反响剧烈、敏捷，因为浓硫酸的沸点高，最高反响温度可高达200~250℃，反响一般在5~15min内即可完结，反响放出很多的热，因而动力较省，耗酸也较少，F值一般操控1.7~2.1，所得产品为多孔的固相物，简单加水浸取，酸解率一般能够到达95%以上。     加压法:选用20%~50%浓度的稀硫酸，在一耐腐蚀的受压设备中进行，一般出产人工金红石或电焊条用的金红石有时选用此种办法。     接连法:该法运用和20%硫酸的混合酸，先制得半流体状的反响物，然后再高温固化。加压法、接连法对反响设备的原料要求很高，操作杂乱，在工业化钛出产中没有采用。

锌液中的铝是作为有益元素加入的，对于一般的镀锌产品和镀铁锌合金产品来说，铝是作为改善性能的合金元素加入的，而对于镀铝锌和镀锌铝产品而言，铝则成为镀层中的一个重要组成部分，因而铝的作用更大。下面只介绍镀锌和铁锌合金产品时铝的影响。(1)铝对镀锌过程的作用有两个方面：一是铝抑制铁和锌的反应，钢带进入锌液之后铝首先与铁反应形成一层致密的铁铝化合物薄膜，抑制了铁的扩散，从而使铁锌化合物层的形成和增厚受到阻碍。二是铝有利于锌渣的上浮去除，这同样是因为铝比铁活泼，铝可以将锌渣中的铁置换出来，形成铝锌化合物，从而上浮去除。　　(2)铝对镀锌产品的作用也有两个方面：一是铝提高镀层的附着力，铁铝化合物层能起到媒界的作用，使钢基与镀层紧密结合在一起，从而能提高镀锌板的冲压成形性能，在变形时不致造成镀层脱落。二是铝能提高镀锌板的均匀性，铝使镀层受铁锌反应的影响变得较小，镀层厚薄均匀一致，并同时改善镀锌产品的外观。

有关钛液水解方法的专利和报导许多，但只需2种方法现在仍在各国广泛运用。一种是法国人约瑟夫·布鲁门菲尔德(Joseph Blu-menfeld)在1923年研讨成功的自生晶种稀释法水解工艺，又称布鲁门菲尔德法；另一种方法是麦克伦堡(Meklenberg)在1930年开发成功的，选用以碱中和钛液制备晶种的外加晶种工艺，又称麦克伦堡法或沉积法。几十年来这2种方法的操作细节尽管做了不少改动，但根本原理和根本操作方法简直和本来相同。2种方法所得到的产品质量没有在何显着差异，2种方法都不具有显着优于对方的长处，在操作时外加晶种法水解时对钛液的浓度比较灵敏，而自生晶种稀释法水解工艺对钛液的F值比较灵敏；自生晶种稀释法水解一般选用直接蒸汽加热，外加晶种大部分选用直接蒸汽加热，也有少量用直接蒸汽；自生晶种稀释法水解操作操控比较杂乱，外加晶种尽管操控相对比较简略，但要增加一套制备晶种的设备。       (1)自生晶种稀释法水解     该方法是在严厉规则的条件下，把浓钛液稀释使其在溶液中先构成一批符合要求的结晶中心(晶核或晶种),然后持续再参加待水解的钛液，在它的沸点左右进行加热水解。用这种方法能够运用更浓的硫酸氧钛溶液(TiO2:240~260g/L,有用酸为480~520/L),以保证水解初期自生晶种的数量，防止钛液在预热期间水解，在大型工业化出产中设备简略比较经济。     这种方法钛液和水都要事前预熟，按必定的热钛液和热水的份额；把钛液按必定的速率在规则的时刻内加到热水中，这一步操作是该水解工艺的中心部分，只需这样才干构成必定数量和质量的晶种，然后在拌和和加热的状况下持续参加其他钛液进行热水解操作。   但榜首批钛液参加热水中时，会呈现细微的混浊，谁续参加钛液，混合物敏捷溶解又出规相对通明，这种溶解进程仅仅是表面规象，事实上该胶体沉积物被涣散到钛液中，起着晶种和结晶中心的效果，而在今后的水解进程中、水合二氧化钛就堆积在这些晶种或结晶中心上。大约20min后溶液从黑色变为橄榄绿色，继而又变成钢灰色，此刻应当即中止加热和拌和，使水合二氧化钛粒子在比较温文、均匀的状况下增加。数分钟后色彩牙良快由棕褐色转为乳白色，中止加热和拌和的期间，工业上称为水解“诱导期”，通过中止加热、中止拌和的水解产品的过滤速度要比不断拌和接连加热的水解产品的过滤速度快50%；在这个期间内尽管未加热，但水解产品的粒子仍在不断增加，整个水解进程粒子生长改动的状况如下：      在溶液变白时，实践上水解已完结60%~70%，可是在钛液参加热水中开端几分钟的反响是十分重要的，它根本断定了该批水解反响的速率和水解产品的质量，有的工艺明确规则了一分钟后的离子浓度(80~120g/L)。停正加热、拌和的时刻一般操控在20~60min左右，然后从头加热拌和，水解时的速率一般先快后慢，但水解挨近结尾，持续加热不再有新的沉积分出时，加水稀释能够加快水解反响使水解更趋彻底，以进步水解得率。稀释一般运用热水，这是一项看起来简略，实践上技能性很强的作业，不能不屑一顾，不然会呈现许多的细粒子，使水解物料呈牛奶状，粒径散布变差，使水合二氧化钛的过滤和洗刷变得好不简单。[next]     有的工厂把加稀释水的时刻，改在水解诱导期完毕，从头加热拌时，把稀释水不间断的在整个煮沸期间均匀地加到水解物猜中，他们以为这样能够坚持整个水解期间的酸度相对安稳，使水解沉积颗粒比较均匀。     自生晶种稀释法水解最难操作的当地是榜首怎么操控钛液的加量和参加的速率，特别是前4min的加量和速率。由于钛液参加快度过快，由于来不及生成满足的胶体二氧化钛(晶种)，会构成水解率偏低，而参加快度过慢，或温度过高，乃至或许呈现在悉数钛液加完之前呈现许多不规则的沉积，不只水解率差，过滤功能也欠好。关于这一点现代计量和自动操控技能已能根本解决这一难题；第二是怎么调查变色断定中止加热、拌和的时刻，一般操作是肉眼调查为主、时刻和温度把握为辅，但这样在大型工业化出产中，多少带有人为的主观性。英国专利No.1335537和美国专利USP3706829中都提出，通过测定水解钛液的反射率的方法，来断定中止加热、拌和时刻的临界点。他们运用一种色差仪(Colormaster)，选用绿色滤光镜，在水解罐壁的视镜上接连进行检测，当水解钛液变色到达某一临界值时，发现反射率曲线呈现转折点，这一点就是中止加热，中止拌和最理想的时刻。但由于视镜的污染、钛液色彩的深浅影响调查成果，实践出产中运用的不多，首要仍是靠把握温度、时刻加上肉眼调查来决议。表1为布鲁门菲尔德法水解产品数据的实例。 表1    稀释法水解初期钛液的组成时刻/min溶液状况二氧化钛浓度/g/L溶解状况胶体方法沉积4 5 6 7 8 9 10 11 12 13通明 通明 通明 细微混浊 细微混浊 显着混浊 混浊 严峻混浊 白色 白色104 97 92 84 78 70 71 88 45 4321.1 28.2 33.0 40.8 46.8 55.0 53.6 41.9 31.6 26.60 0 0 0 0 0 0 0 48.2 55.2         美国专利USP3706829、4014977曾对自生晶种稀释法水解有比较具体的介绍。在上述专利中，要求钛液中的TiO2浓度为230~260g/L、F值1.75~1.85，并以为1.8时最好。水解开端前钛液和水都要求预热到88~98℃，最好是96℃，钛液与水的份额为3.5~4.5:1,最好是4:1.     水解操作时，先把热水放入水解罐中，然后在16~20min内将热钛液按必定速率参加水解罐中，在拌和下用直接蒸汽加热，大约20min后钛液欢腾(108℃左右)，称榜首沸点。但到达水解临界点时，即在钛液由黑刚刚发现变白时(此刻水解率约有15%~25%)，当即中止加热和拌和保温45min左右，然后再开动拌和和蒸汽，持续加热至再次欢腾(约112℃左右)，称第二沸点，然后坚持欢腾3h，接着参加热水稀释至TiO2浓度为155~175g/L，再拌和10~30min即可冷却放料。     放料后水解罐必定要清洗洁净，不留任何水解残留物，不然这些产品在下次水解时，会起到不良结晶中心的效果。在用大型水解罐(100m3以上)水解时，有时只停蒸汽不断拌和，由于在中止拌和期间分出的水合二氧化钛粒子生长变大，溶液的粘度也急剧上升，再次发动拌和时电机需求的发动功率太大。钛液在水解时要坚持必定的速率，在常压下加大直接蒸汽的通入量，不只不会使反响温度很快升高，反而糟蹋燕汽，许多的直接蒸汽引起剧烈拌和，会损坏水合二氧化钛粒子的絮凝，因而只需坚持微沸即可，大型水解罐为了便于调查操控，运用微压计指示来调理蒸汽的参加量。[next]     在别的一篇专利中以为实践出产中所供给的钛液F值动摇规模较大，一般在1.7~1.9之间，有时更高，由于F值的改动构成水解成果不同，因而该专利中设法把待水解的钛液分为2部分，前lmin先参加的钛液(占总钛液的3%~12%)F值有必要精确地操控在1.75~1.85之间，然后将总钛浓度相同，但F值能够偏高(可高达2.1~2.4)的第二份钛液参加水解罐中水解。其他钛液与水的预热温度、欢腾时刻、中止拌和和加热的时刻、保温欢腾的时刻和稀释浓度等都和上面介绍的水解方法根本相同。此法水解产品的消色力比较高，一般要比上面一种的水解方法的雷诺数高100左右(1750~1850)。这种方法的另一个长处是能够通过调整榜首份低F值钛液的参加量，来操控水解出来的水合二氧化钛的粒径，一般加量多粒径偏小，加量少粒径相对偏大。     自生晶种稀释法水解与外加晶种水解法比较，具有操作简略、设备少、不需求装备专门的晶种制作设备、能够节约制备晶种时的原材料和动力费用。自生晶种稀释法水解时，直接蒸汽所发作的冷凝水，能够起到缓解水解进程中有用酸进步对水解进程的抑制效果，也相当于水解后期增加稀释水的效果，并且选用直接蒸汽加热，水解罐内没有加热盘管，便于清洗水解罐防止盘管腐蚀对产品质量的影响。可是自生晶种稀释法水解，钛液开端参加构成晶种以及钛液变色时的临界那一时刻短的时刻很难操控，为了战胜这一缺陷，近年来又开发1种水解方法，这种方法在钛液水解前参加晶种，其他水和钛液的预热、停拌和、停蒸汽、再欢腾和保温时刻等操作进程和自生晶种稀释法水解分样，它实践上归纳了2种方法的长处，操作操控比较简洁，产品质量也较好，就是多了一套晶种的制备设备和晶种制备进程。     (2)外加晶种水解法(麦克伦堡法)     外加晶种水解法的操作进程比较简略，其工艺关键是制备晶种的方法和晶种的质量。自生晶种稀释法水解的操作进程数十年来改动不大，而外加晶种水解法晶种制备方法改动较多，水解时对钛液的浓度改动较灵敏。     首先要介绍的是晶种及晶种的制备方法。所谓晶种就是硫酸氧钛溶液经不彻底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效果，它不只能加快水解反响、缩短水解周期，并且对水解沉积产品的粒径、粒径散布和终究产品质量都有较大的影响。工业出产中要制取粒径巨细均匀，并且具有必定组成的水合二氧化钛，就有必要使钛液在热水解前，事前参加(外加晶种法)或先培育(自生晶种法)出必定数量、必定组成的杰出结晶中心，以便正确引导热水解的进行。假如晶种质量差或彻底没有晶种存在，水解操作不正常，得到的产品往往是粒子既细又不均匀“牛奶”状的悬浮物，这种水解产品不沉积，很难过滤和水洗，并且出产出来的钛颜料功能差。     水解进程中硫酸氧钛在加热和晶种的诱导效果下发作水解，所生成的水合二氧化钛就沉析在这些晶种的表面，只需钛液中有满足数量的晶种，且升温速率、拌和速度、稀释妥当，那么所生成的水合二氧化钛都沉析在这些结晶中心上，不会发作新的结晶中心，这样不只水解能进行得更彻底，水合二氧化钛的粒径比较均匀，并且能够获得颜料功能优越的二氧化钛，过滤水洗也比较简单，穿滤丢失少。     晶种的质量(活性)直接影响水解率，晶种的数量直接影响水合二氧化钛的原级粒子巨细，而晶种自身胶粒的均匀程度又直接影响水合二氧化钛的粒子散布。     晶种加量多时，水解所生成的水合二氧化钛粒子细、比表面积大，因而表面自由能也大，简单凝集成大颗粒的偏钛酸；晶种加量少时，其成果则相反，会影响过滤和水洗的速度。假如晶种数量太少，水解时短少满足的结晶中心，硫酸氧钛在加热和稀释的状况下会发作新的结晶中心，这种不受控的结晶中心的结构、组成、数量改动较大，会构成水解产品粒子不均匀，导致过滤水洗很困难。运用晶种加量多少来调整、操控水合二氧化钛原级粒子巨细，是钛产品品种的工艺规划手法之一。     许多化合物都能够作为晶种，可是用碱中和的胶体氢氧化钛溶液是钛液热水解的最有用晶种，有关晶种制备的专利许多，但一般说来它们都是一种悬浮的正钛酸胶体，然后在稀的硫酸或中酸溶，构成一种带正电荷的二氧化钛胶体溶液，所不同的是用碱的品种(、碳酸钠、等)、制备方法、晶种浓度、F值、加量及参加的方法各有不同，实践证明，质量好的晶种既使加量少效果也十分显着。     碱中和晶种(通常是锐钛型晶种)是外加晶种水解法运用最遍及的晶种，它的制备方法通常是取出一部分待水解的钛液，在拌和下坚持必定温度用稀碱液中和至必定pH值，中和反响所生成的正钛酸沉积，经机械拌和而涣散到溶液中，在与溶液中剩下的游离酸一道加热热化(酸溶)后，构成带电的微晶化胶粒。钛液与碱中和制备晶种时发作的首要化学反响如下：                                   H2SO4+2NaOH→Na2SO4+2H2O     钛液中的硫酸氧钛与碱效果生成正钛酸沉积。                                  TiOSO4+2NaOH+H2O→Ti(OH)4↓Na2SO4     钛液中的三价钛在用碱中和后的低酸度下，发作水解生成蓝色的氢氧化亚钛沉积，所以晶种的胶体溶液一般呈蓝色，且钛液中的三价钛含量越高，色彩越深乃至皇蓝紫色。                                 Ti2(SO4)3+6H2O→2Ti(OH)3↓+3H2SO4     经中和制得的正钛酸在加热熟化酸溶时发作化学反响生成带有必定电荷的TiO2+和SO42-,它们吸附在水合二氧化钛的表面使其带有正电荷而成为不溶于稀酸的胶体溶液(晶种)。                                Ti(OH)4+H2SO4→TiOSO4+3H2O                                TiOSO4===TiO2++SO42-     溶液中的Ti(OH)3在熟化酸溶进程中，因溶液的酸度不高，不参加酸溶反响。经加热熟化后的胶体晶种溶液，如不立刻运用，应当即冷却至室温备用。[next]     外加晶种水解时钛液一般不用事前预热，但对晶种参加的时刻和参加时的温度有规则，通常在待水解的钛液温度加热到晶种酸溶温度邻近，或略高于酸溶温度时参加晶种比较好，晶种的加量依据产品品种和水解工艺的不同，按TiO2计参加0.6%~2%，很少有超越5%的实例，不合格的晶种宁可抛弃也不能运用。     由于外加晶种水解法对水解时的钛液浓度要求很严，一般晶种参加后要调整待水解的钛液浓度坚持在200g/L左右，这样水解出来的产品质量和水解率都比较好。为了防止直接蒸汽带进去的水使钛液浓度变稀，所以大部分外加晶种都选用直接蒸汽加热。     外加晶种水解法的钛液变色没有自生晶种稀释法水解那么显着，它首要操控晶种参加后钛液升温至欢腾的时刻不宜过长，一般不能超越1h，所以平常在规划水解罐盘管的加热面积时，要充分考虑这一特色。它与自生晶种稀释法水解相同，在水解挨近完毕时、相同要参加热水稀释以利进步水解率。     由于外加晶种水解法涉及到晶种参加钛液中要尽或许地涣散均匀，并且大部分都是选用询接加热；因而外加晶种法的拌和速度要比自生晶种水解法的拌和速度快一些。在水解完毕冷却放料后，相同要用清水冲刷水解罐，不得残留未放洁净的偏钛酸在罐内。     水解完毕后检测水解产品的质量好坏，从水合二氧化钛粒子制备的视点来讲，应该用电子显微镜调查和粒度分析仪来测定水合二氧化钛的粒子巨细及粒径散布，可是这些仪器不只报价昂贵，并且测验时刻较长，工业出产中一般用下述方法来辨别水解操作的质量：     a.水解率即水解前液相(钛液)中的二氧化钛转变成固相二氧化钛的比值，以百分数表明，这是查看水解完结程度的一个目标，具有重要的经济价值，一般水解率应不低于95%。化验时别离取水解前钛液和水解后的偏钛酸浆液各1份，别离测定其间的TiO2含量，或直接测定水解后母液(水解废酸)中的TiO2含量.     b.粒子沉降速度这是一种直接调查水解后水合二氧化钛粒子巨细的方法，通常是取100mL水解后的浆液，在一个1000mL的量筒内，用水稀释至1000mL，摇匀后静置沉降0.5h，测其固液分界处的刻度，能够用毫升数(或毫米数)核算。     c.过滤速度这种方法不只能够直接估量水解后水合二氧化钛的粒子巨细和粒子均匀程度，并且能够直接通过过滤速度来把握今后水洗操作的难易程度，通常是取必定量的水解后浆液在布氏漏斗中抽滤，测其抽干后的时刻，以秒核算。     以上3种方法合适各种不同水解工艺。     (3)晶种的制备方法     a.锐钛型晶种的制备     取必定量的清钛液(操控过滤后未浓缩的钛液)，二氧化钛含量约130~170g/L,三价钛含量约2~5g/L,用浓度为100g/L左石的稀碱液(NaOH)，在坚持中和温度不超越45℃，井、并有杰出的拌和状况下，缓慢发参加稀钛液中进行中和，碱液参加的速度先快后慢，中和结尾时的pH值为2~3，酸度系数0.26~0.30，TiO2浓度50~60g/L，在挨近结尾时要取样预分析，如达不到上述目标可调整水、钛液和碱的份额，然后用直接蒸汽在l0min内升温至60℃，保温30min进行酸溶熟化，生成蓝色带乳光的胶体晶种溶液，随即急冷至室温备用。     另一种锐钛型晶种的制法是选用水解前的浓钛液，用脱盐水稀释至30g/L,在拌和下用浓度为100g/L的碱液(NaOH)中和，操控整个中和时刻在30min内，先快后慢并坚持中和温度在60~65℃，中和结尾pH为3.3~3.7, TiO2浓度为18~22g/L,然后急冷至30℃以下备用。该法的特色是中和时的温度坐落酸溶温度区间，晶种的外观污浊不清，TiO2浓度较低。依据胶体化学的一般原理，当下降电解质浓度时，胶体溶液的安稳性增大，并且由于酸度的下降，晶种活性得到进步。可是晶种浓度过稀加量会太多，会下降水解开始时的钛液浓度，因而该法首要适用于水解前要求钛液浓度较高(215~230g/L)的外加晶种水解法，不然就不能保证200g/L的水解开始浓度。[next]     最近有不少工厂选用一种称为“快速晶种”的碱中和锐钛型晶种。它的制法是在拌和下把净化后的钛液一次性敏捷参加80~100g/L的碱液中，坚持中和期间的温度在50℃以下，中和结尾时的酸度系数在0.42~0.50之间，然后以2℃/min的速度升温酸溶，但发现正钛酸颗粒已显着胶溶澄清时，保温5min，接着再以2℃/min的速度升至70℃，保温熟化15min后急冷备用。该法的特色是中和结尾的酸度系数，不是在中和期间用试纸或酸度计测定，而是事前核算好钛液和碱液的加量1次性参加，因而比较简洁、操作时还能够预留一部分脱盐水在急冷时加到晶种中，既可做稀释用水，又可协助降温。核算公式如下：         式中  v钛——依据需求制造晶种量所需求的钛液体积，L;             v晶——需求制造的晶种量，L;             c钛——制备晶种用钛液的TiO2浓度，g/L；            c晶——晶种浓度(按30g/L计)；           v碱——所用碱液的体积，L;            c钛酸—一制备晶种用钛液的有用酸含量，g/L；            c晶酸——晶种有用酸含量(g/L,以0.48计)；            c碱——已溶解好备用的碱液浓度,g/L；            v′水——把碱液稀释至100g/L所需求的水量，L;            v水——酸溶后急冷时所需补加的冷却水量，L；            0.815——酸碱中和常数(NNaOH/NH2SO4=40/49)；            0.9——经历常数。     这种晶种运用时能够在钛液欢腾时参加。     b.金红石型晶种的制备方法     并流晶种:在我国前期金红石型钛出产中，曾广泛运用过这种并流晶种。它的制备方法是将核算好的清钛液和稀碱液(Na2CO3、NaOH)，选用并流法中和，在整个中和期间坚持pH3.8~4.5，然后水洗除掉正钛酸中的硫酸根离子，再用加热酸溶，使正钛酸转化成溶胶，当溶液变得通明转而污浊发作乳光时，中止加热急冷后备用。这种晶种的活性较高，也比较安稳，但中和时pH操控很严厉，正钛酸水洗时很费时费事，假如硫酸根洗不净，得到的是混晶型晶种，现在已很少选用。     晶种：晶种过去在国外选用的较多，该晶种的活性高，制备方法是先把溶于水中，制形成475g/L的溶液，另将制形成67g/L的碱液，把核算好的溶液和碱液放入晶种制备罐中(搪瓷罐)，在拌和下进行部分中和，保存一部分过剩的供酸溶时运用，中和温度坚持10℃以下，中和结尾操控酸度系数为0.7~0.8(HCl/TiO2)，然后在30min内升温至80℃进行酸溶熟化，接着急冷至室温后备用。该法由于的储存、运送、稀释时很费事，一旦走漏会有许多氯化体溢出污染环境，国内很少选用。     煅烧晶种：煅烧晶种又称二次晶种，是现在遍及运用的一种金红石型晶种。前面两种金红石型晶种，归于水解晶种(在水解时参加)，现代金红石型钛出产中，水解时不需求增加金红石型水解晶种，而是选用普通的锐钛型水解晶种，然后在漂白或盐处理时参加煅烧晶种，因而又称二次晶种。[next]     煅烧晶种的制法大致为将漂白水洗合格后的偏钛酸与碱(NaOH)在高温下煮沸碱溶，两者的份额为NaOH:H2TiO3=2.3:1,偏钛酸的浆液浓度≥300g/L，碱液浓度≥42%，碱溶温度为110~115℃，保沸4h，使偏钛酸生成偏钛酸钠，反响式如下：                                         H2TiO3+2NaOH→Na2TiO3+2H2O     反响物在夹套冷却水的冷却下，于60℃放入水洗罐，首要洗掉游离碱和硫酸根，除掉钠离子和硫酸根能进步晶种的活性，偏钛酸钠在水洗时有部分会水解生成正钛酸。     然后用中和至pH3.5,使一切Na2TiO3生成H4TiO4沉积下来。     接着把沉积物再水洗2次，洗去氯根后进行酸溶，酸溶温度110℃，保沸2h后急冷至40℃备用。制得的煅烧晶种浓度60~70g/L，金红石型转化率98%~100%，电镜照片晶种呈杰出涣散状况的柳叶形颗粒，煅烧晶种的加量一般为2.5%~5%。     用也能制备煅烧晶种，它比用偏钛酸制成的煅烧晶种在煅烧时晶型转化的温度更低，但操作杂乱，收购运送比较困难，用偏钛酸为质料，能够直接运用出产中的半制品来制备比较便利。       (4)制备晶种时的注意事项     a.中和操作     硫酸氧钛与的中和反响是一个放热反响，因而要操控加碱的速度和时刻，防止中和时温度过高部分发作硫酸氧和正钛酸热水解生成偏钛酸而下降晶种的活性，反响式如下：      可是中和温度也不能过低(低于30℃)，过低会影响碱的涣散使反响不均匀，乃至部分发作过中和而下降产品质量。由于当中和过量时，钛液中的铁会生成氢氧化铁沉积而污染产品，反响式如下：                                                    FeSO4+2NaOH→Fe(OH)2↓+Na2SO4    因而中和结尾时的pH一般不超越4，相反假如中和度缺乏，会使生成的晶种中晶核数量削减，会在水解时由于结晶中心数量缺乏构成水解率下降，水解颗粒细而难水洗。     中和结尾时的pH凹凸直接影响酸溶时的温度和时刻，当中和pH值低时，正钛酸的沉积在酸性介质中完结，部分TiO22+呈游离状况吸附在沉积物的表面，带有正电荷，酸溶时耗费的也少，晶种安稳性好。假如中和时pH过高，沉积物在中性(pH=7)条件下完结，其颗粒不带电，TiO22+离子会与OH-离子结合，使溶液中不存在TiO22+，晶种安稳性低、活性差，酸溶时耗费的也多。     大多数的状况下，中和时都是选用把碱加到钛液中的方法，由于当钛液做为涣散相时，能够防止钛液中的铁进入晶格中。中和时的拌和速度也很重要，一般操控在60r/min左右，过于剧烈的拌和会下降晶种的安稳性。[next]     b.酸溶操作     中和所生成的正钛酸沉积是无定型的涣散体，只需通过酸溶才干生成锐钛型或金红石型晶种。未酸溶的正钛酸有被钛液中的游离酸溶解的倾向，并且寄存时刻过长有改动其结构的风险，通过加热酸溶熟化使胶粒微晶化，生成不溶于稀酸的胶体颗粒，并不能用普通的过滤方法使它别离，此胶体溶液带有细微的乳光而不发作沉积，操作时能够从乳光的呈现来判别酸溶的结尾。     酸溶的温度与酸溶的时刻有必定的依存关系，一般温度高、时刻短；温度低则时刻长。由于晶种的热安稳性比钛液还要差，故酸溶时的温度不能高，时刻也不能长，过高的温度和过长的时刻都会引起晶种的水解而下降活性。     酸溶后的急冷是很重要的，由于在此温度下的胶体二氧化钛含量最高，一起也极不安稳，有必要敏捷冷却后才干保证它的活性和安稳性。     当用一价阴离子的强酸(HCl、HNO3、HF等)来酸溶时，水合二氧化钛吸附一价阴离子，因一价阴离子的半径较小，不会阻止锐钛型的微晶向金红石晶型转化，所以制得的是金红石型晶种。而二价以上的阴离子(SO42-、PO43-等)会阻止锐钛型向金红石型转化，在制备锐钛型晶种时，酸溶时运用的酸是钛液中的有用酸(H2SO4)，因而制得的晶种是锐钛型。     C.制品晶种的浓度     许多研讨资料都证明晶种中胶体二氧化钛含量的多少是晶种活性凹凸的首要标志，可是晶种中胶体二氧化钛含量越高越不安稳，实验证明当晶种二氧化钛浓度为84.8g/L时，寄存72h即发作污浊，当晶种浓度稀释1倍(42.4g/L)后，放置148h后才发作污浊。可是晶种浓度太低会减弱水解钛液的浓度，一般金红石型晶种的TiO2浓度偏高，能够使水解时水合二氧化钛的粒子较细，对产品的消色力、遮盖力等有长处，而锐钛型晶种由于它自身的结晶中心较细，故不用再进步它的浓度。并流法晶种之所以安稳性好，是由于它的正钛酸在酸溶前要通过洗刷，正钛酸的纯度比较高所以安稳性好。     晶种的质量首要取决于晶种的活性、安稳性和胶粒的均匀程度，现在还没有比较好的分析方法。有人用电位滴定法来测定聚合离子的多少和聚合度的凹凸来表明溶液中活性二氧化钛含量的凹凸；有人以为晶种在水解时的结晶中心靠羟桥(OH-)和氧桥(O2-)来诱导水解，因而能够用测定羟络基的含量或羟络基团和氧络基团的比值[(OH-)/(TiO22+)]来表明晶种的活性凹凸，可是以上方法在工业出产中都未正式采用，仅有保证晶种质量的方法，就是按工艺要求仔细一丝不苟地操作。     d.晶种的储存     一次晶种(水解晶种)安稳性都不太好，一般只能寄存24h，所以工厂操作时都是现配现用，最好1次用完，也不允许用不完剩下的部分与下一批晶种混在一重用，而二次晶种(煅烧晶种)安稳性较好，能够长时间寄存不蜕变。