经过煅烧后的二氧化钛大都是大小不等的集合体和烧结物，有必要经过破坏至本来的根本颜料尺度(大约0.15~0.35μm)，才干充分体现它的光学性质和颜料功能。根本颜料粒子是水解时制造出来的一次原级粒子，并在煅烧期间逐步生长为根本颜料颗粒，继而在高温下烧结集合在一起，破坏进程仅仅破碎这些根本颜料粒子的集合体，而本来的根本颜料粒子用机械破坏的方法是无法再次粉细的。煅烧后的二氧化钛破坏一般称为干磨或前破坏(表面处理后的破坏称为后破坏)。     钛是一种优胜的白色颜料，所以对破坏设备的要求，首先是对品的污染要小，其次在破坏时能对细度进行分级，并且能做到产值大、能耗小。前破坏的设备一般有：球磨机、雷蒙磨(环辊磨，或悬辊磨)、全能破坏机(离心磨)、锤磨机、汽流破坏机(流能磨、喷发磨)等，国外前破坏一般选用雷蒙磨，我国大部分工厂选用雷蒙磨，也有少量小型工厂仍选用全能破坏机。     全能破坏机的操作原理是，被破坏的物料在高速旋转刀片所发生的离心力下，物料在刀片和机壳牙板之间被磨碎，这儿面有物料与刀片之间的碰击，但曾经2种方式的碰击为主，调理细度主要靠调理刀片与牙板之间的间隔。全能破坏机占地面积小、操作便利，但产值少、能耗高、对我料的污染较大，被破坏后的颗粒表面不规则，产品的吸油量高。 雷蒙磨是国内外钛职业所引荐的较抱负的前破坏设备。它与全能破坏机比较具有污染小、产值大、能耗低(大约只要全能破坏机的1/5)，并且能够使用磨中的分级设备对细度进行分级，雷蒙磨破坏后的物料吸油量低，粒子外形比离心磨规整、油滑。可是雷蒙磨的作业原理是靠磨辊和磨环之间的揉捏效果来破坏，因此在破坏进程中又有一些细微的颗粒被揉捏粘附在一起成为较软的片状颗粒，所以对一些要求分散性很高的产品如：造纸、化纤用钛，在雷蒙磨破坏后再用锤磨、冲击磨或汽流破坏机破坏1次，以打破这些粘附在一起的集合颗粒。     汽流破坏机的作业原理是，物料在高速气流的效果下，经过颜料颗粒自身彼此磕碰、磨擦来破坏，它所破坏的物料能够到达亚微米级，颗粒较油滑、粒度散布窄，一般机械破坏很难做到这一点。汽流破坏机一般用于表面处理后的破坏(后破坏)，一般锐钛型钛和不需要表面处理的金红石型钛(即所谓干磨级的钛)，破坏后即可作为制品包装出售。

煅烧是水合二氧化钛改变成二氧化钛的进程，这一步操作进程的要求是:(a)经过脱水脱硫使物料到达中性；(b)最好使期望的晶型得到100%的转化；(c)粒子生长巨细均匀规整，对颜料级钛要求在0.2~0.3μm之间；(d)粒子的形状最好近似球型；(e)要求煅烧后生成的二氧化钛没有晶格缺陷，物理化学性质安稳。     水合二氧化钛的煅烧是一个激烈的吸热反响，工业上一般在反转窑内进行，选用直接内加热，其化学反响式如下：    可是水合二氧化钛的煅烧绝非是上述反响中的加热脱水和脱硫的进程，它还涉及到TiO2粒子的生长、集合和晶型转化等进程，因而跟着煅烧温度的进步，二氧化钛的各种物性也随之发作改动。     一般水合二氧化钛在150~300℃之间是脱去游离水和结晶水的进程，650℃左右为脱硫进程，700~950℃期间开端锐钛型向金红石型转化，在碱金属催化剂(盐处理剂)的存鄙人，转化温度可下降，转化速率可加速。     在煅烧进程中二氧化钛的相对密度，跟着晶型结构的改动而改动，从600℃的3.92(锐钛型)到1000~1200℃金红石型的4.25，参加促进剂后金红石型的转化温度可下降至850~900℃。     折射率也随煅烧温度的改动而改动，经过煅烧能够使无定晶型的水合二氧化钛1.8的折射率，转化成锐钛型时的2.55和金红石型的2.71。     在煅烧进程中二氧化钛的粒径也不断发作改动，水合二氧化钛一般是0.6~0.7μm的微晶胶体的集合体，它们是由3~10mμm的微晶组成，在煅烧时不断增大，至750℃时这些微晶体一般都长大到0.2~0.4μm,一起粒子的表面积削减到1/10~1/20，在转化成必定晶型后这些颜料粒子的巨细根本上不发作太大的改动，可是持续升高温度长时间的煅烧，粒子会进一步集合在一起成为大颗粒。    煅烧的成果使二氧化钛取得必要的颜料功能(消色力、遮盖力等)，一起二氧化钛的光化学活性削弱，在酸中的溶解度下降，化学性质趋于安稳。上图是水合二氧化钛和石英比照的差热分析，从图中能够看出因为脱水所发作的吸热进程发作在150℃，脱硫的吸热进程发作在650℃，900℃以下的放热进程是因为粒子表面积的缩小，900℃时的转折点是锐钛型变成金红石型。从图中还以看出，水分蒸腾所需求的总热量比脱硫所需求的热量大得多，因而下降煅烧前物猜中的水分含量是煅烧操作节能的重要措施之一。图中1已超越图框外构成一条完好的曲线；2为TiO2;3为石英。    煅烧是钛生产中水解今后操作要求最严的当地，尽管它没有多少化学反响机理可讨论(盐处理时有一些简略的化学反响)，煅烧进程中大多数是物理改动如：相对密度、折射率、遮盖力、消色力、吸油量、晶型、粒子巨细等，这些物理改动直接影响到制品的光学性质和颜料功能，它与煅烧温度、煅烧时刻、煅烧强度、煅烧气氛有关，并且直承受盐处理剂的种类和加量影响。[next]     1、水合二氧化钛的煅烧进程    煅烧用的反转窑一般是钢壳内衬优质高铝耐火砖，一般不选用硅砖，硅砖会使产品中硅的含量增高，反转窑的长径比一般为12~20:1,如国内常用的ф2400×38000mm、ф2800×50000mm等。加热方法为逆向内加热，燃料多选用煤气、天然气。液化气、柴油、重油、低碳烃(C9或C10)等，窑头为出料和加热部位，窑尾为进料部位及废气排放出口并设有挡料板或缩短段避免物料倒流。窑身多为直筒型，细而长的窑身结构能够有满足的热量和时刻来脱水、脱硫，并确保有粒子生长和晶型转化的时刻。也有异型窑如：在窑的不同部位砌有挡圈、窑尾设有缩小段、窑头设有护大段等，颜料级钛用的反转窑一般都设有焚烧室，避免焚烧不彻底的燃料污染产品。反转窑的安置一般尾高、头低，一般斜率为2%~5%，转速每转一圈3~7min,物料的填充系数为10%~20%，物料的逗留时刻一般8~16h。水合二氧化钛的进料常选用往复式揉捏泵、软管泵、螺杆泵、螺旋推进器等，物料在旋转搅拌和重力的效果下渐渐向前移动，窑头、窑尾、窑中的前半部设有若干个测温点，有的还设有取样口，以便随时把握窑内物料的煅烧状况。 物料进入反转窑后首先是脱水进程，理论上游离水超越100℃就能蒸腾掉，可是水合二氧化钛中还含有很多的化学结合水，因而脱水进程一般在100~300℃区间。按道理脱硫进程应在脱完水今后，实际上因为化学键的结合，在脱水时总会夹藏部分酸和各种氧化硫的混合物与水蒸汽一道排出来。     水合二氧化钛中吸附有很多的硫酸根，需求经过煅烧除掉，一般脱硫温度为500~800℃(一般在650℃左右)，添加钾盐脱硫温度最低可达480℃，添加铝盐能够延伸脱硫时刻,脱硫时所需求的温度也较高，跟着硫的脱尽，二氧化钛由酸性变为中性。因为在煅烧期间有很多的H2O、SO3、CO2(钾盐分化时的产品)释放出来，团块状的物料会变得疏松呈涣散颗粒状况。脱硫时刻的推延或硫未脱尽都会影响二氧化钛粒子的生长和晶型的改变。     经过脱水和脱硫后的水合二氧化钛，跟着在反转窑内的滚动而逐渐移至粒子生长和晶型转化的高温区，这个规模内首先是本来不定晶型的水合二氧化钛改变成锐钛型二氧化钛(由水解生成的水合二氧化钛直接改变为金红石型)，一起粒子开端长大，当温度到达600℃今后粒子开端显着添加，直至构成0.2~0.4μm左右的颜料颗粒，到950℃左右，锐钛型开端转化成金红石型，假如添加了金红石型促进剂(ZnO、TiO2溶胶等)，其转化温度可降到850℃左右可是在高温下长时间的煅烧，这些0.2~0.4μm的根本颜料颗粒会进一步添加，当到达1000℃时粒子可长大到1μm，有时在高温区颜料粒子既使不持续长大，也会烧结在一起构成粗颗粒，这或许是一些低熔点的盐类熔化后形成二氧化钛粒子烧结在一起。终究物料落入冷却窑(筒)中，经过风冷或水冷后送入破坏工序。 煅烧后物料是温度很高的二氧化钛颜料粒子的集合体，需求渐渐冷却使晶体得到松懈，能够减轻其晶格缺陷，不然二氧化钛颜料或许会变色，乃至发作光色互变现象。一般冷却至40℃即可，温度太低简单吸收空气中的水分。     2、煅烧温度与煅烧强度     煅烧温度与煅烧强度的影响煅烧产品质量的最主要要素。煅烧强度包含煅烧温度和煅烧时刻，它是煅烧温度和煅烧时刻的函数。把握好煅烧温度和煅烧时刻不只产品白度好、消色力、遮盖力高，吸油量低、耐候性也好，产品颗粒软硬适中，不然就很难统筹上述一切的颜料功能，因而在煅烧操作时不只要使物料到达必定的温度，还要确保物料在这一区域逗留的时刻，不能太长也不能太短。     一般遮盖力、消色力和耐候性随煅烧温度的进步而进步，吸油量随煅烧温度的进步而下降。可是温度过高或在高温区间逗留时刻过长，粒子变硬、白度下降泛黄变灰；吸油量因为烧结在一起的粗颗粒中空地较多而增高；消色力和遮盖力有或许因为根本粒子的进一步长大，导致对光反射和散射才干下降而下降；温度过高有时也会形成二氧化钛晶格脱氧而带灰相。相反假如煅烧温度较低，表面上对干粉白度或许有一点优点，粒子也较松软好破坏，但对进步消色力和遮盖力没有优点。     二氧化钛颜料粒子的生长和晶型转化都是发作在脱水、脱硫后的煅烧后期(挨近窑头部位的高温区)，而粒子的添加和晶型转化时的晶格重新排列都需求必定的时刻和温度，也就是需求必定的煅烧强度。假如煅烧温度到达要求，或逗留时刻太短，会形成物料烧不透，用pH试液查看能够显着看到有未烧透的夹生料混在其间，产品分析时能够发现晶型转化率低、吸油量高、pH、消色力和遮盖力都偏低，颜料功能欠好；假如采纳相对较低的温度，延伸逗留时刻的方法尽管能够减轻上述弊端，但产值太低，并且在窑头挨近火焰的当地，因为在高温下煅烧时刻过长，会发作物料过烧，能够在窑头前设置焚烧室，避免高温火焰直接触摸物料，对产品质量有很大的协助，因而正确把握煅烧温度和煅烧时刻是进步产品质量的根本确保。[next]     3、煅烧气氛与温度梯度     二氧化钛的煅烧需求在氧化气氛中进行，因为二氧化钛归于n型半导体，煅烧时的氧气分压越小，越简单发作晶格缺陷，一起使金红石化加速，会使锐钛型产品中混入金红石型而下降产品的白度。     煅烧气氛主要靠焚烧时助燃空气的份额如窑内的通风状况以及烟囱的拔风状况来决议。窑内气氛好。烧出来产品的白度、光泽好，通风的状况可用窑内的压差来表明，压差大窑内煅烧气氛好，以利煅烧时H2O、SO3及进排出，但压差过大，热量丢失大，随尾气带走的粉尘也较多。空气过剩的份额一般≥20%，以煤气为燃料时过剩份额还要高一些，因为许多焚烧器和焚烧喷嘴的空气混合方法和混合份额，制造厂出厂时已设定好，不宜随意调理，因而都选用风机供风的方法来调理。一般焚烧器和喷嘴所用的助燃空气称为一次风，它直接关系到燃料是否焚烧彻底；窑头调查孔、炉门、落料口的挡板敞开巨细，能够补偿天然风又称三次风，它对削减窑头过烧现象有协助，因而正确把握和调理这3种风量的份额是优化煅烧操作的重要手法。      温度梯度指反转窑窑头至窑尾之间的温度梯度。窑头温度直接决议产品的煅烧强度，对产品的pH、白度、消色力、遮盖力、吸油量、晶型转化、粒子巨细及集合程度影响很大，但窑尾温度的凹凸也不行忽视，它影响脱水、脱硫的时刻，也影响物料的逗留时刻和煅烧强度。窑尾温度一般要求在250~400℃之间，窑头温度因测温点设置的方位不同和是否有焚烧室，各个工厂表明的温度规模略有差异。     关于颜料级钛最重要的是距窑头出料部位15%长度内(如窑长38m，即距窑头5~6m)的温度梯度以及到达预期晶型转化温度前50℃的温度操控和逗留时刻是非常重要的，因为这一段是二氧化钛粒子生长、晶型转化的区域，对终究二氧化钛粒子的巨细、形状、颜料功能都有非常重要的影响。一般要求这一段的加热速率不该超越100℃，如在煅烧锐钛型钛时，窑头温度920℃，那么离之一点5m处的温度不该超越820℃，所以有的工厂在这段窑身上设有4~5个测温点，至于窑的中部和后半部是否设有测温点并不重要，关键是窑头、窑尾和窑头前5~6m处的温度必定要严厉把握。温度梯度的调整主要靠操控焚烧室和窑头的温度以及操控窑尾空气的流量来处理。      4、盐处理剂及其他杂质对煅烧的影响     因为二氧化钛颜料在煅烧时对煅烧温度、煅烧时刻非常灵敏，因而在严厉操控煅烧温度和煅烧时刻的一起，调整盐处理剂的种类和用量，不只能够彼此补偿，并且能够取得优秀而完好的颜料功能，盐处理剂中特别是碳酸钾、磷酸、氧化锌二氧化钛溶胶的效果最显着。     添加碳酸钾用量能够显着减轻煅烧强度过高的负效果，使粒子松软、白度进步，但对吸油量无益；磷酸具有相同的效果，但效果不如碳酸钾显着；氧化锌和二氧化钛溶胶是很好的金红石型转化促进剂，它能够显着下降金红石型转化时所需求的温度，特别是二氧化钛溶胶能够使二氧化钛粒子生长得比较规矩，成为浑圆形的颗粒，但氧化锌参加过多会使涂料泛黄、变稠，这一点用铝盐能够补偿氧化锌的缺陷，但煅烧时的温度比氧化锌高。     偏钛酸中的某些杂质离子，对二氧化钛粒子的添加和晶型转化也有必定的影响，一些负离子(阴离子)对粒子的添加和晶型转化起阻止效果，它们的效果与阴离子的体积有关，其阻止效果的次序依次为Cl-＜SO42-＜PO43-.有些金属氧化物不只影响产品白度，并且对粒子的添加和晶型转化有促进效果，它们的氧化铜、氧化钴、氧化镍、氧化锰、氧化铬等，其间氧化铜的促进效果最大。     5、煅烧时产品质量的操控和分析     假如煅烧产品色彩好、消色力低，这说明温度梯度大，加热速率快，应设法使温度梯度陡峭下来；     假如煅烧产品色彩差、消色力低、粒子较硬，这是煅烧过度的信号，应下降煅烧温度，使第1点温度降下来，待色彩好转后，再调整温度梯度使消色力逐渐进步；     假如煅烧产品色彩差但消色力好，这说明第1点温度高，在坚持消色力的状况下，逐渐下降第1点的温度，然后再调整温度梯度。     煅烧操作的一条重准则就是“安稳操作”，当发作问题时不要急于动它，更不能频频的调整温度、进料量和风量，每调整1次温度至少距离1h，在第1次调整没有显着效果之前，不能立刻作第2次调整，每次调整的起伏不能超越±5℃。     在煅烧操作进程中假如发作质量俄然下降，很或许是煅烧操作自身的问题或盐处理配方发作了改动(或盐处理拌和不均匀)假如产品质量呈缓慢下降的趋势，问题一般出在偏钛酸自身的质量问题，包含前面水解、晶种、钛液的质量等形成的影响。     转窑的转速、物料的填充量、物料的水分含量等，对煅烧产品的质量也有影响，这些参数的调整也不能过于频频或起伏太大，例如进料量的调整一天不宜超越2次，每次不要＞5%。     平常操作时查看煅烧产品的质量，主要是调查产品外观、颗粒的松软程度或松懈比、pH值、消色力的晶型转化率等，然后依据以上成果分析，再调整温度、温度梯度和进料量等，其间晶型转化率需求专门的X衍射仪来测定。最近英国二氧化钛集团，在欧洲专利申请揭露0767222A2中介绍，在转窑的窑头安装了1台Raman光谱仪，依据锐钛型和金红石型的不同谱线来调查晶型转化进程，这样能够随时监控内物料的晶型转化状况。     6、反转窑的开泊车注意事项     煅烧用的反转窑是钛生产中单台设备造价最高的设备，应该细心操作、细心保护。新窑耐火砖的挑选和砌炉质量很重要，开车前的烘窑操作相同也很重要，砌炉用的耐火砖要妥善保管，不能受潮，也不能碰坏，最好天然风干2周后再砌，这样能够尽量拔除耐火砖内部的水分，使耐火砖的温度均匀上升，避免在升温时水分蒸腾过快，形成耐火砖开裂。初次焚烧烘窑时，窑内温度不能超越100℃，然后以每班(8h)10℃的速率升至400℃，今后就能够按每班50℃的速率升温，平常检修、互换部分耐火砖时的升温速率可相对快一些。     开窑焚烧时应先滚动窑体，翻开风机向窑内吹入新鲜空气，避免窑内残留可燃性气体天焚烧时发作爆炸，假如一次焚烧不成，应立即封闭燃料阀门，持续向窑内吸入新鲜空气，待可燃性气体排掉后才干第2次焚烧。     方案停窑时应缓慢削减进料量，待物料快出完时渐渐削减燃料和空气量，待悉数出完料后，再渐渐下降温度，熄火后窑体仍要坚持滚动，直至拉近常温后才干中止滚动，既使长时间闲置不用也要定时滚动窑身，避免因重效果而变形。     因事端(如停电、停气、燃油系统故障)需求紧迫停窑时，应立即封闭燃料阀门和进料泵，坚持通风，设法使用备用电源或机械传动装置，使窑体持续滚动，避免高温下长时间静止不动窑体发作变形，此刻未烧透的物料应分隔寄存，不得混入正常产品中。

据调查，国外氯化法钛白生产厂多选用这种工艺流程。国内硫酸法也学习了这种流程。    （二）包膜工艺及设备    二氧化钛表面处理技能（包膜技能）是后处理核心技能。表面处理决议产品的运用功能、习惯规模。表面处理技能是国内外生产商非常重视并大力进行研制的课题。    1.表面处理作用及分类    (1) Ti02表面处理的作用二氧化钛尽管具有优秀的光学和某些颜料特性，但未经表面处理的初始钛白颗粒，仅在塑料上有少数运用。跟着科学技能的前进，人们要求的前进，在涂料、塑料、化纤方面更不能直接运用。相关问题如下：①未经表面处理的钛在许多涂料的介质（基料）中不能很好地涣散，致使上色力、遮盖力差；②制成品不耐日晒雨淋、简单失光、色彩变黄、粉化等，即我们所说的耐候性、抗老化功能差；③关于像化纤钛白、对光和热敏感性等一些特性要求更无法满意。这些要求只要经过表面处理技能的前进才干逐个满意，与此同时也推动了新产品的开发。    尽管金红石型二氧化钛的化学安稳性优于锐钛型，但由于晶格缺点，在二氧化钛表面有许多光活化点。当它们吸收紫外线的能量’时，尽管绝大部分转变成热能辐射出来，可是还有少数能量使二氧化钛释放出初生态的氧，形成其晶格缺氧，而作为载色体的高分子材料因承受释放出来的氧或受氧化催化作用而发作降解、氧化，导致涂料层发生变黄、失光和粉化等一系列的物理化学变化。这就是二氧化钛光催化作用。Kaempf和Voeltz等分别提出了二氧化钛使涂膜粉化机理的模型，并经过扫描电子显微镜得到了充沛证明，他们提出了如下的反应式： [next]    上述反应式按(l)→(2)→(3)→(1)循环往复地进行，使有机物氧化降解，使Ti02粒子暴露在涂膜之外发生粉化现象，耐候性下降。对二氧化钛表面包膜处理，使料子表面掩盖一些较安稳的水合氧化物，以阻塞光活化点，并使二氧化钛粒子之间经过水合氧化物膜彼此离隔，削弱彼此间作用和前进传热才能。然后避开、削弱上述二氧化钛光催化作用对周围基料的损坏作用。    (2)表面处理办法分类一般多选用中和法，即在必定温度下在浆液中参加酸性（或碱性）包膜剂，再以碱（或酸）中和，使包膜处理剂沉积在二氧化钛粒子表面上的办法。    表面处理办法分类见表4。    2.无机包膜    钛白颗粒表面用铝或硅的氧化物包覆以添加耐候性、抗老化性、改进钛白颗粒在介质中涣散性为无机包膜办法。    这两类化合物也是无机包膜至今仍在遍及运用的包膜办法。包膜的作用说法不一，但实践和实验均证明是有用、不行短少的。并且实验阐明，不同的包膜发生作用也是不一样的（见图4、图5）。

经枯燥后的二氧化钛颜料又从头凝集在一起成为粗颗粒，这种凝集和絮凝的粗颗粒尽管很简略破坏，可是只要把这种粗颗粒从头破坏至湿磨后的根本颜料原级粒子的巨细，并尽可能的使粒径散布较窄，这样才干充分发挥颜料的光学性质和颜料功用。一般机械式破坏机尽管也能粉得很细，但从粒径散布、粒子形状、产品纯度等方面很难到达要求，现在最好的方法是用汽(气)流破坏机来完结，汽流破坏机能够把固体物料破坏至亚微米级，并且粒径散布很窄、污染小，破坏进程中不发作热量，还能够在气流破坏面内进行简略的化学反应。20世纪钛工业的重要发展之一，就是选用气流破坏机作为钛的终究破坏的手法。由于这是出产中的最终一道破坏，破坏的物料不是煅烧后的聚集体，因而又把这道破坏进程称为后破坏或解磨、解凝、涣散等。     气流破坏望文生义是运用气流的能量进行破坏，它又称流能磨(Fluid Energy mill)或喷发磨(Jet mill),气流能够运用压缩空气、惰性气体、过热蒸汽等，钛的破坏一般运用过热蒸汽，因而常常书写成汽流破坏机。气流破坏机的结构方式较多，有扁平式、循环管式、对冲式、单喷式等，钛的破坏鑫选用扁平式。扁平式气流破坏机我国也能出产，关键是内衬原料的挑选，一般选用耐磨硬质合金或刚玉，在国外美国斯徒蒂凡特公司(Sturtevant mill Go.)的扁平式气流破坏机(Micronizer)在钛职业中运用的较多，该公司的一种1.05m(42英寸)的扁平式气流破坏机，可破坏3t/h钛，产品均匀粒径0.25μm，耗用288℃、1.05MPa的过热蒸汽3.63t/h。    扁平式气流破坏机的结构见上图，它的出产能力取决于破坏室的直径，工业用扁平式气流破坏机的直径为ф280~1000mm不等，内设12~24个喷嘴，喷嘴的偏角a一般 为32°~40°，它由上、下盖、进料管、进气管、磨圈、喷嘴、出气管和卸料管组成，破坏室大、喷嘴多的机型有时反喷嘴分两层安置。它的作业原理是使高压过热蒸汽以200~500m/s的速度，以切线方向从喷嘴入破坏室，在破坏室内构成一个高速旋转的切线圆形气流，该切线圆与破坏室外圆之间还有许多小旋流，使流体呈高度湍动状况，物料在此高速气流中发作激烈地破坏，只需数毫秒的时刻颗粒即被破坏，其间彼此磕碰破坏的占80%，与破坏机壁彼此冲突破坏的占20%，由于是以本身相互磕碰破坏为主， 所以它的颗粒外形较油滑、粒径散布较窄，对产品的污染程度也较小。     选用过热蒸汽为工质气源，首要是由于蒸汽易得、廉价，蒸工质的压强比压缩空气的压强高得多并且也简略进步，因而它的临界速度高、动能大，一起过热蒸汽的粘度比空气低，也不带静电，能够削减物料的内聚现象，与压缩空气比较，过热蒸破坏时所需求的气固比要小得多，并且压缩空气还要处理油污、冷凝水的问题，因而国内外的钛工厂都选用过热蒸汽来破坏钛。影响汽流破坏作用的首要因素有如下几点。     a.气固比，破坏时的气固比不只是一项重要的技术参数，也是一项重要的经济指标。气固比过小，由于气流的动能缺乏会影响产品的细度；气固比过高，不只糟蹋动力，甚至会恶化某些颜料的涣散功用。在以过热蒸汽为工质时，破坏煅烧后的坚固物料，气固比一般控制在2~4:1；破坏表面处理后的物料一般控制在1~2:1。     b.进料粒度，进料粒度虽没有气固比那么重要，可是在破坏坚固物料时对进料粒度有较严厉的要求，就钛而言破坏煅烧料时最好控制在100~200目为好；破坏表面处理后的物料 一般40~70目，最大不超越2~5目。     c.工质的温度，由于温度进步，气体的流速能够加速，以空气为例：室温下的临界速 度为320m/s，当温度升到480℃时，临界速度能够进步到500m/s，即动能增加了150%，因而进步工质的温度对破坏的作用是有利的。破坏钛时过热蒸汽的温度一般为300~400℃左右，一般破坏煅烧时温度偏高，破坏表面处理后的物料时偏低一些，由于有些表面处理剂，特别是有机表面处理剂不耐高温，有时只需求在原有蒸汽温度的基础上过热100℃即可。     d.工质的压强，工质的压强是发作喷气流速度的首要参数，也是影响破坏细度的首要参数。工质喷气流的动能，与其质量的一次方成正比，与其速度的平方成正比，因而压强越高，速度越快，动能就越大，当蒸汽压力增大到必定值不变后，经过喷嘴的气流流速尽管不再增加，但压强增高，气流的密度跟着增加，相同动能相应进步。至于破坏时挑选多高的压强，取决于物较的可破坏性和细度要求，用过热蒸汽破坏钛时，蒸汽压强一般在0.8~1.7MPa,一般破坏煅烧料高一些，破坏表面处理后的物料能够低一些。     e.破坏助剂，挑选恰当的破坏助剂，不只能进步破坏的功率，还能进步产品在介质中的涣散功用，二氧化钛表面处理时增加的有机表面活性剂中大大都都有破坏助剂的功用，无机破坏助剂一般运用六偏磷酸钠和焦磷酸钠(钾)等。

二氧化钛白色固体或粉末状的氧化物，是一种白色无机颜料，具有无毒、最佳的不透明性、最佳白度和光亮度，被认为是现在世界上功能最好的一种白色颜料。广泛应用于涂料、塑料、造纸、印刷油墨、化纤、橡胶、化妆品等工业。二氧化钛磨粉球磨机将其处理后，用处更广，经过向平流层喷洒满意的二氧化钛来反射太阳光，然后到达为地球降温的意图，可以有用下降全球变暖。 一、二氧化钛加工进程——湿式球磨机 球磨机对二氧化钛的加工工序，首要选用湿式球磨机作首要破坏设备，湿式球磨机一般与水选器合作运用。为进步研磨功率，一般需增加分散剂。在水的介质中进行。牢记不要用干式球磨机，破坏作用差。煅烧钛颗粒由给料体系送入辊压磨压成薄片，然后与脱盐水和分散剂一同按份额混合，经打散机再次研磨、混合，在坚持必定回流比的工况下取得可满意球磨机进料粒度要求的浆料。 二、加工后的二氧化钛在环保方面大展身手 加工后的二氧化钛具有杰出的隐瞒才能，够有用反射太阳光的直射，使用高空气球将这一化学物质带入到平流层，然后进行开释，把它喷洒在平流层可以有用反射太阳光，满意抵消两倍当时大气中二氧化碳含量所导致的温室效应，然后为地球降温，有利于环保

我国钛资源非常丰厚，储量列国际第一位。全国20多个省区都有钛矿资源，首要散布在四川攀西、河北承德、云南、海南、广西和广东省，资源储量约7.5亿t。其间最重要的钛资源是四川攀枝花钒钛磁铁矿中的钛铁矿，储量占全国原生钛矿储量的97％，列国内第一位。近年来，我国加快了钛资源的开发利用。 钛铁矿是出产钛的一种重要质料，国内出产的钛铁矿满意不了钛工业的需求，需求缺口要从国外进口。在国内，还有部分选铁尾矿中含有必定的钛铁矿，收回此类铁尾矿中的钛，有着重要的含义。本研讨对某铁尾矿进行了收回钛的实验，取得了较好的作用。 一、尾矿性质 矿样工艺学分析标明，该铁尾矿中金属矿藏首要有钛铁矿、磁铁矿和黄铁矿，少数黄铜矿；非金属矿藏首要是钛辉石、石英和角闪石等。该尾矿的多元素化学分析成果见表1。从表1可看出，尾矿中值得收回的成分为二氧化钛。 取－2mm代表性原矿试样0.2kg，用标准套筛进行干式振荡筛分，对各粒度等级产品别离进行称重并取样化验，成果见表2。从表2可知，粗粒级的钛档次偏低，钛首要散布于－0.2mm粒级范围内，其金属散布率占钛量69.26％。 二、实验方案设计 对尾矿的性质研讨标明，该尾矿中钛的散布首要在－0.2mm粒级范围内。收回钛铁矿的有用手法有强磁选、重选、浮选以及电选。钛铁矿的密度为4.7g／cm3左右，选用重选以完成钛铁矿与脉石的别离；依据钛铁矿和磁铁矿的磁性差异，选用弱磁选能够从钛铁矿中选出磁铁矿；钛铁矿具有弱磁性，选用强磁选能够从钛铁矿中除掉黄铁矿及脉石；依据钛铁矿与钛辉石导电功能的差异，选用电选能够除掉钛铁矿中钛辉石，以取得高质量的钛精矿。 三、实验流程及计算成果 依照选矿流程设计方案，断定以磨矿、强磁选－摇床－浮选收回某铁尾矿中钛铁矿。因为该尾矿中钛的散布首要会集在－0.5＋0.074 mm粒级内，故先对该矿进行粗磨，磨矿至－200目占50％，先经过两次强磁选，磁场强度994.725 kA／m扔掉尾矿，强磁选精矿再磨矿至－200目占70％，然后用摇床选别，得到档次为37.28％的摇床精矿，因档次偏低，故对摇床精矿进行浮选。浮选所用药剂为硫酸、钠、氧化白腊皂及2#油。其数质量流程见图1。从图1可知，该铁尾矿经过1次强磁选，能够抛去产率为35.23％，档次为1.22％的尾矿，再经过1次强磁选，强磁选精矿用摇床进行重选后，能够取得档次为37.28％的摇床精矿，摇床精矿经1次粗选、4次精选浮选，可取得档次为47.15％，产率为3.86％，收回率为39.48％的二氧化钛精矿。 四、定论 （一）该尾矿含钛4.61％，经过磨矿、强磁选－摇床－浮选的归纳流程，能够选出档次47.15％，产率为3.86％，收回率为39.48％的合格钛精矿。 （二）该尾矿粒度较粗，－0.074 mm粒级含量占25.39％，＋0.2 mm粗粒级占50％左右，粗粒级的尾矿中钛档次偏低，约为2.7％，故在磨矿时，选用两段磨矿。其间一段磨矿细度－200目占50％左右，二段磨矿细度－200目占70％左右。 （三）选别工艺中粗选能够选用强磁选，也能够选用重选，选用强磁选时其磁场感应强度应以0.6～0.9 T为适合，高时钛辉石会进入磁性产品，低时则钛铁矿进入尾矿，下降收回率。 （四）浮选条件需求严格控制，尤其是硫酸的参加量，缺乏则精矿档次低，过则收回率低。

包膜罐一般比较大，直径5500-6000mm,高5400-6000mm,体积在120m3左右。罐体留意防腐，材料选用Cr18Ni9Ti。拌和多为螺旋桨式，功率≥11kW，转速60-75r/min。选用国产立式摆线型动力设备较高，当料浆浓度高、涣散欠好、黏度高时拌和阻力大，摆线减速机晃动。而从美国进口莱宁减速机设备小、速比大、效率高、工作平稳，很值得引荐。    液相均匀悬浮相中螺旋桨式（近似美国莱宁公司）拌和的规划参数如下：                            D/Do＝1／3                              H/Do =1                                CID＝1    式中，D为拌和桨直径；H为包膜罐高度；Do为包膜罐直径；C为包膜罐底与第一层拌和桨的高度。    临界浮游速度Ne（颗粒悉数脱离罐底时的速度）的计算公式如下：式中  Ne—拌和转速，r/min;      dp—颗粒均匀粒径，mm；      ρs—固体密度，g/cm3；      ρl—液体密度，g/cm3；      μ—主液体黏度，mPa·s；      VP-固体颗粒假密度，g/cm3；      VP—固体颗粒真密度，g/cm3；      K -常数，选取无挡板，K=189；壁挡板，K=199；底挡板，K＝142。    包膜时多选用蒸汽直接加温，留意避免停蒸汽后的虹吸现象，形成蒸汽管线阻塞倒灌。    为确保包膜的质量，进步出产能力，包膜进程中的进料和液位操控；各种包膜助剂的加料量和速度操控；特别是pH值的调控等参数宜选用功能杰出的外表和DCS操控作用更好。    包硅膜时操控温度与包铝膜时相差大一些，特别包硅膜时，温度更高一些。因而包膜罐保温材料及保温方法规划要习惯出产需求。    （三）过滤、洗刷工艺及设备    1.后处理过滤、洗刷的作用    通过表面处理后的二氧化钛又从头变成絮凝状况，并且其间含有许多水溶性盐类。这些水溶性盐类首要来自表面处理时所发作的盐（例如Na2S04）、硫酸法锻烧前所加人的盐处理剂、研磨时加人的研磨助剂、氯化法出产氧化除疤时加人的岩盐、湿法脱氯时发作的可溶性盐等。这些盐类特别是氯化物盐类的氯根不除掉将会影响产品涂料的运用功能，如研磨涣散性、漆料储存稳定性和漆膜的耐水性、耐候性。SO42-离子在电泳涂漆进程中显示出很大的危害性，氯根易使产品变黄，白度下降。一般采纳多级过滤、水洗的工艺除掉。[next]    2.过滤、洗刷设备    表面处理后二氧化钛的洗刷设备能够选用真空叶滤机（也称莫尔过滤机）、转鼓过滤机。近两年一些钛厂引入德国连恩舍(Lenser)公司隔阂压滤机，运用作用很好。    (1)叶滤机真空叶滤机在钛白后处理中运用较少，多用于硫酸法偏钛酸洗刷进程，很有用。常呈现的问题是密封欠好，真空缓冲罐走漏严峻；滤片上滤饼易裂缝；洗刷短路，下降洗刷作用；脱真空后易脱片，影响产能，糟蹋动力。    常见国产叶片结构有三种方式，即星点式、沟槽式、矩形孔式。洗刷作用有差异，但各有特色。星点式叶片，在叶片周围有压条函，用橡胶压条将滤布牢固地压在压条函内，运用可靠，拆开便利；沟槽式叶片，比较扎实，经久耐用，习惯性强；矩形孔式叶片，选用ABS原料制作，耐腐蚀性、耐老化性强，因而习惯规模广，自身质量小，开孔率高，过滤速度快，洗刷作用好，省时、节能。    (2)转鼓过滤机后处理最常常选用的设备是转鼓过滤机，一般为两台联用。第一台专用于洗刷，转鼓上部按分区喷淋去离子水屡次洗刷。第一台的滤饼落人打浆槽加水制浆，后流入第二台过滤机，通过转鼓滤干落人枯燥机。第二台转鼓过滤机带有揉捏脱水设备，意图是在滤料脱离转鼓前揉捏脱水，下降滤饼中含水量，使在烘干、枯燥时进步产能。转鼓过滤洗刷流程如图8所示。     国产转鼓过滤机有20m2、40m2、50m2三种规格的产品，20m2功能较好。德国(KRASS MAFFEL)的50m2和美国(EM-CO）的40m2转鼓过滤机运用作用很好。现在习惯进口设备的过滤介质国内现已能够出产，例如，抚顺天成工业用布厂产品在进口40m2转鼓过滤机上运用作用很好，能够替代进口聚原料的滤布。    (3)隔阂压滤机隔阂压滤机最近两年用于钛白职业后处理浆料的洗刷过滤工艺，反响杰出。杜邦公司也有选用。    隔阂压滤的长处如下：①滤饼含固量高；②过滤周期短，出产能力大；③水洗时间短，洗刷用液量少，洗刷作用好；④滤饼强度高，带式枯燥机易压条，节能；⑤简化工艺流程。据资料介绍，选用KMZ1200KD40滤板总过滤面积242. 4m2，每天能够处理40吨制品的后处理浆料。每吨钛用洗刷水量为2. 5m3。滤板的首要参数见表7。表7  滤板的首要参数项目参数滤板材料PP、PVDF、EP、PE、EPDM、FMP最大过滤压力/MPa2.5最大压榨压力/MPa3最高过滤温度/℃135    3.过滤、洗刷的操控[next]    为确保把表面处理后的钛浆液中的可溶性盐洗洁净，滤饼含水量低，一般要求以下几点。    ①要求洗刷水质电阻率到达200000Ω·cm，水温70-80℃。    ②洗刷溶结尾操控，可用10％的BaC12溶液检定滤液中不含SO42-；用10％的AgN03溶液检定滤液中不含C1-。    ③滤液的电阻率不低于7000Ω·cm    ④真空度要求≥0.02-0.04MPa。    ⑤滤布不穿滤。如果穿滤，在增稠器中加人絮凝剂收回穿滤的钛白颗粒。滤液含固量要求≤5mg/L。    滤饼含水量45％-50％，滤饼电阻率≥30000Ω·cm。    （四）枯燥工艺及设备    1.枯燥使命及流程    洗刷滤干的钛滤饼含水量在50％左右，需求脱水枯燥到含水量<1.0％才干进行破坏。在枯燥时温度不能超过200℃，一般操控在120-150℃，只能脱去表面水，不能脱去结晶水或结合水，这样能够坚持包膜物中的水合氧化物的结构。温度过高不只会使有机包膜剂炭化，分化，还会使水合三氧化二铝晶化，形成二氧化钛颗粒凝聚难以破坏，下降涣散性。    枯燥的工艺比较简单，一般是包硅膜不太高，可滤性强的物料，一般选用带式枯燥机烘干。有天然气或发作煤气的条件时可选用喷雾枯燥器（见图9）。最近又引人旋转闪蒸技能，扩展了枯燥流程及设备挑选时机（见图10）。

经水洗净化后的水合二氧化钛是一种无定型的二氧化钛水合物，表面吸附许多的水和硫酸醉(SO3)，假如直接进行煅烧需求较高的温度，不只粒子简略烧结、变硬、乃至泛灰黄相，假如温度低硫脱不尽，pH,消色力、吸油量都欠好，因而在出产颜料级钛时，煅烧前需求在水合二氧化钛中参加盐处理剂，又称矿化剂，这一处理进程称为盐处理或前处理。     经过盐处理能够在较低的温度下，操控水合二氧化钛的煅烧进程，使其粒子的巨细、颗粒的松软适中，使产品具有白度好、消色力高、吸油量低、遮盖力强、易涣散的优质二氧化钛颜料。一起盐处理剂还具有晶型促进剂的作用，在出产金红石型钛时能够坚持较高的金红石型转化率；在出产锐钛型钛时能按捺它向金红石的型转化，防止出产出混晶型的产品。有的盐处理剂还能改动钛的耐候性、抗粉化性，乃至能够出产出各种底相的钛。盐处理和水解、表面处理相同，是规划出产不同类型、不同规格二氧化钛颜料的三个首要手法之一。     1.金红石型钛的盐处理剂 金红石型钛能够经过锐钛型二氧化钛在高温下热转化取得，这种相改变是不行逆的，并且温度很高(1050℃以上)，在这样高的温度下，二氧化钛粒子简略烧结变硬，发生晶格脱氧导致外观暗淡、泛黄，这是生颜料级钛所不需求的。碱金属和碱土金属是优秀的金红石型促进剂(或称为正催化剂)，并且其阳离子的半径越小，金红石型的转化促进作用越强。现在其作用机理还不太清楚，一般以为盐处理后的二氧化钛在煅烧时，一种物质(盐处理剂)溶解在另一种物质(二氧化钛)中构成固溶体，这种溶解进程与相转位有关，并且2种物质的晶型几许结构类似才有或许，即2种物质晶格中存在着面向间隔很近的原子平面，并与金红石的面相挨近，在锐钛型向金红石型化时起着钛原子的定向定位作用，然后加速了向金红石型转化的速度，这一点在研讨NiO促进金红石型转化进程中得到证明。     能够促进锐钛型向金红石晶型转化的促进剂许多，有锌、钛、锑、锡、铝、镁、、铋、锂、镍、硼等元素的氧化 物、氢氧化物或盐类，工业出产中金红石型的晶型转化剂首要有如下几种：     (1)锌 盐     锌盐是很强的金红石型促进剂，也是最常用的金红石型盐处理剂，首要以氧化锌、硫酸锌和氯化锌的方式参加。 锌盐的最大长处是具有很强的耐候性的抗粉化功能，能够下降锐钛型向金红石型转化时的温度，例如在850℃参加二氧化钛0.5%~1.0%(质量)的氧化锌，就能够使锐钛型彻底转化成金红石型，防止温度过高形成粒子烧结、失光、变色。     例如我国曾许多进口运用的日本石原工业株会社的R-930、R-820、R-830都归于抗粉化性通用型钛，它们制作工艺上的一个一起特色就是在煅烧前的盐处理时，增加锌盐作为晶型促进剂和晶型稳定剂。这类品牌的钛在ISO-591国际标准的分类中归于R2类；在ASTM-D-476的分类中归于第Ⅳ类；在日本JISK-5116中的分类归于金红石第3类。     可是锌盐在促进锐钛晶型向金红石晶型转化的一起，也会大大地促进二氧化钛粒子的增加而影响消色力的进步，并且用其处理后的产品在涂猜中运用时底层色相泛细微的红相，或由于ZnO的碱性作用使涂料的粘度增加、贮罐稳定性下降，因而在运用ZnO做盐处理剂时要增加其他辅佐处理剂，对某些特殊要求的产品，在煅烧后还要进行酸洗，至少除掉60%的锌后才干运用。     (2)二氧化钛溶胶     二氧化钛溶胶即一般为煅烧晶种、外加晶种(二次晶种)。二氧化钛溶胶是仅次于氧化锌的金红石型促进剂，它的促进剂才能虽不如氧化锌，但它没有氧化锌上述的特色，更重要的是它能进步产品的消色力、改进煅烧时二氧化钛的粒子形状，使颗粒油滑规整、松软不易烧结，从钛的颜料功能视点来讲是非常难能可贵的长处，因而简直每一个品牌的金红石型钛都要增加二氧化钛溶液，其用量以TiO2计为2%~5%，缺点是制备工艺比较复杂。     (3)镁 盐     镁盐首要运用氧化镁，它不但能对金红石型的转化有必定的促进作用，并且在煅烧时能加速煅烧产品到达中性pH值时的时刻，然后相对缩短了金红石型转化所需求的时刻。缺点是参加过多不只作用不明显，并且会使产品色相泛红。表1为氧化镁对煅烧时pH值的影响。[next]     从表1能够看出MgO加量过多、过少作用都不大，一般加量以TiO2的0.2%(质量)为好。 表1                   氯化镁对煅烧时pH值到达时刻的影响盐处理条件(增加量，TiO2的%)温度/℃到达中性时刻/minMgO,0.2;TiO2溶胶，2;K2CO3,1;ZnO,0.287040MgO,2.1;TiO2溶胶，2;K2CO3,1;ZnO,0.287070MgO,0.2;TiO2溶胶，2;K2CO3,1;ZnO,0.287030MgO,0.1;TiO2溶胶，2;K2CO3,1;ZnO,0.287070TiO2溶胶，2;K2CO3,1;ZnO,0.2870达不到TiO2溶胶，2;K2CO3,1;ZnO,1.087030     (4)锂 盐     锂盐，特别是氯化锂对金红石型的促进作用非常激烈，可是由于它稀疏、贵重，工业出产中很少选用。     (5)锡 盐     氧化锡和也是金红石型的正催化剂，对进步产品的白度也有利，但工业用颜料级钛中很少运用，首要用于出产金红石型的云母珠光二氧化钛颜料。    (6)锑 盐     氧化锑和氧化锌相同是最早用于金红石型的促进剂，但它的金红石型促进转化作用不如氧化锌强，仅靠氧化锑是无法在低温下转化成金红石型的，可是参加少数氧化锑(0.1%以下)可使产品略带蓝相，进步漆膜的光泽度。     (7)硼 盐     英国拉普特(Laport)公司从前做过实验，在偏钛酸中参加1%的磷酸硼比不加磷酸硼的偏钛酸，在相同温度下煅烧，其金红石型的转化率可进步50%以上，但工业出产顶用的不多。     (8)钠 盐 氯化钠和硫酸钠也是金红石型的正催化剂，它对调整粒子的形状有长处，但它对金红石型的促进作用远不如锌盐，并且产品消色力不高，所以现在已很少选用。     2.金红石型钛的晶型稳定剂     晶型稳定剂又称晶粒调整剂，或金红石型辅佐增加剂，它的首要作用是使金红石型的转化速度不至于过快，使产品粒子松软、油滑、并赋于其他特征(耐候性、增白、蓝色底持平)，常用的晶型稳定剂有如下几种。     (1)铝 盐     铝盐是最常用的金红石晶型稳定剂，铝盐其实是一种金红石型的负催化剂，它对锐钛型转化成金红石型的进程有按捺作用，运用铝盐时的转化温度比锌盐约高150℃左右。铝盐最大的长处在于它能够在较高的温度下煅烧(1000~1100℃)，产品白度依然较好，产品颗粒细密、耐候性好，在不能运用锌盐的产品中往往都用铝盐来替代。铝盐的另一个长处是，在用铌(Nb2O5)含量较高的钛铁矿为质料出产出来的水合二氧化钛中，参加三价铝能够补偿铌的第5个电子，按捺铌向二氧化钛晶体表面离析，防止铌的光吸收作用而影响白度，铝盐一般以硫酸铝的方式参加。     (2)钾 盐     钾盐是金红石型钛不行短少的晶型稳定剂，它归于金红石型负催化剂中一种，运用钾盐能够按捺金红石型的转化速度、下降脱硫温度、防止粒子烧结长大、改进颜料功能、进步消色力，由于它还能使煅烧后的产品颗粒松软，有时也把这类碱金属增加剂称为“软化剂”。钾盐一般以碳酸钾，硫酸钾或的方式参加，碳酸钾在盐处理时能够中和偏钛酸中的游离酸，使产品在煅烧时到达中性，反响生成CO2和H2O蒸发时能使产品疏松，对进步白度也有长处。      (3)磷酸或磷酸盐     磷酸和磷酸盐一般以磷酸和磷酸铵(一元或二元)的方式参加，它们也是金红石型的负催化剂，少数P2O5在煅烧时能够进步产品的白度，使产品柔软好破坏，但参加量过多会形成消色力下降，漆用功能欠好。     (4)其他增加剂     V2O5、WO3、MoO3、a-Fe2O3、Fe3O4乃至某些有机酸等都有促进金红石型转化的作用，并且这些氧化物的熔点比二氧化钛越低，促进作用越大，可是上述氧化剂都 会使产品变色，因而工业出产中一般不选用。[next]     3.锐钛型钛的盐处理剂     (1)钾 盐     钾盐首要以碳酸钾、硫酸钾的方式参加，在煅烧进程中能够阻滞锐钛型向金红石型转化，它能下降煅烧温度，进步产品的白度和消色力，并随钾离子的增加煅烧温度逐步下降，这首要是碱性的钾离子使脱硫速度加速，实验证明，每100gTiO2参加0.0175gk+，能够取得最佳的消色力，可是钾盐参加过多会使颜料的亲油功能下降，并使产品的水溶性盐增加，影响产品的漆用功能。     除碳酸钾和硫酸钾外还能够运用(KClO3)，它的作用是在煅烧时分解出氧，使煅烧进程坚持在氧化性气氛中进行，别的它还能够把偏钛酸中残留的三价钛氧化成四价钛，防止贱价钛形成二氧化钛的晶格缺点而影响产品的光学功能。 别的钾盐的存在有时会使二氧化钛呈碱性反响(pH=7.5~8),这是由于钾盐与偏钛酸反响生成的钛酸钾水解形成的。     (2)磷酸盐     磷酸盐首要以磷酸铵或磷酸氢二铵的方式参加，它和钾盐相同是锐钛型首要晶型稳定剂。由于在煅烧时磷不会进入TiO2的晶格，而是吸咐在其表面，跟着TiO2粒子的增加和集合，表面上的磷酸盐会阻挠粒子进一步长大，使其维持在必定的粒径范围内，这也是锐钛型的粒径比金红石型小的原因之一。磷酸盐在煅烧时还能防止产品中混入金红石型，并有必定的耐候性。此外磷酸可与偏钛酸中的铁反响生成白色的磷酸铁和淡黄色的磷酸高铁，防止生成棕赤色的氧化铁，而具有辅佐改进产品白度的作用。其化学反响式如下：                              3FeSO4+2H2PO4→Fe3(PO4)2+3H2SO4                              Fe(OH)3+H3PO4→FePO4+3H2O     磷酸参加量过多会影响产品的消色力，并且使偏钛酸的酸性增强而增加了脱硫的困难。     (3)锑 盐     在锐钛型钛中参加锑盐(Sb2O3)，它能够与物猜中的铁生成偏锑酸铁，有遮盖铁的作用，可改进产品光泽，进步耐候性，更重要的是能防止光色互变现象，但用量不能大，否则会影响涣散性，一般只加0.05%~0.15%。     (4)铵 盐     参加铵盐(NH4HCO3)可使产品松软，白度进步，水涣散性好，也简略脱硫，但加多会使吸油量增高。     4.其他专用种类的盐处理剂     氧化镁的珐琅用钛中运用时，能够使产品中金红石型坚持必定的份额(80%~83%),进步它的运用作用。     醋酸钴能够使珐琅及陶瓷用钛光泽度进步，使产品亮光、艳丽。     碳酸镁能够使电容器钛的电绝缘功能增加，电容器出产中三价钛的存在会使电功能大大下降，二价镁离子能够防止四价钛还原成三价钛。     5.盐处理的操作与配方     盐处理剂的增加不是简略的混合，由于这儿面有化学反响，也有偏钛酸激烈地吸咐作用，尽管现在还没有抱负的检测操控手法，但出产时最重要的是拌和均匀，能配成溶液的盐类[H3PO4、K2CO3、Al2(SO4)3]，必定要配成必定浓度后运用，不能配成溶液的盐处理剂(ZnO、MgO等)要用水调成浆状后参加，然后在常温下拌和1~2h.     盐处理时的偏钛酸浆液浓度凹凸对盐处理的作用也有较大的影响。浆液浓度低反响比较均匀，但一些可溶性盐处理的作用也有较大影响。浆液浓度低反响比较均匀，但一些可溶性处理剂(H3PO4、K2CO3等)在过滤时会随滤液带走而影响实践处理作用；浆液浓度过高，尽管在过滤时丢失较少，但物料粘度较大不简略涣散均匀也影响处理作用。一般浆液浓度(TiO2含量)操控在270~300g/L，假如能处理稠厚浆料的拌和与涣散问题，浆液浓度应该高一点好，国外有的工厂选用螺旋运送拌和，浆液浓度可进步300~400g/L,这样还能够减少转窑煅烧时脱水的能耗，国内攀枝花钛厂曾选用双螺杆拌和器进行盐处理操作，浆液浓度明显进步。     盐处理的配方是一门科学性、实用性很强的作业，它与水解和晶种相同都是各家工厂严加保密的当地。在考虑配方时重要的是正、负催化剂之间的调配和参加次序，既要考虑下降煅烧温度，促进晶型转化，又要留意不能转化得太快，避免粒子过大或烧结，一起还要留意对颜料功能(消色力、白度、耐候性、松软度等)的影响，一般加量多少是经过实验来断定，加量过多不只会下降产品纯度，形成溶性盐增高，还会下降涣散性。一般加量(对TiO2的质量比)和参加次序如下：     金红石型:(a)煅烧晶种(二氧化钛溶胶)加量2%~5%；(b)ZnO的加量0.2%~1.5%;(c)MgO的加量0.2%~0.5%;(d)K2CO3的加量0.5%~1%;(e)H3PO4的加量0.01%~0.02%。     锐钛型:(a)K2CO3加量0.5%~1%;(b)H3PO4加量0.2%~0.35%。     珐琅用二氧化钛:(a)MgCl2加量0.1%~0.15%;(b)CoCA加量0.005%~0.01%。     电容器用二氧化钛：MgCO3加量0.3%~0.4%。

水合二氧化钛的制作，一般包含钛液的水解和水合二氧化钛的净化。钛液的水解能够把它当作盐类水解的一部分。最浅显的了解盐类的水解反响，就是把它当作中和反响的逆反响，即：    可是由于组成盐类的离子不同，盐类与水效果时会发作弱电解质面使溶液的pH发作改动，如弱酸强碱盐醋酸钠溶于水时，发作的水解反响使溶液呈碱性：                                CH3COONa+H2O===CH3COOH+NaOH(Na+、OH-)    而强酸弱碱盐，如氯化铵溶于水时，发作的水解反响使溶液呈酸性：                                NH4Cl+H2O===NH4OH+HCl(H+、Cl-)     从以上盐类水解反响能够看出，pH值是影响盐类水解的首要要素，在盐类水解到达平衡后，溶液中H+和OH-浓度的改动能够损坏水解反响的平衡，使反响朝左或朝右进行。关于强酸弱碱盐，在溶液偏碱性的情况下水解率较高，假如此刻进步溶液的酸度，水解反响则不能进行；相同关于强碱弱酸盐，在溶液呈酸性的情况下水解率才会高。 表1               部分金属氢氧化物沉积时的pH值氢氧化物开端沉积时的pH值氢氧化物开端沉积时的pH值Ti(OH)4 Ce(OH)4 Ti(OH)3 Fe(OH)30.47~1 0.8~1.2 2.5~3 2~3Fe(OH)2 Cr(OH)3 Mn(OH)2 Co(OH)24.5~7 4.6~5.6 8.6~10.8 7.2~8.7       表1为部分金属氢氧化物沉积时的pH值，由于不同的盐类有不同的水解pH值，溶解于钛液中的其他可溶性金属杂质的硫酸盐，如铁(Fe2+、Fe3+)、铝(A13+)、锰(Mn2+)、铜(Cu2+)、铅(pb2+)、镍(Ni2+)、铬(Cr3+)、钴(Co2+)、铈(Ce4+)等，它们水解时的pH值都较高，如Fe2+开端水解沉积时pH值为4.5~7，Mn2+水解沉积时pH值8.6~10.8只要在到达水解pH值时，才会发作它们的氢氧化物沉积。硫酸法钛出产工艺中，钛液的水解是在酸度很高的情况下进行的,并且在水解进程中还不断有游离酸发作，因而上述金属杂质离子会遭到溶液中的酸度按捺而不发作水解沉积，这样在钛液水解时不只能够使水合二氧化钛沉积下来，而其他杂质离子仍留在母液中，使沉积下来的水合二氧化钛能很好的与钛液中可溶性杂质分脱离。     影响盐类水解的要素除了pH值外，当然还有溶液的温度和浓度。酸、碱中和反响是一个放热反响，它的逆反响盐类的水解肯定是一个吸热反响，进步水解时的反响温度，反响能够向水解方向移动，水解会更彻底。而盐的水解度与盐的浓度平方根成反比，因而下降盐的浓度有利于盐的电离，能够进步它的水解速率和水解度。     可是钛液的水解与一般盐类的水解有相同之处也有不同之处，其中最显着的差异是献液的水解没有一个固定的pH值，只要在加热或稀释的条件下，不需要附加任何反响剂即能水解分出水合二氧化钛的沉积，甚至在酸度很高的情况下(H2SO4400~500g/L)，经过长期的煮沸也能发作水合二氧化钛的沉积。由于钛液这种遇加热和稀释会发作水解的性质，所以在钛液制备进程中的浸取、过滤洗刷、浓缩等工序不只操作温度不能太高，并且要尽或许的防止用水稀释避免发作钛液的前期水解。[next]     在常温下用水稀释钛液水解生成的是a钛酸或正钛酸(H4TiO4)如胶体氢氧化物沉积，这种组成也能够写成Ti(OH)4,适当于二氧化钛的二水合物——TiO2·2H2O，它能溶于有机酸、稀无机酸和钛液中，其溶液具有显着的胶体特征，如把此溶液陈化或加热会失掉胶体特征，一起沉积物a钛酸也会转变成β钛酸(偏钛酸)，这种沉积物就只能溶于热的浓硫酸中。其化学反响式如下：    假如把钛液直接加热坚持欢腾也能发作水解反响生成偏钛酸(H2TiO3)的白色沉积，这种水合物的组成亦可写成TiO(OH)2，它挨近二氧化钛的一水合物(TiO2·H2O)，这是现在工业上经过钛液水解制取偏钛酸的仅有方法，其化学反响式如下：    上述水解产品经X衍射分析标明，正钛酸是无定型的化合物、偏钛酸具有不太显着的晶体结构，与锐钛型二氧化钛的晶体结构彻底相同。由于煮沸和稀释都能促进钛液的水解，在工业出产中往往两者并用。一般钛的硫酸盐水解时的产品是锐钛型二氧化钛，而钛的卤化物或硝酸盐水解时得到的是金红石型二氧化钛。     从钛盐制取水合二氧化钛，还能够选用碱沉积法，这是前期从钛液制取氢氧化钛的方法，其化学反响式如下：                               TiOSO4+Na2CO3+2H2O→Ti(OH)4+Na2SO4+CO2                               TiOSO4+Na2CO3+H2O→TiO(OH)2+Na2SO4+CO2     关于钛液加热水解的反响机理的报导许多，但比较有代表性的是水解进程中的H+搬运和胶体的凝集进程。一般以为在F值低、总钛高的钛液中以胶凝进程为主；而F值高、总钛低的钛液中以离子间的反响为主。     由于钛在元素周期表中坐落ⅣB族，它的正四价离子的离子半径很小，所以四价钛在水溶液中很难以简略的离子方法存在，而是与水构成络合物，以水合络离子的方法存在，一般是一个6配位的水合络离子[Ti(H2O)6]4+.水解收第一步是从一个水分子中脱去1个H+，这样就构成了一个由5个水分子和1个OH-所组成的络合离子,然后下降了钛的电荷。OH-起着“桥基”的效果。    跟着溶液中酸度的逐渐增高，这时由于钛的“羟桥”络合物上的H+持续搬运而构成更安稳的“氧桥”。这种H+的搬运跟着水解进程的持续，而构成多核络合物。 [next]     这种顺次生成的多核络合物，呈锁状或网状胶粒结构，终究凝集成大颗粒，当凝集粒子到达10μm左右时就可沉积下来。也有的学者以为这种以氧为链桥的多核络合物，在溶液中实际上呈如下长链状结构。   跟着热水解的进行，链长越来越长，在加热和拌和的效果下，相互环绕在一起发作凝集而沉积。这种凝集既使在较高的酸度下也能进行，不断重复上述凝集和沉积进程，使水解反响持续进行，直至绝大部分钛离子水解生成水合二氧化钛胶粒从母液中沉析分离出来。      美国巴克斯特尔(Baricsdahle)在他的“钛的发现与它的化学与工艺学”一书中是这样论说的：水解终究沉积产品是10~200μm巨细的白色絮凝团，它的巨细直接决议水解产品偏钛酸的过滤与洗刷速度；对颇料功能无关，它是由0.6~0.7μm的1次集合粒子凝集而成，1次集合粒子才是决议颜料功能的基粒子，此粒子又是由大约1000个60~75mμm的微晶组成，每个60~75mμm的微晶是由10个原子呈线性摆放而组成的网状结构。     前苏联别连基和利斯庚在他们所著的“颜料化学与工艺学”一书史所述观念与美国巴克斯特尔的观念相似，他们以为水解开端前先构成亚安稳的锐钛型微晶体，直径3~10nm，20~30个这样的微晶体定向摆放配位成胶体颗粒，它决议着二氧化钛粒子的巨细，这种胶粒成片状结构，长度为45~90nm，厚度约0.25nm。跟着水解持续进行，胶粒加快凝集成0.55~0.75μm的一次集合粒子，它决议颜料粒子的根本功能，其比表面积约60~70m2/g，因而能够吸附很多的水和硫酸盐离子。正钛酸每摩尔钛吸附着大约0.3摩尔的硫酸根，偏钛酸每摩尔钛吸附大约0.1摩尔的硫酸根(SO42-)，所以偏钛酸的组成近似10H2TiO3·SO3.    不管是哪一种水解机理，水解进程总要经过以下3个阶段来完结。     (1)结晶中心的构成(晶核的构成阶段)，这是能够测出来的最小粒子，它不能被打碎，只能被溶解，它的巨细首要取决于晶种浓度;     (2)晶核的生长与水合二氧化钛开端分出的阶段，晶核生长构成一次集合体，集合体巨细取决于水解条件，它直接影响颜料的功能，能够被化学和机械力破碎；     (3)水合二氧化钛的凝集沉析及沉积物组成改动的阶段，此刻凝集颗粒巨细影响偏钛酸的过滤和洗刷功能，对颜料功能影响不大。     第一阶段是晶核构成阶段，水解开端首先从弄清的钛液中分出一批极微细的称为晶核的结晶中心，这批晶核的数量、性质、结构、组成为终究水解产品的性质和组成奠定了根底。     在安稳性差的亚安稳钛液中，在水解前的寄存进程中就现已构成一部分这种极细的胶体晶核，只不过它的数量缺乏于作为结晶中心而在短期内诱发水解反响，可是这些不良结晶中心的存在，会严重影响水解产品的功能，对制品钛的质量也晦气。因而用“新鲜”钛液与安稳性欠好的“陈腐”钛液一道水解时，得到的沉积物组成是不同的，所以在水解前要先除掉这些不良晶核(包含上批水解后的残留产品)。为了正确引导水解进程，在溶液中有必要具有一批适当数量、具有必定组成结构的晶核来作为结晶中心。在工亚出产中这些受控的结晶中心，能够经过按必定程序加热稀释后发作(自生晶种)，或独自人为地制备一批晶核，再把它们放到待水解的钛液中(外加晶种).由于这部分晶核的数量和组成往往不固定，因而有时把化学组成彻底相同的钛液，在彻底相同的条件下水解，由于晶种的不同也会得到不同的水解产品。假如说水解是钛出产中的中心部位，那么晶核的构成又是水解进程中最重要的一环。     在第二阶段，也就是粒子的生长阶段钛以水合二氧化钛的方法在现已构成的结晶上逐渐沉析长大成为水合二氧化钛颗粒，但还缺乏以能够沉积下来，这个阶段就是在水解时发现刚变色的阶段，此刻溶液的化学组成未发作改动，这种物质的组成在适当宽的TiO2与H2SO4浓度范围内是不变的，可是在选用外加晶种水解时，这段晶核生长的阶段没有自生晶种水解时显着。     第三阶段，水合二氧化钛颗粒逐渐凝集长大而沉积下来，这些凝集颗粒的巨细、涣散程度对今后的水洗操作带来较大的影响。在这个阶段中由于从溶液中分出了固体偏钛酸颗粒，打破了本来溶液中的水解平衡，使水解以较大的速度进行，液相中的二氧化钛组分，不断的转为固相偏钛酸的沉积，溶液中的二氧化钛浓度不断下降，游离酸浓度急剧升高，在这期间也一起发作沉积粒子的部分溶解和从头分出新的沉积进程，直至水解进程绪束。     沉积的偏钛酸表面吸附有母液，也就是母液中所含的游离酸、硫酸亚铁及其他金属杂质离于的硫酸盐等。走运的是钛液的热水解能够在较高的酸度下进行，这些杂质离子在这样高的酸度下不会沉积下来，今后能够经过水洗的方法除掉。可是三价铁离子水解时的酸度较高(pH2~3)，很有或许会在水解时与偏钛酸一起沉积下来，因而在工业出产中水解用的钛液中要含有必定量的三价钛，水解后的母液中也应该含有微量的三价钛，三价钛含量一般操控在0.1~0.5g/L。     水解是钛出产中极为重要的工序，在颜料级钛出产进程中，操控沉积物的粒子巨细和使沉积颗粒均匀是水解工艺的要害。由于水解时的操作条件根本上决议了二氧化钛微晶体、水合二氧化钛胶粒的巨细和偏钛酸的组成，尽管盐类水解反响是可逆的，可是水解过释中粒子的生长是不可逆的，操作不妥简直无法返工弥补，终究直接影响后工序的操作和制品钛的质量。

（一）二氧化钛的制浆、涣散、湿磨和分级    氯化法氧化工序的半成品粒度现已很细，不需求进行前破坏。硫酸法经回转窑煅烧后的产品首先要通过磨细才干充沛发挥湿磨机的作用。国内几家大的硫酸法钛厂前破坏基本上都是选用雷蒙磨来完成的（见表1）。表1  雷蒙磨的详细设备状况公司名称类型来历核工业部华原公司雷蒙磨R5M从德国进口攀渝钛业雷蒙磨R5M—裕兴钛厂雷蒙磨R5M—河南漯河4R、5R雷蒙磨国产     国产的雷蒙磨在质量和运用寿命上远远赶不上进口雷蒙磨，其运用10年以上依然无缺。配备有自动操控的DCS操控体系，以前进研磨功率。    磨细的物料一般由螺旋计量器加到制浆罐中。制浆用脱盐水作稀释剂，进行充沛拌和，固相浓度（质量）25%-30％。制浆的一起加人涣散剂，调整pH值至9-12可抵达最佳涣散作用。此刻要求体积电阻率不低于20000Ω·cm,若有或许可用黏度计检测，到黏度最低时为最好，以便湿磨作用充沛发挥。    涣散剂的品种许多，一般分为有机涣散剂、无机涣散剂。    有机涣散剂首要是烷醇胺类和多元醇（即常用的有三乙醇胺）、二胺、山梨糖醇、甘露糖醇等；无机涣散剂首要是六偏磷酸钠、焦磷酸钠、碳酸钠、碳酸二氢铵、等。一般运用六偏磷酸钠和最多。六偏磷酸钠对微细涣散体中的固体粒子有很强的涣散作用，因为它是一种直链的多磷酸盐玻璃体，其间n为20-100能与涣散介质中钙、镁、亚铁等金属离子生成可溶性的配位化合物，起到遮盖多价阳离子，防止这些带正电荷的离子与带负电荷的二氧化钛发生电中和而凝集在一起，其分子结构式如下。 [next]     氯化法钛白浆料pH值为2. 3左右，呈酸性。大多数工厂都选用作涣散剂调整pH值抵达9-11，以抵达最佳涣散作用。作涣散剂的又是包硅膜的一部分，在定量加人后，没有抵达最佳pH值时，能够加人离子膜碱液帮忙调整pH值抵达结尾。    近几年，国内金红石型钛产品的产值和产能扩展，进入市场后的信息反馈使出产供应商逐步认识到，涣散单元在后处理中是十分重要的工序，涣散的好坏直接影响到湿磨后浆料分级的作用，特别是影响包膜的质量。涣散欠好，再好的包膜配方也不能出产出满足用户要求和运用功用优秀的产品，所以涣散的作用应该引起人们充沛注重。    涣散操作要十分注重以下几种影响涣散的要素：①前工序产出的二氧化钛粒度和形状；②制浆的水质要好，选用去离子水，体积电阻率不低于20000Ω·cm;③浆液的pH值是操控涣散好坏的重要条件，依据后处理的状况，能够通过小型实验断定最佳pH值（一般为9-11）；④涣散剂的挑选和用量，也能够通过工业实践承认，一般用量不超越粉料量的1％；⑤浆液的浓度要适宜，一般浆液中固体物料为600-1200g/L;⑥涣散罐的力学功用如机械拌和的强度等。    湿磨是后处理中一道重要的工序，不只硫酸法需求，氯化法也相同需求，国外大型氯化法工厂湿磨的环节往往是一点不能忽视的。湿磨与水选法比较，为取得粒度细而均匀的浆料，在相同的条件下湿磨出产能力是水选法的1. 5-2. 0倍。    湿磨的作用就是进一步磨碎在上道工序发生的集合粒子、附聚粒子和絮凝粒子。因其粒子间的结合力十分弱，很简略通过机械研磨的办法把它们翻开，在涣散剂的作用下，可防止它们再聚凝在一块。这样可使一些较粗大的粒子经研磨抵达具有运用功用的粒度规模（0.15一0.35p.m）。    湿磨设备首要包含球磨机、振动磨、砂磨机。因为前道工序的前进，金红石型产品的湿磨设备首要选用砂磨机。它是用处较广泛的亚微米级的湿磨设备，就研磨细度而论仅次于胶体磨。    砂磨机有立式和卧式两种，并有敞开式和加压式两种操作形式。国内立式砂磨机有从美国进口500L的产品，一起也有从德国进口1000L的卧式砂磨机。立式砂磨机的结构如图1所示。 [next]     立式砂磨机的立轴顺便旋转盘，和下端固定的平衡器笔直吊装在筒体内，立轴与上部电动机相联合。筒底部有底筛和逆止阀，圆筒上部有顶筛，筒体内装有必定量不同粒径的沙子作为研磨介质。筒体外层有夹套，可通人冷却水冷却。    作业原理：欲涣散研磨的料浆经计量泵从磨机底部的底阀打人筒体内。电动机带动主轴上的旋转盘、平衡器旋转，使筒体内的沙子和浆料激烈搅动。在相互间冲突、研磨、剪切作用下完成涣散和破坏的意图。沙子和料浆被旋转盘带动并甩向筒体内壁。在两个旋转盘之间，构成一个翻滚的环，它能发生极好的涣散作用。料浆被研磨后被接连打进浆料逐步顶人顶筛，细浆料从筛孔溢出聚集在溜槽流人收液罐。砂磨机具有高效涣散作用和较强的破坏作用，是制备高涣散体的首要设备，被广泛运用。国内龙蟒、漯河等厂商引入德国耐驰公司出产的1000L卧式砂磨机运用作用很好。    影响砂磨机作业功率的要素如下。    ①研磨介质沙子的粒径为0.71-0.73mm。粒径太小研磨作用较差，而且要求为出口筛网缝隙巨细的2. 5倍以上。粒径太大介质颗粒数量少、空地大，研磨作用得不到充沛发挥。而且要求粒径要小于旋转边际到筒体之间间隔的1/4。    ②研磨介质的装填量、作业时沙子与料浆的体积比为1：1。初次装填量为筒体高度的2/3,密闭立式占70%-80％，敞开立式占60%-70％；卧式占80％一85％。装人的沙子少，研磨功率下降；沙子装得过多，沙子和料浆的混合物难以搅动，有“冻住”现象，易在旋转盘上滑动，耗费功率高，研磨作用差，而且易使轴、旋转盘、筒体面料磨损严峻。    ③旋转盘的转速一般使其周边线速度抵达(610±30)m/s,当运用氧化锆珠时其密度较大，旋转盘的边际线速度能够低一些，能够取得满足的研磨涣散功率。这是一个很重要的参数。进口PM500-N立式砂磨机，其首要参数为：电机功率186425W，转速680r/min。    砂磨机的内衬要求耐磨性强，进口设备一般选用聚内衬。立轴、旋转盘、平衡器表面用聚醋橡胶作防护层。这种材料弹性好，耐磨功用比天然橡胶高9倍，比丁橡胶高1-3倍，且很简略修补，十分适用。国内砂磨机容积较小，筒体选用钢渗碳前进硬度，一般没有面料。    砂磨机的研磨介质除沙子外，可选用玻璃珠、氧化铝陶瓷珠和氧化锆珠。国外大型砂磨机多选用氧化锆珠。电炉法和高温焙烧工艺出产的氧化锆珠细度均匀、表面润滑、硬度高而且规格多，是抱负的砂磨机湿磨用磨料。国内已有如Nanor Zir,宜兴神州研磨介质厂等多家出产。其首要技术目标见表2。表2  氧化锆珠首要技术目标功用目标首要成分ZrO2，68.5%；SiO2，31.5%硬度（莫氏）7.2~7.7（金红石型TiO2为6~6.5）相对密度3.96粒径/mm0.6~0.25mm[next]    砂磨机常呈现的毛病是沙子上浮堵住顶筛的孔，形成出料困难；形成原因是进料量大、沙子易碎、细粒较多；此外也与涣散剂、pH值操控得欠好、研磨后从头呈现絮凝现象有很大联系。一般用毛刷冲刷或用水重复冲刷处理。    国内龙蟒、漯河等厂商引入德国耐驰公司出产的1000L卧式砂磨机运用作用很好。下面给出德国耐驰公司LME圆盘卧式砂磨机首要技术参数供参阅（见表3）。     经湿磨后的二氧化钛粒子一般操控在＜5μm。为进一步得到必定粒度散布的二氧化钛涣散体，需求对磨后料浆进行分级。颜料级钛不期望有5μm以上的粗颗粒，化纤钛白要求更高，不期望有2μm以上的粗颗粒。所以有必要通过分级处理这一工艺问题。    分级有干法和湿法两种，与干法相比较湿法尽管别离速度比干法（气流分级）慢、能耗高，但它在分级后能够使粒子始终保持涣散状况，不絮凝、不粘壁、无需二次制浆，能够直接进行包膜，因而不管硫酸法仍是氯化法的后处理皆选用湿法分级。    湿法分级可分为以下几种办法：    ①重力型沉降分级器，水选罐、道尔型沉降桶、增稠器等；    ②离心式分级器，水力旋流器、卧式螺旋卸料沉降式离心机；    ③振动筛分式分级器。    重力型沉降分级器首要选用水选罐，依据斯托克斯公式计算出粒子的沉降时刻和沉降高度，然后在断定的高度下把不同粒径巨细、散布不相同的悬浮物分隔。这种办法设备简略、操作简略。缺陷是间歇操作、沉降时刻长、水选率低，而且受悬浮液涣散安稳状况限制。国外选用道尔型水力沉降器(Dorr hydroseparator)，作业原理与一般道尔型沉降桶相似。别离粒径能够抵达＜6.Oμm。这种设备尽管能够接连操作，可是设备粗笨、占地面积大、浆液浓度稀，同水选罐相同因技术落后现在简直没有人选用。    离心式分级器中的水力旋流器和卧式螺旋卸料沉降式离心机是在铁白职业中运用最多的两种离心分级设备。    水力旋流器相似一般的旋风别离器，材料一般选用质地坚固的刚玉或95陶瓷（莫式硬度可抵达9），工业上一般数十只一组并联操作，经旋流分级后的底流粗粒重返砂磨机研磨。水力旋流器的结构如图2所示。[next]     主体包含圆筒和锥体两部分。进料口呈切线在筒体上部，料进人后高速旋转，靠离心力把粗颗粒甩到筒壁上，在料液的推力下沿筒壁下移从底部流出，而中心的细料浆沿溢流管上升流出，完成别离。分级粒度可达5μm,别离功率可达75％以上。    水力旋流器的长处如下：①结构简略，本钱低价；②自身无动部件，设备保护操作便利；③体积小，出产能力大；④别离的颗粒规模宽；⑤能够接连操作。    水力旋流器的缺陷如下：①因为悬浮液在水力旋流器内高速旋转运动，磨损得比较严峻，特别是圆锥部及底部流嘴更严峻；②动力耗费比较大；③在小型、超小型旋流器中运用时，假如浆料中有异物或粗颗粒较多，易呈现阻塞底部流嘴出口现象，需求用水冲刷。体系适于接连操作，停产后应该用清水把供料体系、旋流器等冲刷洁净，防止下次开车积料或管路中积块阻塞旋流器。    卧式螺旋卸料沉降式离心机是一种接连操作的沉降式离心机，具有功用优越的液固别离设备，能够在全速下进料、沉降、枯燥、洗刷和螺旋卸料，功用较多。用作分级设备，可别离出粒径3～5μm,要求离心机有较高的转速来完成别离因数。如Super-D-can-ters牌号P-300型离心机，别离因数为3200，最高转速达4000r/min,功率耗费为30kW 。用于钛白可别离出40％的粗颗粒，分级粒度用加料速度和转鼓转速来调控。    振动筛这类机械分级器适用于氯化法钛白工艺，因氯化法钛产品粒度细、粒度散布窄，料浆通过涣散研磨后首要是去除单个的粗颗粒物比如砂磨机中带出的细沙粒和太粗的Ti02颗粒之用。筛出的粗颗粒料浆经水冲刷再回来砂磨机从头湿磨。    涣散、湿磨、分级的典型设备流程如图3所示。

要想取得白度高，颜料性能好的钛，有必要尽量下降钛中的杂质含量，这些杂质不只影响白度，在煅烧进程中进入二氧化钛晶格还会发作光敏现象，而依托延伸水洗时刻达不到彻底净化的意图，所以在出产颜料级钛或高纯度的二氧化钛时，有必要在水洗后对偏钛酸进行漂白。     漂白实际上是一个复原进程，用复原剂把偏钛酸中的高价铁离子等金属杂质及其氢氧化物悉数复原成贱价状况，让它们从头能够溶于水，经过水洗除掉。     漂白操作是在酸性介质中进行，由于在复原前首要要使氢氧化物沉积分化，构成可溶状况后再进行复原漂白，如偏钛酸中的氢氧化铁先与硫酸反响生成硫酸高铁后再参与复原反响。                                       2Fe(OH)3+3H2SO4→Fe2(SO4)3+6H2O                                        Fe(OH)2+H2SO4→FeSO4+2H2O     工业偏钛酸的漂白方法有如下几种。     (1)锌粉漂白     这是最早用于偏钛酸漂白的方法，锌与硫酸反响生成氢，新生态的氢是强复原剂；把硫酸高铁复原成硫酸亚铁，但复原剂过量时，部分偏钛酸也被复原成三价钛，出现淡紫色，其化学反响式如下：                                     Zn+H2SO4→ZnSO4+2[H]                                     Fe2(SO4)3+2[H]→2FeSO4+H2SO4                                    H2TiO3+2H2SO4→Ti(SO4)2+3H2O                                    2Ti(SO4)2+2[H]→Ti2(SO4)3+H2SO4     锌粉漂白一般在珐琅反响罐或钢衬瓷板的耐酸容器中进行，先把偏钛酸泵入漂白罐内，参加必定量的工艺水，调整TiO2的浓度为200~220g/L，然后在拌和下参加硫酸(最好是杂质含量低的蓄电池用硫酸)，使浆液中的硫酸浓度到达60~80g/L，接着通蒸汽加热(夹套加热、或盘管加热，也有直接蒸汽加热)，假如选用铜盘管加热，在漂白复原进程中有或许使二价铜复原成铜粉，在煅烧时生成黑色的氧化铜而污染产品，反响式如下：    当温度加热至60~70℃时，参加TiO20.5%~1%(质量)的锌粉，锌粉可用水调成浆状分数次参加，假如参加速度过快，锌粉与硫酸反响过于剧烈所生成的会发作很多的泡沫，不只糟蹋复原剂，还会形成冒锅事端。当持续升温至90℃后，保温2h，冷却后放料进行漂后水洗，经过漂白后的偏钛酸浆猜中应含有三价钛(以TiO2计)0.3~0.5g/L才视为合格。     在出产金红石型钛时，需求增加煅烧晶种(二次晶种)，最好在漂白前参加，由于在制备煅烧晶种时，偏钛酸与碱在不锈钢反响器中长时刻煮沸会有铁、铬等金属离子带入，如在漂白前参加能够在漂白的一起把煅烧晶种所带入的高价金属离子及其氢氧化物复原成贱价状况，再经过水洗除掉。     有的工厂在漂白时采纳长时刻煮沸的方法，据说对除铬、钒离子有较好的作用；还有材料报导为了除掉残留的铜，可在铁洗净后参加硝酸或过氧化氢，使铜转化成可溶性的二价铜以便经过水洗除掉；为了除掉钙、镁、硅酸根离子，可在除铁后再用碱性铁化合物处理，使pH值到达5~8后持续用水洗刷除掉。     (2)铝粉漂白     铝粉漂白与锌粉漂白的原理、化学反响和操作进程彻底相同，只不过铝粉中的杂质含量比锌粉少，些，铝与被复原的铁之间的电极电位比锌与铁的电极电位差更大，因而更简单反响，溶液的酸度(用酸量)和铝粉的用量可比锌粉低一些，现在许多工厂已将锌粉改为铝粉。[next]     (3)三价钛漂白     锌粉漂白与铝粉漂白反响初期，锌粉与铝粉和硫酸反响生成新生态氢时为固-液相反响，新生态氢与溶液中高价铁等离子进行复原反响时归于气-液相反响，从化学反响的视点上来讲，这2种类型的反响都不简单进行得很彻底，因而复原剂的加量要比理论加量多，可是加多后往往有残留未反响的锌粉或铝粉混入偏钛酸中，煅烧后会影响产品质量。三价钛漂白归于液-液相反响，反响能够进行得比较彻底，不存在锌粉或铝粉混入产品中，其用量和加酸量及反响温度可比锌粉或铝粉漂白时低一些。其化学反响式如下：                                Fe2(SO4)3+Ti2(SO4)3→2Ti(SO4)2+2FeSO4     三价钛溶液的制备和运用方法是:把浓度180g/L左右的水洗合格后的偏钛酸按H2SO4:TiO2=5:1的份额与浓硫酸在一耐酸珐琅反响罐内加热酸溶。酸溶时在拌和下进行并加热至欢腾，跟着欢腾时水分的蒸腾浆液的沸点逐步提高，当温度到达120~150℃时，偏钛酸开端溶解，持续拌和加热待溶液变成茶褐色弄清通明的硫酸钛溶液后，中止加热冷却并加水稀释使TiO2浓度在50~70g/L左右。     当温度降至75~80℃时，参加事前用水调成浆状的铝粉进行复原操作，铝粉浆的参加应非常当心缓慢，最好在20~30min内分数次参加，否则会由于反响剧烈发作冒锅事端，其复原反响式如下：                                      3H2SO4+2A1→A12(SO4)3+6[H]                             Ti(SO4)2+TiOSO4+2[H] →Ti2(SO4)3+2H2O     复原用铝粉的加量为理论量的1.5倍，加完铝粉后持续升温至90℃，保温1h，冷却后分析溶液中的三价钛浓度，核算复原率。复原率不得低于90%。    制备好的三价钛溶液应过滤后运用，避免未反响的铝粉和未酸溶的偏钛酸带入三价钛溶液中。该溶液储存时刻不宜过长，最好在48h内用完，由于三价钛是强复原剂，寄存进程中会被空气中的氧氧化而下降复原作用。     三价钛漂白尽管比锌粉或铝粉漂白有许多优胜之处，可是制备进程杂乱、制备时能耗高、酸耗大、本钱高。     (4)漂 洗    漂洗操作和漂白前的水洗相同，只不过漂洗时的水质要求很严，最好运用离子交换水，以避免水中的杂质再次污染产品，漂洗后偏钛酸中的Fe2O3含量控制在30X10-6左右，能够取得白度极佳的二氧化钛。     有时漂白后偏钛酸中测不出三价钛的含量，其主要原因或许是偏钛酸中三价铁含量太高，所参加的锌粉、铝粉或三价钛溶液的量缺乏于悉数把它们复原成二价铁，或许锌粉、铝粉储存时刻太长或受潮表面钝化。另外在运用三价钛溶液时，三价钛溶液寄存的时刻过长，三价钛浓度变低，按本来核算参加的量已不行，或许硫酸参加量过少、漂白温度过低、长时刻快速拌和浆猜中的三价钛从头被氧化都或许形成测不出三价钛离子的现象。     可是漂白后偏钛酸中的三价钛含量不宜过高或过低，假如在漂洗结束时仍含有较高的三价钛，会形成偏钛酸在煅烧时使产品泛灰相；假如三价钛含量过低，就不能确保三价钛在漂洗时能起到按捺二价铁从头氧化成三价铁的或许，假如没有三价钛就阐明偏钛酸中还有必定数量的三价铁未复原成二价铁。

(1)水 洗     经过表面处理后的二氧化钛又重新成为絮凝状态，而且其中含有许多水溶性盐类，它们主要是表面处理明所生成的盐(如Na2SO4)、煅烧前所加入的盐处理剂以及研磨分散时所加入的分散剂等，这些盐类如果不除去将会影响产品的涂料应用性能如：涂料的贮存稳定性、研磨分散性、耐候性等。由于这些盐类都能溶二水，因此可以通过水洗的办法来除去，虽然理想状态是把所有盐类的离子都洗净，但实际上很难做到。     表面处理后二氧化钛的洗涤设备可以采用真空叶滤机和转鼓过滤机，但大型工厂一笛膜都采用真空转鼓过滤机，这种过滤机可以单台操作，也可以几台串联在一起操作，该机集过滤、洗涤、卸料(甚至挤干)为一体，自动化程度高、耗水量少、洗涤效果好，单台机的过滤面积5~40m2.     水洗时的水质要求很高，国内外均采用脱离子水，该水的电阻率应不低二50000Ω·cm，特殊品种如化纤用二氧化钛应不低于20×104Ω·cm.洗涤终点应控制滤液中无硫酸根(可用10%BaCl2溶液测定)，或分析滤饼的电阻率不小于8000Ω·cm。     (2)干 燥     经洗涤后的二氧化钛滤饼，在干燥时的温度一般不能超过200℃，通常控制在120~150℃，这样可以保持包膜物中的水合氧化物的结构，因为在这个温度下只能脱去表面水而不能脱去结合水，干燥温度过高不仅会使有机包膜剂碳化、分解，还会使水合三氧化二铝晶化，造成二氧化钛粒子凝结而降低分散性。     干燥设备一种为带式干燥器，一种是喷雾干燥器。带式干燥机是把滤饼通过挤条机落在不锈钢多孔板履带或不锈钢丝网带上，在传动装置作用下缓缓通过干燥器，经蒸汽间接加热空气通过鼓风机使热风从上部强制通过物料层，进行自上而下的循环，使物料得到干燥。该机的特点烛热风和物料的接触面积大，干燥时间较短，干燥时操作稳定、粉尘小、生产能力大，干燥后的物料呈颗粒状，便于其后的汽流粉碎操作，缺点是设备占地面积大、循环风机多、动力消耗高。     喷雾干燥一般采用离心式喷雾干燥器，二氧化钛浆料(50%~55%)在10000~1500r/min的高速分散盘中被离心分散成雾粒(细微颗粒)，使其在干燥室中与逆流的热空气接触进行干燥，由于物料被分散得极细，蒸发面积很大，物料中的水分在瞬间(几秒钟)被 蒸发。物料在喷雾干燥器中的干燥时间极短，可避免物料过热，干燥后的物较呈粉末状，但对进料时物料中的湿含量要求较严，操作控制也较复杂。

旋转闪蒸枯燥设备作业原理滤饼加到加料罐中，旋转破碎后压人螺旋加料机，参加闪蒸枯燥机下部；与从加热炉来的热空气充沛触摸换热，经过旋转破坏成细粒，使枯燥的细料吹起，进入布袋收尘器，搜集下来为制品；没有干透、大颗粒的钛又落下来，持续与热空气换热，直到枯燥吹出停止。被加热的热空气从枯燥器底部进人，使枯燥器内呈流化运送状况。经布袋收尘器别离出的干料由底部排出。废气经风机抽出，排走。    2.枯燥流程及设备的比较    上述三种枯燥流程及主体设备在国内钛职业都有运用，各有利益。枯燥流程及设备运用状况见表8。    德国APV远东有限公司出产的旋转闪蒸枯燥机设备在美礼联、克尔麦吉、凯米拉等厂运用；我国上海设办事处经销；我国沈阳远大科技实业有限公司可制作成套设备，曾为国内某硫酸法钛白厂制作年产万吨的设备。    （五）破坏工艺及设备    枯燥后的物料进行超细破坏的一起可进一步脱去水分使含水量≤0.5％；在破坏的一起参加有机分散剂，使物料从头具有杰出分散性，进步消色力。    破坏设备国内、外各厂根本都选用气流破坏机。国内几个大厂的气流破坏机都是从国外进口（首要为Фl000mm上出料型）的。目前国内已把握制作气流破坏机的技能。能够出产Ф280mm,Ф450mm,Ф600mm下出料的气流破坏机。气流破坏机最首要的部件要求耐磨，喷嘴环内层材料为硬质合金，可用硬质合金焊条涂焊的加工工艺处理。破坏室的上、下腔体用耐磨陶瓷材料镶砌而成，喷嘴为碳化钨材料制成。    气流破坏机工艺流程有两种，分为干法和湿法处理，首要差异在于气固别离后废气的处理办法不同（见图11、图12）。[next]     上述两种流程国内都有运用。湿法收尘耗费能量高，旋风收尘器能收下来大部分物料，其他进湿法收尘器，被淋洗下来。湿法体系易阻塞，毛病多，致使气流破坏机的产能低。干法流程工艺简略，尽管需求耐高温滤袋，一次出资较大，但进口覆膜滤袋过滤效率高，简直100％的细粉料悉数搜集下来，使气流破坏机的产能进步。冷凝水又能得到收回使用，节能、高效，很值得引荐。    （六）钛冷却、包装工艺及设备    气流破坏后的物料温度很高(150℃以上），有必要冷却后才干包装。冷却办法有多种，即冷却筒冷却、螺旋运送冷却、气力运送冷却等。选用前两种设备冷却工艺简略，操作便利，但在换热器表面常会有钛附着构成料层影响传热，冷却作用不太抱负。    气力运送冷却物料的流程尽管杂乱一点，动力耗费较大，但冷却作用好，出产能力大，大型钛厂多选用此种冷却办法。国内钛厂在技能改造中正在试用这种冷却办法。    钛制品包装很重要，除要求计量精确、差错小外，还要求清洁漂亮和包装进程效率高。国外公司包装全进程都完成主动化。从机械手套袋、主动计量称重、电子秤复核质量与包装机构成连锁信号反应调理；到主动码袋、整形，塑料包覆防潮等工序流水作业主动化。并且现场清洁，计量精确，出产能力大。    国内尽管引进了一些包装机，但全体水平距国外相差甚远。应注重包装袋的规划、材料的挑选。特别是吹气进料包装机用的包装袋有必要有很好的透气孔，不然计量禁绝，包装袋易崩破。

钛液水解所生成的水合二氧化钛，是一种外观比较粘稠的悬浮液，放置时会缓慢沉积出白色的水合二氧化钛的沉积，它是由1000个左右粒径在0.6~1.2μm的水合二氧化钛絮凝而成的凝胶，在每一个胶粒的结构上，有大约20个2nm巨细的微晶(晶种)，其化学组成一般是：TiO2170~200g/L、H2SO4300~400g/L、FeSO4·7H2O200~250g/L，以上组成随工艺不同略有改变。这种悬浮液尽管能通过惯例的固液别离的方法把它别离出来，可是水合二氧化钛的表面吸附着很多的游离酸(母液)，这些被吸附的游离酸无法通过一般的固液别离操作来把它们别离洁净，并且这些游离酸中含有很多的硫酸亚铁、以及铬、钒、锰、铜、铅等金属的硫酸盐，这些杂质的存在会严重影响产品的光学性质和颜料功用。水洗的意图就是运用水合二氧化钛颗粒不溶于水，而一些贱价金属杂质的硫酸盐溶于水的特色，通过水洗把吸附在水合二氧化钛表面上的游离酸、未水解的钛液以及以铁盐方主的可溶性杂质离子用水洗掉，然后到达净化水合二氧化钛的意图。     工业水洗操作一般运用离心机、真空叶滤机和真空转鼓过滤机，其间用于水合二氧化钛过滤与洗刷操作国内外首要以真空叶滤机为主，因为在该出产工序中，洗刷比过滤重要，因而要挑选一种兼有充沛洗刷功用的液固别离的过滤与洗刷设备。     真空叶滤机，又称莫尔(Moor)式过滤机，从过滤推动力可分为加压和真空两个类型，钛工厂首要选用真空叶滤机。该机的叶片呈长方形，每片过滤面积2~5m2(双面)，上面开有壁槽和孔，开槽率一般不低于50%，每个叶片内部接有2~4根真空管，10~30块叶滤片组成一组，每块叶片中的真空管与该组上部的真空总管相连接，每块叶片表面套有(或张贴、嵌入)耐酸工业滤布，叶片的原料大多选用硬聚氯乙烯(PVC)、聚、ABS、硬橡胶、木材等耐酸功用杰出的材料制成。     在进行偏钛酸(水合二氧化钛)水洗操作时，首先将叶片用行车吊入偏钛酸浆料槽(吸片槽或上片槽)中，该偏钛酸浆料应事前冷却至60℃以下，避免温度过高损坏叶片及浆料槽中内衬的耐腐蚀材料。待敞开真空后，在负压的效果下、浆猜中的滤液穿过滤布通过叶片中的集液管(真空管)，抽至主动倒液罐，而偏钛酸颗粒截留在滤布上构成滤饼。在吸片时要不断添加浆料，坚持叶片一直浸没在浆猜中，当滤饼到达必定厚度后，在坚持真空的情况下，将整组叶片吊起，稍稍抽干放入一清水池中，在不断添加清水，并坚持叶片彻底浸入水中的状况下，进行接连洗刷操作。水洗一段时间后，搜集少量滤液滴加1%铁溶液，如呈蓝色需求持续水洗，呈绿色表明行将洗好，呈黄色则已到达漂前水洗的标准(Fe2O30.01%)。     真空叶滤机尽管是一种较陈旧的空隙过滤操作设备，可是它结构简略、造价低、出产能力很大、没有任何传动部件、修理保养很便利，并一起具有过滤与水洗的功用，特别是对滤饼的洗刷很充沛，加上它在水洗操作时整个叶片浸没在水中操作，能够避免滤饼(偏钛酸)触摸空气，避免滤饼中的贱价铁(硫酸亚铁)等离子在空气中被氧化成高价状况而无法洗掉，因而在国内外钛职业中得到广泛运用，缺陷是耗水量比真空转鼓式过滤机多。     在挑选与制作真空叶滤机的叶片时，首先要考虑到滤片的原料要耐腐蚀、耐温，避免在真空下长时间操作而导致变形，其非有必要添加每片叶滤片上的开孔率，曩昔那种在硬PVC板上打孔的外片，因为开孔率低、易变形，大部分工厂已不再运用。真空集液管(真空管)应安置在叶片的底部，以确保在过滤、水洗操作完毕后，把叶片内部的滤液和水抽洁净。     真空叶滤机的结构尽管简略，可是它的排液体系比较复杂，排液体系功用的好坏直接影响水洗进程的平稳操作。我国现在钛工厂运用的排液设备有两种。[next]     (1)主动倒液罐     图1中的主动倒液罐又称真空主动倒液罐、主动倒水罐或真空吸液罐等，曩昔曾是我国各钛工厂遍及运用的排液设备。    该罐一般为立式，内部分为上、下两个罐体，中间分隔板上有一下料口和上浮阀联接，下浮阀通过连通管与上罐体相通。在真空状况下底部的排液、气口被橡胶板吸住，在真空力的效果下，来自叶滤机中的滤液不断进入上罐，并通过中间分隔板上的下料口流至下罐，跟着下罐液位不断上升，下浮阀浮起把连通管底部封死，当下罐液位持续上升至上浮阀的方位，上浮阀也将下料口堵死，此刻上下两罐彻底阻隔，上罐持续坚持负压状况，抽进来的滤液只能留在上罐，而下罐因连通管封死已与真空阻隔，在大气压力下排气口上的橡皮板主动掉落，下罐处于常压状况，滤液受重力效果推开底部排液口上的橡胶板，滤液主动排出(有的工厂在上浮阀上装置一根顶杆，当上浮阀上升至必定方位后，顶杆把排气口上的橡胶板顶开，使下罐构成常压排液)。当下罐的滤液排至下浮阀邻近时，下浮阀受重力效果而落下，连通管把上部的真空引进下罐，下罐在真空力的效果下从头把排液口和出气口上的橡皮板吸住，上浮阀受上罐液位的重力效果和下罐的负压效果落下，上罐的液体从头流入下罐，开端下一个循环的排液操作。     主动倒液罐的材料一般选用硬PVC板或钢衬胶、钢衬玻璃钢等。该设备的内部运作和排液是空隙的，但水洗抽滤和滤液的搜集进程是接连的，不需求人工切换阀门，可是有必要每台真空叶滤机配一台主动倒液罐。     因为旧式的主动排液罐每台真空叶滤机需求装备一台主动倒液罐，一个中型钛厂的水洗工段有时要装备10余台，并且上浮阀、下浮阀、排气口等几个运动部件常常失灵需求修理，平常每一次排液进程中真空都要在短时间内被损坏一次。1985年南京油脂化工厂开发了一种合适我国大多数钛厂工艺布局的主动卧式接连排液体系，已在我国许多钛工厂中得到使用。[next]     (2)卧式主动接连排液体系     卧式主动接连排液体系与主动倒液罐比较有如下长处。     a.多台真空叶滤机可共用一台卧式主动接连排液器，假如不考虑水洗废酸的分类，原则上一台卧式主动接连排液器就能满意出产的需求；     b.用离心泵接连向外排液，排液时不损坏真空，可节省真空能耗，其技能关键是处理了离心泵在真空状况下的正常工作问题；     c.卧式安置，排液器的进口能够低于或等于叶滤机滤液的出日高度，削减无功丢失，节省真空能耗，因为真空提高高度每添加lm，实践真空丢失10%左右；     d.能够接连主动操作，修理量很少，因为不需求每台真空叶滤机装备一台主动倒液罐，因而设备台数能够大幅度削减，占地面积不大，具有显着的经济效益，特别合适国内钛厂低位水洗的工艺安置。     该体系的操作进程参见图2。    从真空叶滤机抽来的滤液进入别离罐，别离罐上部一根主真空管与真空体系(真空泵)联接，副真空管作为平衡管与分流器联接，滤液由罐底的出口经离心泵先送至10m以上的分流器，然后再从大气腿下面的溢流槽排出，然后使离心泵的进出口均处于真空状况下，两头的肯定压力持平，处理了离心泵在真空状况下的工作问题。别离罐内设有液位控制器与离心泵联锁，避免液位过高将滤液抽至真空体系内，或液位过低形成离心泵空工作。

二氧化钛颜料在表面处理前进行湿磨分级是十分重要的一环，因为煅烧后的二氧化钛粗颗粒虽经雷蒙磨损坏，但仍会有必定数量的1~10μm的粗颗粒或集合粒子未被损坏，特别是在用雷蒙磨损坏时，因碾压效果许多被损坏的细粒子会揉捏在一同构成附聚粒子，需求较大的能量才干分隔。平常测定细度的筛子，一般运用325目标准筛，其孔径大约是45μm，经雷蒙磨损坏后的钛一般还含有0.05%~0.15%大于45μm的大颗粒，因而1~10μm的粗粒子用筛余法测不出来，特别是金红石型二氧化钛粒子较硬，更简略混入粗颗粒。美国杜邦公司化学品部的D.P.Fields等人以为钛中混有30μm以上的大颗粒足以使涂膜、塑料型材表面发生瑕疵和条纹；5μm以上的颗粒对涣散度有显着的影响；0.5μm以上的任何大颗粒都对涂膜的光泽度有较大的影响；0.1~0.5μm的粒子首要影响其遮盖力、上色力、底色等光学功能(见图1)。    最近经过W.D.Ross所做的遮盖力逆散射核算值显现：每粘附一个二氧化钛粒子，遮盖力简直要丢失4%，依据他的核算，一个直径为0.2μm的二氧化钛粒子的遮盖力为100的话，二颗粒子只要96、三颗粒子为92、四颗粒子只要88。图2为不同絮凝程度的TiO2电镜相片。 [next]    研磨的效果就是进一步磨碎如图3粒子模型中的(2)、(3)类凝集粒子和附聚粒子，它们是一次原级粒子烧结而成巩固聚合体和经过面或角彼此结合在一同的集合体(附聚粒子)，而絮凝体则是由更小的粒子群，因为吸附了空气或水分而絮凝在一同，其粒子间的结合力十分弱，很简略打散，假设不增加涣散安稳剂，它也会很简略地再絮凝到一同，所以絮凝体又称为“可逆性凝集粒子”。    其次在表面处理包膜时，最抱负的状况是把包膜剂包在每一个原级粒子上，吸有这样的包膜完毕后，用汽流损坏机解凝时才干确保每一颗粒子上都有包膜层，然后到达表面处理包膜的终究意图。假设包膜前不研磨涣散，就有可能是对集合粒子或絮凝粒子的包膜，这种包膜物一经汽流损坏，包膜层被打碎，出现的是一种残缺不全的包膜状况，达不到表面处理包膜的预期意图，因而在表面处理前必定要充沛研磨涣散。      (1)湿 磨     湿磨与普通的静置水选方法取得细粒子的效果相似，但在相同条件下湿磨的出产才能比水洗要进步145%~200%。     湿磨的设备主有球磨机、振动磨、砂磨机(珠磨机)等，球磨机和振动磨的研磨介质(球、圆柱体)较大，只适用于磨碎较大的颗粒，湿磨运用得最多的是砂磨机，它是一种用处较广的亚微米级的湿磨设备，就研磨细度而言仅次于胶体磨。     工业二氧化钛颜料的均匀原级粒子巨细在0.15~0.35μm左右，用一般的机械损坏机很难将集合体损坏到原级粒子巨细、汽流损坏机尽管能到达损坏至原级粒子的要求，可是因为二氧化钛粒子很细、表面积很大、表面自由能很高，集合在一同的粒子间结合力很强，用汽流损坏机损坏能耗高，不经济。有人研讨做过比较：假设普通机械式损坏机能够损坏细度的极限为10μm，那么选用汽流损坏机能够损坏到1μm，而湿法砂磨机能够损坏到0.5μm以下。因为二氧化钛的表面处理一般选用湿法包膜，包膜前需求必定细度和浓度的TiO2水涣散体，因而湿磨是迄今为止二氧化钛最有用的超微损坏手法，砂磨机是湿法损坏制备高涣散体的首要设备 。     砂磨机有立式和卧式，并有开放式和加压式操作方式，内衬一般选用聚酯耐磨橡胶，这种材料弹性好，耐磨功能比天然橡胶高9倍，比丁橡胶高1~3倍。砂磨机中磨料可选用玻璃珠，氧化铝瓷珠和氧化锆珠，用电熔法出产的氧化锆珠细度均匀、表面润滑、硬度高，是抱负的二氧化钛湿磨用的磨料，其首要成为为：ZrO268.5%、SiO231.5%,莫氏硬度7.2(金红石型TiO2莫氏硬度6~6.5)、相对密度3.96、抗压强度710N、粒径0.6~1.2mm。     湿法研磨对浆液浓度、粘度、Ph涣散状况和装球(珠)量都有特殊的要求。湿磨二氧化钛时的浆液浓度一般操控在600~1200g/L、pH值8~11、装珠量(净体积百分比)；密闭立式70%~80%、开放型立式60%~70%；卧式80%~85%。一般主张最小珠子的直径有必要是出口滤网缝隙巨细的2.5倍以上，涣散盘外缘与砂磨机内胆之间的距离有必要是最大珠子直径的4倍。因为锆珠的密度大，从动力学而言，密度大的珠子能够取得较大的碰击能量，因而不需求太高的转速，一般涣散盘的线速度在14m/s左右。     对难损坏或粗颗粒较多的物料，能够把2台砂磨机串联起来操作，因为二氧化钛不会受过度研磨而损坏，相反有机颜料因其分子间的结合力比无机颜料晶体间离子键或共价键结合弱，过度研磨会影响有机颜料的质量。关于水溶性盐较高的产品，在湿磨前最好选热洗1次，而氯化法二氧化钛，因为气相氧化后的产品粒径较细不需求前损坏，可直接经过砂磨机研磨、分级后去表面处理，湿法损坏还有利于除掉产品中残留的氯，但最好是蒸汽脱氯后再湿磨。     曩昔选用的静置水选分级获取细粒子的方法，空隙操作、时刻冗长、水选率低、水选下来的粗颗粒不能返回到体系中去，需求独自损坏处理，现在的湿法损坏和分级体系联合志来为一个闭路循环，可避免上述缺陷。[next]     (2)分 散     湿磨时要使二氧化钛浆液坚持涣散状况，湿磨的效果才好，一起二氧化钛在进行表面处理包膜时也有必要在杰出的涣散状况下进行。未包膜的二氧化钛在水中最佳涣散状况时的pH值为8~11，因而可用碱(NaOH)或硅酸钠(水玻璃)事前反pH值调整到工艺规定值后再湿磨。除了调整pH值外，还可增加涣散剂如:三乙醇胺、二胺、山梨醇、六偏磷酸钠、焦磷酸钠、碳酸钠等。六偏磷酸钠对微细涣散体中的固体粒子有很强的涣散效果，因为它是一种直链的多磷酸盐玻璃体，能与涣散介质中的钙、镁等金属离子生成可溶性的络合物，起到遮盖多价阳离子，避免这些带正电荷的离子与带负电荷的二氧化钛发生电中和而凝集在一同，其分结构式如下:    为了在涣散时不因引进杂质而降低涣散性，湿法损坏所用的水要求运用离子交换水，其电阻率应不低于20000Ω·cm.     (3)分 级     经湿磨后的二氧化钛，为了进一步取得必定粒径散布的二氧化钛涣散体，需求对它进行分级，因为一般颜料级钛不期望有5μm以上的粗颗粒，化纤消光用钛一般也不期望存在2μm以上的粗颗粒。分级有干法和湿法两种，与干法比较湿法尽管别离速度比干法慢，能耗高，但它在分级时能够使粒子始终坚持涣散状况，而且不粘壁，因而在钛职业的表面处理中皆选用湿法分级。     湿法分级可分为重力型沉降分级器如：水选罐、道尔型沉降桶、增稠器等和离心式分级器如：水力旋流器、卧式螺旋卸料沉降式离心机等，以及像振动筛这样的湿法机械式分级器等。     重力型沉降分级器我国曩昔首要选用水选罐，依据斯托克斯公式核算出粒子的沉降高度和沉降时刻，然后在指定的高度下把2种粒径巨细散布不一样的悬浮物分隔，假设以金红石二氧化钛为例，在以不为涣散介质时，水在室温时的粘度η=0.01泊、相对密度ρ=1、金红石型二氧化钛相对密度ρ=4.2，依据斯托克斯公式核算，直径为5μm的金红石型二氧化钛粒子每沉降1cm的高度需求4min。这种方法设备很简略、操作也很简略，缺陷是空隙操作、沉降时刻长、水选率低并受悬浮液涣散安稳状况的约束。曩昔国外重力沉降一般选用道尔型水力沉降器(Dorr Hydroseparator),它的原理与一般的道尔型沉降桶相似，首要靠操控溢流的速度来分级，1台沉降面积16m2、沉降高度2.7m的接连重力沉降分级器，每天可分级20t钛，溢流液中可不含6μm以上的大颗粒，这种设备能够接连操作，但设备粗笨、占地面积大、浆液浓度稀，现在已很少选用。      离心式分级器中的卧式螺旋卸料沉降式离心机和水力旋流器是钛职业中运用最多的2种离心式分级器。    水力旋法器相似一般的旋风别离器(见图4)，原料一般选用质地坚固的刚玉或95瓷(莫氏硬度可达9)，工业上一般数十只一组并联操作，经旋流分级后的底流粗颗粒重返砂磨研磨。依据一般的离心原理，离心力越大，分级粒径越小。离心力可依据下式核算:    式中C为质量为m的粒子所受的离心力；r为粒子所在方位的半径；Vt为粒子的切线速度；m为粒子的质量。[next]     从上式能够看出增大离心力只要增大Vt(进步进料压力)来进步流速和缩小旋流器的直径来处理，因而一般旋流器的直径规划很小，一般吸有10~40mm,最大的也只100mm，进料压力般0.15~0.7MPa，浆洗衣服浓度150~300g/L.我国原化工部涂料研讨所规划的水力旋流器曾在南京、厦门等钛工厂运用，原料为95瓷，其规格尺度为：旋流器直径D=15mm；圆柱体高度H=34mm;进料口尺度=2×8mm；溢流嘴直径ф=3.5mm；底流嘴直径ф=1.4mm；旋流器圆锥的锥角=10°。用此规格的水力旋流器对金红石型二氧化钛5μm以的大颗粒进行分级，浆液浓度操控TiO2:H2O=1:8,涣散剂(多磷酸盐)加量0.3%~0.6%，打浆2h，在进料压力0.15MPa的情况下，一次分级率可到达85%，单台出产才能100t/a.     水力旋流器的流量比Rf(旋流器底流流量与进料量之比)是旋流器作业时的重要参数，它直接影响分级时的粒度，其数值可按下式核算。    式中Du为彷流器底部出口直径，De为上部溢流口的直径，该式适用于进料压力大于0.05MPa，Du/De=0.3~0.8的场合。     水力彷流器结构简略、成本低、自身无运动部件、体积小、单位生才能大、别离粒径规模广、能够接连操作，缺陷是磨损严峻、动力耗费大，特别是底部简略阻塞，最好与振动筛合作运用，即先经过振动筛去除粗颗粒后再经过旋流器，这样能够削减底部阻塞。     卧式螺旋卸料沉降式离心机，是一种功能优越的液固别离设备，国外60年代已把这种离心机用作钛的分级设备。它是全速作业、接连进料，并能够接连别离卸料的一种离心机。该机有以下几种方式：一种转鼓为截头圆锥全，特别适用于别离固体滤渣；另一种转鼓为圆柱形，它有利于液相弄清，适用于颗粒分级，因为它的别离要素更高，因而分级粒径可更细；除此以外还一种柱锥形，它统筹以上2种的特色。    卧式螺旋卸料沉降式离心机的作业原理(见图5)是：悬浮液沿进料管进入全速旋转的螺旋运送器的空心轴内，经出料口流入转鼓内，因为离心力的效果，悬浮液中的粗粒子沉降于转鼓的内壁上，并逐渐充溢转鼓与螺旋运送器之间的缝隙，因为螺旋的转速稍低二转鼓的转速，粗颗粒被螺旋面向转鼓小端的卸料口排出，然后再进入砂磨机湿磨然后构成一个闭路循环体系。滤液(细颗粒部他)则坐落转鼓的中心部分，沿螺旋运送器构成的螺旋通道流向转鼓的大端，经溢流挡板排出。     该机的分级粒度可用加料速度和转速来调理，出产才能可经过改动溢流挡板直径、进料方位、进料浓度、进料速度和螺旋与转鼓的转速差来调理。因为二氧化钛需求分级的粒径很细(2~5μm)，因而要求该机有较高的别离要素，如国外Super-D-CantersP-3000型卧式螺旋卸料沉降离心机的别离要素高达3200，最高转速4000r/min。该类机型我国也有出产，大多数是作为液-固(渣)别离用的，别离要素低，要用于二氧化钛的分级还需求作一些改善。     至于振动筛这类机械分级器，因为受筛网孔径的约束，首要用于对细度和粒径散布要求不太高的产品，或作为弃除粗颗粒用，也能够用于水力旋流器前的粗别离。

水合二氧化钛的过滤与水洗操作，尽管是一个简略的物理过滤与洗刷进程，可是颜料级钛要求洗刷后的偏钛酸中杂质含量极低，白度优秀的钛中的Fe2O3含量有时要求低于30X10-6，这不只要求有满足的水洗时刻，并且要掌握好几个影响水洗质量的环节。     (1)水合二氧化钛的粒度与粒度散布     水合二氧化钛的粒度与粒度散布是影响水洗速度和水洗质量的首要内因，也是我国大部分钛工厂水洗时刻过长的首要原因之一。     水合二氧化钛粒子巨细均匀适中，水洗速度快，在相一起刻相同条件下，这种物料水洗后的杂质含量最低。水合二氧化钛的颗粒太细，不只简单穿滤构成物料丢失，并且简单阻塞滤布，使滤饼过于板实，水流速度慢，水洗时刻长，洗刷质量差。假如水合二氧化钛絮凝的颗粒较粗，尽管水洗时水流速度快，可是絮凝体内部的颗粒不简单洗洁净，因而水解时水合二氧化钛粒子堆积的均匀程度和巨细是十分重要的，它不只影响水洗操作，并且也影响到终究产品的质量。布鲁门菲尔德法水解时，在恰当的时分中止加热、中止拌和的意图就是让水解生成的水合二氧化钛微晶体能在一个比较好的条件下缓慢增长到最适合的粒度和粒度散布。     那种粒子巨细不均匀，胶体物质过多，外观呈牛奶状的偏钛酸浆料，在过滤时很难吸片，滤饼吸、表面物料往下流、水洗时刻冗长、穿滤丢失多、滤饼表面不平整乃至开裂，物料越洗越少，铁含量一直降不下来，煅烧时硫不简单脱净，易烧结，产品质量低质。     (2)真空度与水洗设备的方位     真空度的巨细与水洗设备的合理安置是影响水洗速度和水洗质量的重要外因之一。     真空度是水合二氧化钛过滤与水洗时的首要外部推动力，也就是滤饼两边的压力差，真空度大两边的压力差就大，过滤、水洗的速度就快；真空度小两边的压力差小，水洗速度慢，乃至会呈现掉片现象(滤饼从真空叶滤机上掉落)，但真空度过高，不只滤饼简单发作裂缝，使水流发作短路，并且由于压力差太大，滤饼板实反而下降水流速度，欲速而不达。一起一般机械真空泵真空度越大抽气量越小，真空度越小抽气量越大，因而坚持一个恰当的真空度和滤饼的厚度对水洗的正常操作是很重要的。有经历的操作工在开端吸片水洗时，缓慢翻开真空阀门，避免真空度过大偏钛酸颗粒敏捷堵死滤布的孔眼，或滤饼过于严密板实而难水洗，然后跟着时刻的推移逐步使真空度变大。一般水洗操作要求偏钛酸的滤饼厚度操控在30~40mm，真空度为-0.04~-0.065MPa。     真空体系(包含主动排液罐)与真空叶滤机的相对方位(位差)很重要，是影响水洗速度的先决条件。我国简直一切钛工厂(引入设备在外)，真空泵、真空排液罐与水洗池(真空叶滤机)都是安置在同一个平面，一般是±0.00的地上，一般主动倒液罐和倒液罐上面的滤液进口管均高于叶滤机的出口，这一段位差将构成真空上的无用功，实践上下降了有用真空度。国外钛工厂的水洗设备(水洗池和真空叶滤机)一般都安置在三楼(l0m以上)，而真空泵、排液罐安置在±0.00的地上，这一段10m高的排液管起着像气压式冷凝器大气腿相同的作用，滤液在真空、虹吸、重力作用下被敏捷接连不断地抽出来，也不会损坏真空的稳定性，真空只需抽走夹藏过来的少数不凝性气体和水蒸汽，因而真空能耗小，水洗速度快。     (3)水洗时的温度与酸度     偏钛酸的水洗首要是洗去游离酸和以铁为主的金属硫酸盐，温度与酸度直接影响铁盐(硫酸亚铁)和其他金属离子硫酸盐在水中的溶解度和水解生成氢氧化物堆积时的pH值，因而操控水洗时的温度和酸度是加速水洗速度，进步水洗质量的首要办法之一。     以硫酸亚铁为例，它在水中的溶解度随温度的上升而进步，20℃时的溶解度为22g/L左右，60℃时的溶解度最大，可达50g/L左右，一起温度高，水的粘度较低，所以进步水温可显着加速水洗速度，削减偏钛酸中的铁含量，特别是在冬天，水洗用水假如不加温，溶解在偏钛酸母液中的硫酸亚铁很或许会结晶分出，使水洗操作愈加困难。可是真空叶滤机大多数是塑料原料(硬PVC、PP、ABS等)制成的，不宜长时刻在60℃以上作业，因而水洗时的最佳温度操控在40~50℃，一般不要超越60℃，一起要挑选好制作真空叶滤机的原料，那种由两片PVC板制成的中空型叶滤机的滤片，即便在40~50℃下长时刻作业也会变形。水洗所需求的热水，可直接运用偏钛酸冷却罐中的冷却水或钛液浓缩器中的冷却水和冷凝水。[next]       偏钛酸的水洗初期，由于物猜中的酸度较高、浓度梯度大、水洗功率高，跟着水洗时刻的延伸，酸度逐步下降，当酸度到达必定的pH值时，铁等金属杂质离子的硫酸盐会水解生成不溶于水的氢氧化物堆积，无法经过水洗除掉，终究会影响制品的纯度和白度。例如偏钛酸中的高铁离子在pH＞2.5时，就会水解生成不溶于水的氢氧化高铁Fe(OH)3，或难溶于水的碱式硫酸铁Fe(OH)SO4堆积，当pH超越4时，偏钛酸中的硫酸亚铁也有或许水解生成氢氧化亚铁Fe(OH)2堆积。表1为部分氢氧化物堆积时的pH值。 表1                    部他金属氢氧化物开端堆积时的pH值氢氧化物称号开端堆积时的pH值氢氧化物称号开端堆积时的pH值Ti(OH)40.47~1Fe(OH)24.5~7Ce(OH)20.8~1.2Cr(OH)34.6~5.6Fe(OH)32~3Co(OH)37.2~8.7Ti(OH)32.5~3Mn(OH)28.6~10.8       从表2中能够看出进步水洗时的酸度，能够按捺铁盐等杂质离子的水解，假如能在洗刷水中添加少数硫酸，使pH值坚持在1~2,那么铁盐等杂质离子在坚持可溶性状态下很简单经过水洗除掉。Barksdahle在他的“钛的发现及其化学工艺学”一书中曾介绍，偏钛酸在0.5%~5%的硫酸或溶液中，于50~60℃下水洗，能够得到简直不含铁的偏钛酸。另看资料介绍在实验室中的小实验成果(表2)，在冷水中洗刷5次，每克偏钛酸中的Fe2O3含量为5%；假如用冷水洗4遍，外加1次1%冷硫酸溶液洗1次，Fe2O3含量可降至2%；假如用冷水洗4次后再用50℃的1%硫酸溶液洗1次，Fe2O3含量仅有0.05%。法国专利F22120中介绍，在洗刷水中添加三价钛也能获得较好的除铁作用。 表2                   温度与酸度对水洗的影响水洗条件偏钛酸中Fe2O3含量/mg/g冷水洗刷5次50冷水4次，1%冷硫硫1次20冷水4次，50℃，1%冷硫硫1次0.5       (4)水洗时刻与三价钛含量     跟着水洗时刻的延伸，酸度逐步下降，水洗功率下降，有实验证明在1个0.54m2的真空叶滤机表面，于8.67x104Pa的真空度下，滤饼厚度为25~30mm，经过0.5h的水洗，滤饼中的铁含量可下降80%，1h后下降速度十分缓慢，水洗曲线渐趋平整，再想进一步下降铁含量需求很长的时刻，这说明跟着水洗时刻的延伸，由于杂质在滤饼与滤液之间的浓度梯度逐步缩小，离子浓度不断下降使偏钛酸的胶体性质趋于显着，水洗功率下降。其次除了酸度下降，偏钛酸中的铁等杂质会水解成氢氧化物堆积外，水中的氧也有或许将亚铁离子氧化成高铁离子而无法经过水洗除掉，由于在偏钛酸中残留的三价钛离子也会被水中的氧氧化成四价钛，无法起到按捺氧化的作用，这除了要操控水解前的钛液中要含有必定的三价钛外，有时乃至有必要在水洗的水中添加三价钛离子，使整个水洗进程坚持在复原状态下进行。以上问题在工业出产中能够经过漂白操作来处理。     别的实践出产证明，假如水质欠好长时刻的水洗不只下降铁含量的作用不大，水中的铁、钙、镁、铝、硅等杂质离子，由于偏钛酸滤饼的过滤和吸附作用，而堆积富集在滤饼的表面，肉眼也能够观察到滤饼表面泛黄，这样不只起不到水洗净化的作用，反而会添加杂质的含量。[next]     (5)滤布与滤布的清洗     在偏钛酸的性质和真空叶滤机的结构及真空度相对固定的情况下，滤布的挑选就成为重要的要素。     偏钛酸呈酸性，特别是在过滤水洗的初期酸度很高，因而滤布的挑选首先要耐酸，聚酯(涤纶)、聚(丙纶)、己内酰胺(尼龙)等合成纤维常用来作滤布，其间以聚酯和聚纤维为多。别的滤布的严密度和透气性直接影响水洗速度，聚酯长纤维(如上海产的240)由长丝直接织成，织物严密、孔隙小、穿滤少，但易阻塞，过滤、水洗时刻较长；短纤维聚酯滤布(如上海产的758)较松软，透气性好、易过滤洗刷，但穿滤多，简单掉片，假如将上述两种滤布，合作运用助滤层，可战胜上述缺陷。最近英国的SCAPA过滤器材公司开发了一种复合滤布：底层为粗网状结构的聚酯纱布，中间是一层相似毛毡的短纤维过滤层，外层粘上一层树脂膜(聚四氟乙烯)，听说这种滤布过滤功能很好，既不穿滤也不阻塞，耐酸、碱、耐高温，铲除滤饼十分便利完全。常用合成纤维的特性见表3，表4为真空叶滤机常用的滤布。 表3                             各种合成纤维的功能合成纤维类型最高作业温度/℃耐酸性耐碱性抗氧化剂功能抗水解性聚 聚乙烯 聚酯(PBT) 聚酯(PET) 聚酰胺66 聚酰胺6 聚二氯乙烯 聚偏二氟乙烯 聚四氟乙烯 聚氯乙烯95 85 100 100 110 100 85 100 150+ 80优 优 良 良 差 差 优 优 优 优优 优 一般 差 良 良 良 优 优 优差 差 一般 一般 差 差 优 良 优 一般一般 一般 差 差 差 差 良 优 优 优 表4                    SCAPA公司引荐的真空叶滤机用的滤布纤维类别纤维纹路编号纱线品种质量g/m2透气量(12.7mmWG)m3/m2/min经线纬线聚乙烯     聚酯 聚酰胺2 4 5 9 13单线 细纤维 多线 带状线 纤维单线 细纤维 多线 带状线 纤维310 350 320 670 6805 2 4 2 4       工业出产中不管运用何品种型原料的滤布，运用一段时刻后均要洗刷滤布，将滤布孔眼、缝隙中的物料洗刷洁净。曩昔我国许多钛工厂都喜爱先用碱(NaOH、Na2CO3)浸泡后再洗刷，其实聚酯耐碱功能欠好，洗刷后看起来很松软，实践经碱浸泡后滤布强度大大下降，孔隙率变大，穿滤严峻，正确的办法是运用2%的HF浸泡1~2h即可，严峻时浸泡后再洗刷。[next]     (6)助滤层     偏钛酸过滤水洗时的过滤速率与真空度的巨细成正比，与过滤阻力成反比，在真空度必定的情况下，过滤阻力越小过滤速率越快，削减过滤阻力的办法有如下几种。     a.全絮凝由于偏钛酸的粒子很细，过滤水洗时细粒子很快阻塞滤布的孔眼，使过滤阻力添加，过滤速度下降。全絮凝的办法是在水解冷却后的偏钛酸冷却罐中参加絮凝剂(一般是聚酯胺)，使偏钛酸粒子絮凝变大，添加颗粒间的空地，减小过滤阻力，可是这种办法有时会使絮凝体内部的颗粒很难洗洁净；长时刻运用滤布表面发粘。     b.部分絮凝，部分絮凝是先取出一部分偏钛酸悬浮液(能够是待洗的偏钛酸、洗刷后的偏钛酸，或收回偏钛酸)，参加絮凝剂(一般是聚酰胺)构成絮凝后的偏钛酸悬浮液。偏钛酸在过滤水洗前，先在真空叶滤机的叶片上吸上一层上述絮凝后的偏钛酸，然后再吸待过滤的偏钛酸进行水洗操作，这种办法相同能够起到削减过滤阻力的作用，可是长时刻运用滤布表面也较粘，并且要占用一台水洗池。     c.助滤层,助滤层的材料能够挑选纸浆、木粉、稻壳灰等，但以纸浆为好，纸浆中的杂质少、灰分低，运用时把纸板(棉纸板、铜板纸)破碎、加热打浆，配成必定的浓度，在偏钛酸过滤水洗前先吸上一层纸浆作为助滤层，然后再吸待过滤的物料进行水洗操作。这种办法的作用比上述两种办法显着，也不存在偏钛酸絮凝体中间的粒子洗不洁净的现象，滤布也不发粘，滤饼卸料很便利，纸浆在后面的煅烧时被烧掉，国外运用的较多，但除了要占用一台水洗池外，还要添加一套制备纸浆的设备，并且纸浆的报价较贵。     选用助滤层不只能够下降过滤阻力，加速过滤速率，并且过滤水洗时偏钛酸细颗粒的穿滤现象大大削减，尽管操作比较费事，本钱也添加一点，但从进步过滤水洗速度，削减偏钛酸穿滤丢失，减轻偏钛酸收回工序的担负来看，其归纳经济效益是很显着的。     (7)水 质    水质对钛的产品质量影响很大，特别是水洗及其今后的各道工序中的用水(包含晶种制备)要求都很严。由于普通自来水中的杂质较多，水中的铁等金属杂质离子在长时刻的水洗进程中会富集在偏钛酸的表面，而水中的钙、镁、硅等会与硫酸根构成不溶性的堆积，不只影响产品的纯度、白度，还会影响钛的涣散功能。有的工厂的水源为地下水，硬度高，杂质多更要留意，一般漂前水洗可运用自来水，漂后水洗运用离子交换水，至少也得运用经净化(砂滤或活性炭过滤)后的自来水，尽量避免水质对产品构成的污染。       别的，滤饼的厚度要操控适中；在吸片过滤前料池中的浆料要坚持上下均匀，避免滤饼下厚上薄；吸片后抽干时刻不易过长，避免发作裂缝使水流发作短路；水洗池中的水最好下进上出，并要定时替换，及时铲除池底的残料；平常操作时水洗池中的水要一直坚持滤饼在液位以下，避免露片，不然不只洗不净，触摸空气部位滤饼中的二价铁会氧化成三价铁，这些都是实践出产中行之有用的操作经历。     以上水洗操作均是在真空状态下进行的，加压水洗在美国专利USP3981978中曾介绍过，该办法是在膜式过滤机中，以1~16x105Pa的压力进行加压过滤、洗刷，实验证明1台2.5m2的膜式过滤机，处理锐钛型钛的才能为10~15kg/(m2·h)，处理金红石型钛为8kg/(m2·h)，2次水洗时刻总共仅78min，滤饼固含量50%，Fe含量为25X10-6。

用TiCl4制造钛白的研究工作开展得比较早，曾出现过三种方法，即液相水解法、气相水解法、气相氧化法。    液相水解法的工艺与传统的硫酸法相似。主要工艺过程为：TiCl4主要采用稀释法或中和法水解制备晶种→TiC14液相水解→制成偏钛酸H2Ti03→锻烧→制成金红石型钛白。在水解过程中产生大量的稀HCl难以循环利用。    气相水解法是TiC14蒸气与水蒸气在400℃温度下进行水解反应，制成颜料用的钛白，副产品为HCI.该法同样存在HCI利用问题，另外在高温下HC1的腐蚀性较为严重，耐腐蚀性的材料难以解决。这样该法必然存在着对产品的污染，因此该法没有形成工业化。    TiCl4气相氧化法同样经历了严峻的考验，闯过工艺、设备材料关，其工业化的进程比普通化工要慢一些。经过多个资深公司的开发使工艺成熟，并实现生产装置简单，生产能力大，自动化程度高，产品质量优良的特点，使之得到快速发展。

钛是白色颜料之王，由于它具有优秀的光学功能和颜料功能所以备受喜爱，很多业界外人士点评钛的作用时都以为，钛人均消费量代表着一个国家或区域的经济兴旺水平和文明程度。但是无论是氯化法，仍是硫酸法出产的钛白（即二氧化钛粒子），也不管是金红石型，仍是锐钛型（用于涂料、塑料、化纤等高级应用领域），即便均匀粒度及误差都比较抱负，未经完善的表面处理（通称包膜），都不能充分发挥其优秀的光学功能使色彩亮丽多彩，并具有杰出的耐候性、抗老化功能和具有杰出的化学稳定性。所以钛白表面处理—包膜是非常重要的工艺进程。    钛的表面处理也称为后处理是由一个完好的体系完成的。它包含前破坏、涣散、湿磨、分级、包膜、水洗、枯燥、破坏和包装等多道工序。钛的表面处理工艺流程如图所示。    从工艺流程能够明晰看出，硫酸法和氯化法后处理的工艺进程基本上是相同的。其区别是在于相同工艺进程中的操控（操作）参数有所不同罢了。

我国钛资源非常丰厚，储量列国际第一位。全国20多个省区都有钛矿资源，首要散布在四川攀西、河北承德、云南、海南、广西和广东省，资源储量约7.5亿t。其间最重要的钛资源是四川攀枝花钒钛磁铁矿中的钛铁矿，储量占全国原生钛矿储量的97％，列国内第一位。近年来，我国加快了钛资源的开发使用。 钛铁矿是出产钛的一种重要质料，国内出产的钛铁矿满意不了钛工业的需求，需求缺口要从国外进口。在国内，还有部分选铁尾矿中含有必定的钛铁矿，收回此类铁尾矿中的钛，有着重要的含义。本研讨对某铁尾矿进行了收回钛的实验，取得了较好的作用。 一、尾矿性质 矿样工艺学分析标明，该铁尾矿中金属矿藏首要有钛铁矿、磁铁矿和黄铁矿，少数黄铜矿；非金属矿藏首要是钛辉石、石英和角闪石等。该尾矿的多元素化学分析成果见表1。从表1可看出，尾矿中值得收回的成分为二氧化钛。 取－2 mm代表性原矿试样0.2kg，用标准套筛进行干式振荡筛分，对各粒度等级产品别离进行称重并取样化验，成果见表2。    从表2可知，粗粒级的钛档次偏低，钛首要散布于－0．2mm粒级范围内，其金属散布率占钛量69.26％。 二、实验方案设计 对尾矿的性质研讨标明，该尾矿中钛的散布首要在－0．2mm粒级范围内。收回钛铁矿的有用手法有强磁选、重选、浮选以及电选。钛铁矿的密度为4.7g／cm3左右，选用重选以完成钛铁矿与脉石的别离；依据钛铁矿和磁铁矿的磁性差异，选用弱磁选能够从钛铁矿中选出磁铁矿；钛铁矿具有弱磁性，选用强磁选能够从钛铁矿中除掉黄铁矿及脉石；依据钛铁矿与钛辉石导电功能的差异，选用电选能够除掉钛铁矿中钛辉石，以取得高质量的钛精矿。 三、实验流程及计算成果 依照选矿流程设计方案，断定以磨矿、强磁选－摇床－浮选收回某铁尾矿中钛铁矿。因为该尾矿中钛的散布首要会集在－0.5+0.074mm粒级内，故先对该矿进行粗磨，磨矿至－200目占50％，先经过两次强磁选，磁场强度994.725kA／m扔掉尾矿，强磁选精矿再磨矿至－200目占70％，然后用摇床选别，得到档次为37．28％的摇床精矿，因档次偏低，故对摇床精矿进行浮选。浮选所用药剂为硫酸、钠、氧化白腊皂及2#油。其数质量流程见图1。从图1可知，该铁尾矿经过1次强磁选，能够抛去产率为35.23％，档次为1.22％的尾矿，再经过1次强磁选，强磁选精矿用摇床进行重选后，能够取得档次为37.28％的摇床精矿，摇床精矿经1次粗选、4次精选浮选，可取得档次为47.15％，产率为3.86％，收回率为39.48％的二氧化钛精矿。 四、定论 （一）该尾矿含钛4.61％，经过磨矿、强磁选－摇床－浮选的归纳流程，能够选出档次47.15％，产率为3.86％，收回率为39.48％的合格钛精矿。 （二）该尾矿粒度较粗，－0.074 mm粒级含量占25．39％，+0．2 mm粗粒级占50％左右，粗粒级的尾矿中钛档次偏低，约为2.7％，故在磨矿时，选用两段磨矿。其间一段磨矿细度－200目占50％左右，二段磨矿细度－200目占70％左右。 （三）选别工艺中粗选能够选用强磁选，也能够选用重选，选用强磁选时其磁场感应强度应以0.6～0.9 T为适合，高时钛辉石会进入磁性产品，低时则钛铁矿进入尾矿，下降收回率。 （四）浮选条件需求严格控制，尤其是硫酸的参加量，缺乏则精矿档次低，过则收回率低。 参考文献 [1] 王兆元．从太和铁矿选铁尾矿中收回钛铁矿的工业实验研讨[J]．江西有色金属，2004(9)：16－18． [2] 刘明，徐利华，邸云萍．攀枝花选钛尾矿的归纳使用[J]．现代矿业，2007(6)：53－56． [3] 郭明彬．攀钢马家田尾矿选铁、选钛工艺研讨[J]．攀枝花科技与信息，2007(4)：1－7． [4] 戴新宇，余德文．从黑山选钛厂强磁尾矿中选钛的实验研讨[J]．金属矿山，2007(12)：128－130． [5] 傅文章，张渊．浮选攀枝花选铁尾矿中钛铁矿的实验研讨[J]．金属矿山，1999(6)：29－32． [6] 张宗华，张桂芳．选铁尾矿收回钛铁矿及硫化矿的工艺研讨[J]．稀有金属，2003(9)：617－620． [7] 张渊．攀枝花选铁尾矿中钛铁矿收回使用工艺研讨[D]．成都：中国地质科学院矿产归纳使用研讨所，2003． [8] 勾树山，石云良，陈正学．黑山钛铁矿工艺特性与选矿工艺流程实验研讨[J]．会属矿山．2001(9)：34－36．

1 前语    纳米材料是一种新式材料，一般是指粒径小于 100 nm 的超微颗粒。这种超微颗粒具有表面积大，表面活性高，杰出的催化特性，它既具有金属又具有非金属的特异功用。跟着现代科学技能的敏捷开展，纳米材料的使用也越来越广泛，对其要求也越来越高。就纳米二氧化钛而言，因为它具有极大的体积效应、表面效应、光学特性、色彩效应，故在光、电及催化等方面显示出其特殊性质，所以它作为一种新型材料，其使用范畴日益广泛。2 纳米 TiO2粉体的制备   因为纳米 TiO2具有许多优异功用，其用处恰当广泛，因而其制备遭到国内外的极大注重。现在制备纳米 TiO2粉体的办法首要有两大类：物理法和化学法。 2.1物理法    制备纳米 TiO2粉体的物理法首要有溅射，热蒸腾法及激光蒸腾法。物理法制备纳米粒子是最早的办法，它的长处是设备相对来说比较简略，易于操作和易于对粒子进行分析，能制备高纯粒子，还可制备薄膜和涂层。它的产值较大，但本钱较高。 2.2化学法    制备纳米 TiO2粉体的化学办法首要有液相法和气相法。液相法包含沉积法、溶胶——凝胶法和 W/O 微乳液法；气相法首要有 TiCl4气相氧化法。液相法反响周期长，三废量较大，虽然能首要得到非晶态粒子，高温下发作晶型改动，但煅烧进程极易导致粒子烧结或聚会；气相氧化法具有本钱低、质料来历广等特色，能快速构成锐钛型、金红石型或混合晶型 TiO2粒子，后处理简略，接连化程度高。但此法对技能和设备要求较高。 2.2.1均匀沉积法制备纳米TiO2   纳米颗粒从液相中分出并构成包含两个进程：一是核的构成进程，称为成核进程；另一是核的长大进程，称为成长进程。当成核速率小于成长速率时，有利于生成大而少的粗粒子；当成核速率大于成长速率时，有利于纳米颗粒的构成。因而，为了取得纳米粒子有必要确保成核速率大于成长速率，即确保反响在较高的过饱和度下进行。    均匀沉积法制备纳米TiO2是使用CO(NH2)2在溶液中缓慢地、均匀地释放出OH-。其基本原理首要包含下列反响：    CO(NH2)2+3H2O=2NH3•H2O+CO2↑ NH3•H2O=NH4+ +OH-TiO2+ +2OH - =TiO(OH)2↓ TiO(OH)2=TiO2+H2O     在这种办法中，不是参加溶液的沉积剂直接与 TiOSO4发作反响，而是经过化学反响使沉积在整个溶液中缓慢地生成。向溶液中直接增加沉积剂，易构成沉积剂的部分浓度过高，使沉积中夹有杂质。而在均匀沉积法中，因为沉积剂是经过化学反响缓慢生成的，因而，只需操控好生成沉积剂的速度，就可防止浓度不均匀现象，使过饱和度操控在恰当范围内，然后操控粒子的成长速度，取得粒度均匀、细密、便于洗刷、纯度高的纳米粒子。该法出产本钱低，出产工艺简略，便于工业化出产。[next] 2.2.2溶胶——凝胶法    溶胶 —— 凝胶法是制备纳米粉体的一种重要办法。它具有其共同的长处，其反响中各组分的混合在分子间进行，因而产品的粒径小、均匀性高；反响进程易于操控，可得到一些用其他办法难以得到的产品，别的反响在低温下进行，防止了高温杂相的呈现，使产品的纯度高。但缺陷是因为溶胶 —— 凝胶法是选用金属醇盐作质料，其本钱较高，其该工艺流程较长，并且粉体的后处理进程中易产僵硬聚会。选用溶胶——凝胶法制备纳米 TiO2粉体，是使用钛醇盐为质料。原先经过水解和缩聚反响使其构成通明溶胶，然后参加适量的去离子水后改动成凝胶结构，将凝胶陈放一段时刻后放入烘箱中枯燥。待彻底变成干凝胶后再进行研磨、煅烧即可得到均匀的纳米 TiO2粉体。有关化学反响如下：在溶胶——凝胶法中，终究产品的结构在溶液中已开始构成，且后续工艺与溶胶的性质直接相关，因而溶胶的质量是非常重要的。醇盐的水解和缩聚反响是均相溶液改动为溶胶的根本原因，操控醇盐水解缩聚的条件是制备高质量溶胶的要害。因而溶剂的挑选是溶胶制备的条件。一起，溶液的 pH 值对胶体的构成和聚会状况有影响，加水量的多少会影响醇盐水解缩聚物的结构，陈化时刻的长短会改动晶粒的成长状况，煅烧温度的改变对粉体的相结构和晶粒巨细的影响。总归，在溶胶 —— 凝胶法制备 TiO2粉体的进程中，有许多要素影响粉体的构成和功用。因而应严格操控好工艺条件，以取得功用优秀的纳米 TiO2粉体。 2.2.3反胶团或W/O微乳液法    反胶团或 W/O 微乳液法是近十年开展起来的一种新办法。该法设备简略，操作简单，并可人为操控组成颗粒的巨细，在超细颗粒，尤其是纳米粒子的制备方面有共同长处。 反胶团是指表面活性剂溶解在有机溶剂中，当其浓度超越 CMC （临界胶束浓度）后，构成亲水极性头朝内，疏水链朝外的液体颗粒结构。反胶团内核可增溶水分子，构成水核，颗粒直径小于100时，称为反胶团，颗粒直径介于 100~2 000 nm时，称为 W/O 型微乳液。 反胶团或微乳液系统一般由表面活性剂，助表面活性剂，有机溶剂和 H2O 四部分组成。它是一个热力学安稳系统，其水核恰当于一个“微型反响器”，这个“微型反响器”具有很大的界面，在其间能够增溶各种不同的化合物，是非常好的化学反响介质。反胶团或微乳液的水核尺度是由增溶水的量决议的，随增水量的增加而增大。因而，在水核内进行化学反响制备超微颗粒时，因为反响物被约束在水核内，终究得到的颗粒粒径将受水核巨细的操控。 反胶团或微乳液法制备纳米 TiO2是使用 TBP（磷酸三丁酯）为萃取剂，火油作稀释剂，在室温下萃取金属钛离子，一起操控条件使其构成有机相的反胶团溶液，将该溶液在室温下以反萃，操控用量和浓度，将得到的沉积物洗刷枯燥焙烧，即取得纳米 TiO2粉体。 反胶团或微乳液法可使用胶团巨细来操控微粒尺度，在纳米粒子制备中具有潜在优势，但这种办法刚刚起步，有许多基础研讨要做，反胶团或微乳的品种、微观结构与颗粒制备的挑选性之间的规则需求探究，更多的用于超微颗粒组成的新反胶团或微乳液系统需求寻觅。 2.2.4 TiCl4气相氧化法 [next]    气相法制备纳米 TiO2比较典型的是 TiCl4气相氧化法。该法以氮气作 TiCl4的载气，以氧气作氧化剂，在高温管式气溶胶反响器中进行氧化反响，经气固别离，取得纳米 TiO2粉体。在此进程中，停留时刻和反响温度对 TiO2的粒径和晶型有影响。 其反响原理： 气相反响器中，反响物的耗费对粒子成核速率的影响比对成长速率的影响大，因为成核速率对系统中产品单体过饱和度愈加灵敏。跟着反响进行，过饱和度敏捷下降。反响初期以成核为主，而在反响后期成核停止，以表面成长为主。通常在高温下反响速率极快，延伸停留时刻，仅仅延伸了粒子成长时刻，因而产品粒径增大，比表面积减小。一起，停留时刻延伸，锐钛分子簇有满足时刻改动成金红石分子簇，使金红石含量增大。别的，气相反响器中，超微粒子构成进程包含气相化学反响、表面反响、均相成核、非均相成核、凝并和集合或烧结等进程。在高温下气相反响速率非常快，致使温度改变对成核速率的影响已不明显，而温度升高，粒子表面单分子外延和表面反响速率加速；一起气体分子均匀自由度增大，粒子之间磕碰加重，颗粒凝并速率增大，粒子间易发作凝并长大。别的因为反响器中初生粒子恰当细微，颗粒鸿沟表面能很大，小粒子极易逐步分散，交融构成大粒子，然后下降表面能，反响温度越高，晶界分散速率越快，烧结驱动力越大，然后导致粒子比表面积减小、粒径增大。3 纳米 TiO2的使用    因为纳米超微粒子具有特殊功用，这就决议了它在各个范畴中具有宽广的使用远景。 3.1在化学工业中的使用    催化是纳米超微粒子使用的重要范畴之一。使用纳米超微粒子的高比表面积与高活功用够明显地进步催化功率，国际上已作为第四代催化剂进行研讨和开发。纳米 TiO2具有很高的化学活性，杰出的耐热性和耐化学腐蚀性，可用作功用优秀的催化剂、催化剂载体和吸收剂。如纳米 TiO2在催化 H2S 除掉 S 时，显示出恰当高的催化活性。此外，纳米 SiO2和 TiO2的无机或有机复合材料具有特殊功用，这些纳米材料正在开发中。 3.2在电子工业产品中的使用    纳米 TiO2是许多电子材料的重要组成部分，可用于制造纳米灵敏材料及纳米陶瓷功用材料。因为纳米粒子尺度小，比表面积大，表面活性高，所以适协作气敏材料，如有纳米 TiO2可制成灵敏度很高的气敏元件。一起，因为纳米相陶瓷一次成型塑性形变是能够完成的，人们使用纳米 TiO2一次成型形变制成了纳米 TiO2陶瓷，这种陶瓷具有超细晶粒尺度并坚持它们的特性。 3.3在环保方面的使用    纳米 TiO2粒子的光催化作用在环保方面有宽广的用处。国内外有许多文献报导了这方面的开展。英国伦敦和安大略核子技能环境公司，开发了一种新颖的常温光催化技能，选用人工光和纳米二氧化钛催化剂，可将工业废液和污染地下水中的类化合物分化。当污染水经过二氧化钛涂层网络时，只需遭到低计量紫外光的照耀，便会发作反响，生成活性极强的氢氧自由基，敏捷将有机毒物分化为二氧化碳和水。此外，使用纳米 TiO2材料作为光催化剂还可催化降解纺织印染业和照相业排出的染料污染物。 跟着社会经济的开展，人们越来越注重日子质量和健康水平的进步。抗菌、防腐、除味、净化空气、优化环境将成为人们的寻求。当时全球面临着严峻的环境污染，纳米 TiO2作为而久的光催化剂已被使用在除了水和空气净化之外的各种环境方面的问题。有关资料标明，纳米 TiO2关于损坏微观的细菌和气味是有用的。别的还能够使癌细胞失活，对臭味进行操控，关于氮的固化和关于铲除油的污染都是非常有用的。 [next]3.4在化妆品工业中的使用    纳米 TiO2具有优异的紫外线屏蔽性，再加上它的通明性（不会在皮肤上残留白色，能厚涂改）和无毒（不会影响皮肤引起发炎）等特色，至今已成为防晒化妆品的抱负质料。据职业报导，在日本每年已有必定量的纳米 TiO2作为防晒剂、化妆品底和口红等产品的增加质料。3.5在医药卫生和食物加工范畴的使用    纳米结构不只巩固，并且具有本身对立外界不纯物质的才能，不易与外界不纯物质结合。一起，纳米级微粒或有机小分子将更有利于人体吸收，能进步药物的效能。因而纳米 TiO2在健康卫生及食物工业有宽广的使用远景。有资料报导，已开发出具有抗菌和净化功用的 TiO2薄膜陶瓷。别的，纳米 TiO2已使用在食物工业中，如作乐百氏奶的增加剂。 此外，纳米 TiO2在塑料、涂料等工业也有广泛使用，可用作塑料填料、高档油漆、涂料的质料。 4 定论   纳米材料是当今新材料研讨中最赋有生机的，对未来社会经济开展有着非常重要影响的研讨范畴。纳米 TiO 2作为其间重要的一员，近年来一直是国内外竞相研讨开发的抢手课题，其制法日趋完善，其使用范畴日益扩展，但在超微颗粒的制备进程中，粒子的聚会是需求处理的一大难题。现在，对用湿化学法制备氧化物超微粉体进程中聚会体构成的机理及其聚会状况的操控已有许多报导，这方面的研讨已取得必定开展。就纳米 TiO2 的制备而言，其沉积、枯燥、煅烧等进程都有或许发生聚会，因而，要完成对粉末聚会状况的操控，就有必要对粉末制备的全进程进行操控，然后取得分散性好、功用优秀的纳米 TiO2粉体。

水合二氧化钛的分子式能够写成TiO2·H2O或H2TiO3、TiO(OH)2,也称氢氧化钛或偏钛酸。水合二氧化钛的制作是硫酸法钛出产工艺的中心部分，也是整个工艺操控最严苛的当地之一。它是把黑色钛的硫酸盐溶液(钛液)、经过加热水解，从母液中分出白色水合二氧化钛的沉积，从而与母液中其他可溶性金属杂质离子别离，以利进一步提纯二氧化钛。水解产品的质量好坏，不只影响后工序的正常操作，并且直接影响终究产品的质量，往往会形成无法弥补的质量丢失。在出产颜料级钛时，对水解的要求，首先是水解产品有必要是具有必定粒子巨细、粒子散布均匀、易于过滤和洗刷的水合二氧化钛沉积，其次才是期望有较高的水解率、设备简略、操作便利等技能经济指标，因为水合二氧化钛的粒子性质直接决议了二氧化钛的光学功能和颜料性质。因而有人爽性把钛的硫酸盐溶液的水解进程称为水合二氧化钛粒子的制备进程是有必定道理的。     钛液的水解机理十分复杂，其化学反应式能够简略规纳如下：                                  Ti(SO4)2+H2O→TiOSO4+H2SO4                  (1)                                  TiOSO4+2H2O→H2TiO3↓+H2SO4                  (2)     上述化学反应式中(1)式简直不存在或存在很少，因为当工业出产中的钛液F值小于2.45时，溶液中应该以TiOSO4为主。从理论上来讲只要不含游离酸的中性水溶液中，TiOSO4才会悉数水解生成H2TiO3，而实际上不只钛液中含有很多游离酸，并且在水解进程中还会释放出游离酸，因而钛液的水解产品不只是H2TiO3,还有TiOSO4。如果把TiOSO4用TiO2·SO3来表明，把H2TiO3用TiO2·H2O来表明，钛液水解的产品实际上是一系列含水并呀附必定量SO3二氧化钛胶体凝集物，其分子式应为TiO2·xH2O·ySO3,因而正确的称号应是水合二氧化钛，其间TiO2、H2O、SO3之间的联系，即x和y的数值要视水解条件、溶液中F值的凹凸而不同。     因为氢氧化钛具有特征，且偏酸性，故可称为钛酸，其间Ti(OH)4称为a钛酸或正钛酸；TiO(OH)2则称为β钛酸或偏钛酸，一般人们为了回忆和书写的便利，习惯上总把水合二氧化钛称为偏钛酸，并书写成H2TiO3。    钛液水解所生成的水合二氧化钛中的H2O和SO3,不是以化合状况与二氧化钛化学结合在一起的，而是以一种十分结实的吸附效果而结合在一起，用水洗刷的方法很难悉数除洁净，工业上能够采纳加热煅烧的方法，一般SO3在700℃时即可除去。水合二氧化钛胶体具有很大的表面积，使用水合二氧化钛的这种激烈地吸附效果，有人曾用偏钛酸来吸附海水中的铀，或用它吸附金属杂质离子的才能来净化其他溶液，如在钛出产中就能够用偏钛酸来吸附硫酸铝溶液中的铁，用它净化后的硫酸铝溶液用于二氧化钛的表面处理。

物理防晒差异于化学防晒，是用物理隐瞒的方法涂改二氧化钛、氧化锌等无机粒子来阻挠、反射或散射紫外线，削减紫外线抵达皮肤的量来到达防晒的意图。物理防晒剂的首要成份为氧化锌或二氧化钛。 物理防晒长处 1.安全性高、稳定性好，即涂即防晒，无需等候。 2.能够长期反射紫外线，只需不出汗或许擦洗，能够一向坚持防晒作用。 3.不发作化学反应，对皮肤较温文。 物理防晒缺陷 质地稍显厚重，涂改在皮肤表面简略泛白，并且易阻塞毛孔。 氧化锌 氧化锌是一种运用广泛的物理防晒剂，屏蔽紫外线的原理为吸收和散射。 氧化锌归于N型半导体，价带上的电子能够承受紫外线中的能量发作跃迁，这是它们吸收紫外线的原理。 氧化锌的散射紫外线功用和材料的粒径相关，当尺度远小于紫外线的波长时，粒子就能够将作用在其上的紫外线向各个方向散射，然后减小照耀方向的紫外线强度。 二氧化钛 二氧化钛俗称钛，是一种常见的物理防晒剂，因为其具有高折光性和高光活性，其防晒机理与其粒径有关。 当粒径较大时，二氧化钛对紫外线的隔绝是以反射、散射为主，且对中波区和长波区紫外线均有用。防晒机理是简略的隐瞒，属一般的物理防晒，防晒才能较弱。 当粒径减小时，二氧化钛屏蔽紫外线的原理以吸收为主。光线能透过二氧化钛的粒子面，对长波区紫外线的反射、散射性不显着，而对中波区紫外线的吸收性显着增强。首要吸收中波区紫外线。 由此可见，二氧化钛对不同波长紫外线的防晒机理不一样，对长波区紫外线的隔绝以散射为主，对中波区紫外线的隔绝以吸收为主。 氧化锌VS二氧化钛综上所述，要想物理防晒的原理一起取得较好的屏蔽UVB和UVA的作用，就需要运用氧化锌加二氧化钛混合配方的物理防晒剂。

二氧化钛（锐钛矿型二氧化钛），作为一种新的光催化剂，以其奇特的功用，在日本备受垂青，使用它制作的种种新产品相继问世，作为一种新的工业技能，正在日本鼓起。     二氧化钛在遭到太阳光或荧光灯的紫外线的照耀后，内部的电子就会发作鼓励。其成果，就发生了带负电的电子和带正电的空穴。电子使空气或水中的氧复原，生成，而空穴则向氧化表面水分子的方向起作用，发生氢氧（羟）基原子团。这些都是活性氧，有着强壮的氧化分化才能，然后能够分化、铲除附着在氧化钛表面的各种有机物。二氧化钛不只有强壮的氧化分化才能，并且还有本身不分化、简直可永久性地起作用以及能够使用阳光和荧光灯的光线等长处。     现在，日本的厂商、大学和政府科研机关都在积极地对二氧化钛的光催化剂功用进行使用开发。它的用处会集在环境保护和卫生医疗等范畴。这一技能被使用在高楼大厦、高速公路两旁的隔音墙、大街路灯等设备，厨房和澡堂用瓷砖、轿车的喷涂材料，公路表面，制作多种消毒、脱臭用品，生果保鲜，净化拉圾处理场和科研机关排放的废水等方面。     超亲水性也是二氧化钛光催化剂的共同之处。这一特性是东陶公司的科学家渡部俊也在1995年发现的。他已把这种特性用来制作各种产品，如不必擦洗的轿车后视镜，防水汽和防污的玻璃、陶瓷等。现在，他还在使用光催化剂开发防污塑料和防污液晶显示器等种种产品。     氧化钛催化剂现在日本现已被誉为"环境催化剂"。据三菱归纳研究所的调查和猜测，在排气净化、脱臭、水处理、防污等范畴，光催化剂有着宽广的使用远景，市场规模在迅速地扩展，到2005年，可到达11122亿日元，比现在添加20倍。

科斯特一国民二氧化钛有限公司（Cristal) 1991年于沙特阿拉伯建成投产，现在产能为7. 5万吨／年。选用科美基技能，氯化法工艺，表面经氧化锆／氧化铝处理而成的金红石型(R型）钛，适用于室内外涂料、凹凸版型印刷油墨及聚醋树脂型印刷油墨等。    该公司在我国市场上的首要品牌有Cristal 128, Cristal 122, Cristal 134.

由太阳辐射出来的光线中,存在有大约5%的波长≤400 nm 的紫外线 。太阳光中的紫外线 , 按其波长可以分为:波长为320 nm～400 nm的长波紫外线,称为A型紫外线 (UVA);波长为 290 nm～320 nm 的中波紫外线, 称为B型紫外线 (UVB)以及波长为200 nm～290 nm的短波紫外线, 称为C型紫外线。 由于紫外线波长很短, 能量颇高,它的破坏力很大, 长时间照射到身体上会损害人的皮肤, 造成炎症或晒伤, 严重的会产生皮肤癌 。中波紫外线UVB是引起皮肤发生炎症和晒伤的主要因素。 1、纳米TiO2屏蔽的原理 TiO2是一种N型半导体 ，用于防晒化妆品中的纳米TiO2晶型一般为金红石型 ， 它的禁带宽度为3.0 eV，当波长小于400nm 的紫外线照射 TiO2时，价带上的电子可吸收紫外线而被激发到导带上，同时产生电子 -空穴对，因此 TiO2 具有吸收紫外线的功能。由于纳米 TiO2粒径小，粒小数众多，这样阻挡或截获紫外线的几率就大大增加。 2、防晒化妆品中纳米TiO2的特点 2.1、紫外线屏蔽效率高 防晒化妆品的紫外线屏蔽能力用日光防护系数(SPF 值)来表示，该值越大,防晒效果越好。涂有防晒产品的皮肤(PS)产生最低可测红斑所需的能量与未使用防晒产品的皮肤产生相同程度红斑所需能量之比。 由于纳米 TiO2既吸收紫外线又散射紫外线， 因此国内外均把其作为最理想的物理防晒剂，通常情况下纳米TiO2屏蔽 UVB 的能力为纳米 ZnO 的3倍～4倍。 2.2、适宜的粒径范围 纳米TiO2 屏蔽紫外线是由其吸收能力和散射能力共同决定的，纳米TiO2的原始粒径越小吸收紫外线能力越强。根据Rayleigh光散射定律，纳米TiO2对不同波长紫外线的最大散射能力则存在一最佳原始粒径。实验也表明，紫外线的波长越长，纳米 TiO 2对它的屏蔽性越取决于对它的散射能力;波长越短，对它的屏蔽性越取决于对它的吸收能力。 2.3、优异分散性和透明性 纳米TiO2原始粒径在100 nm 以下，远小于可见光的波长，理论上纳米TiO2在完全分散的情况下可以透过可见光，因此是透明的。由于纳米TiO2的透明性，其加入防晒化妆品中不会对皮肤产生遮盖作用。因此，可以显现自然的肌肤美，透明性是防晒化妆品中纳米TiO2的重要指标之一。事实上，纳米TiO2在防晒化妆品中是呈透明性但并非完全透明，这是因为纳米TiO 2 的粒子小、比表面积大、表面能极高，很容易形成团聚体，从而影响产品的分散性和透明性 。 2.4、良好的耐候性 防晒化妆品用的纳米TiO2要求具有一定的耐候性(特别是耐光性)，因为纳米TiO2的粒子小、活性大，吸收了紫外线后会产生电子-空穴对，部分电子-空穴对会迁移到表面导致纳米 TiO 2 表面吸附的水产生原子氧和氢氧自由基，氢氧自由基具有很强的氧化能力，会使产品变色和因香料分解而发生异味 。因此, 必须在纳米TiO2 表面包一层或多层透明的氧化硅、氧化铝和氧化锆等隔离层以抑制其光化学活性。 3、纳米TiO2的种类和发展趋势 3.1、纳米TiO2粉体 这种纳米TiO2产品以固体粉末的形式出售，根据纳米TiO2的表面性质可分为亲水性粉体和亲油性粉体。亲水性粉体用于水性化妆品中，亲油性粉体用于油性化妆品中。亲水性粉体一般通过无机表面处理得到。这些国外纳米TiO2粉体大都根据其应用领域而经过专门的表面处理。 3.2、肤色纳米TiO2 由于纳米TiO2粒子细 、易散射可见光中波长较短的蓝色光，当加入防晒化妆品中会使皮肤呈蓝色调，看上去不健康。为了配成皮肤色，早期往往要向化妆品配方中加入氧化铁一类红色颜料 。但由于纳米TiO2与氧化铁在密度上和与基料之间的润湿性上的差异，往往会发生浮色。 4、我国纳米TiO2生产状况 我国纳米TiO2的小试研究非常活跃, 理论研究水平已达世界先进水平， 但应用研究和工程化研究相对落后,许多研究成果无法转化为工业化产品。我国的纳米TiO2 的工业化生产始于 1997 年，比日本晚 10多年。 制约我国纳米TiO2产品质量和市场竞争力原因有2个: ①应用技术研究滞后 应用技术研究需要解决纳米TiO2在复合体系中的添加工艺、效果评价等问题。纳米TiO2 在许多领域的应用研究还没有完全展开,某些领域例如防晒化妆品领域的研究仍要继续深化。应用技术研究的相当滞后造成我国纳米TiO2 产品无法形成系列化牌号以适应不同领域的特殊要求。 ②纳米 TiO2的表面处理技术有待进一步深入研究 表面处理包括无机表面处理和有机表面处理,表面处理技术是由表面处理剂配方、表面处理工艺和表面处理设备组成。 5、结束语 防晒化妆品中纳米TiO2的透明性、紫外线屏蔽性能、分散性和耐光性是判别其质量优劣的重要技术指标 , 纳米TiO2的合成工艺和表面处理方法是决定这些技术指标的关键。

二氧化硅又称硅石。在自然界分布很广，如石英、石英砂等。白色或无色，含铁量较高的是淡黄色。密度2.2 ～2.66.熔点1670℃（鳞石英）；1710℃（方石英）。沸点2230℃，相对介电常数为3.9。不溶于水微溶于酸，呈颗粒状态时能和熔融碱类起作用。用于制玻璃、水玻璃、陶器、搪瓷、耐火材料、硅铁、型砂、单质硅等。　　二氧化硅的结构可认为是4个氧原子位于四面体的顶点上。多面体中心是一个硅原子。这样，每4个氧原子近似共价键合到硅原子，满足了硅的化合价外壳。如果每个氧原子是两个多面体的一部分，则氧的化合价也被满足，结果就成了称为石英的规则的晶体结构。在熔融石英中，某些氧原子，成为氧桥位，与两个硅原子键合。某些氧原子没有氧桥，只和一个硅原子键合。可以认为热生长二氧化硅主要是由人以方向的多面体网络组成的。与无氧桥位相比，有氧桥的部分越大，氧化层的粘合力就越大，而且受损伤的倾向也越小。干氧氧化层的有氧桥与无氧桥的比率远大于湿氧氧化层。因此，可以认为，SiO2与其说是原子晶体，却更近似于离子晶体。氧原子与硅原子之间的价键向离子键过渡。　　二氧化硅矿物是指分子表达式相同（SiO2），但结构有差异的矿物，这些矿物统称为类质异像体，主要包括石英、方石英和鳞石英。这些矿物在地球上主要存于花岗岩、砂岩和黑硅岩中，而月球上几乎缺乏，主要原因是：化学成分演化上，月球形成一个低硅、高铝的月壳，高硅的花岗质岩石极为稀少；月球在演化上缺乏像地球一样有一个可以结晶出二氧化硅矿物的水系和热水体系。尽管二氧化硅矿物在月球岩石上极为稀少，但对月球岩石的分类和成因的研究具有重要的作用。　　二氧化硅是制造玻璃、石英玻璃、水玻璃、光导纤维、电子工业的重要部件、光学仪器、工艺品和耐火材料的原料。

化学式SnO 2摩尔质量150.71 g&middot;mol &minus;1外观白色无味粉末，低压下可能亦有黑色变体产生密度6.95 g/cm 3熔点1630 &deg;C沸点1800&ndash;1900 &ordm;C (升华)溶解度 （ 水 ）不溶于水溶解度 （其他）溶于浓硫酸折光度nD2.006二氧化锡是一种投资者想知道，因为了解它可以帮助操作。&nbsp;性质　　式量150.7，白色，四方、六方或正交晶体，密度为6.95克/厘米3，熔点1630℃，于1800～1900℃升华。难溶于水、醇、稀酸和碱液。缓溶于热浓强碱溶液并分解，与强碱共熔可生成锡酸盐。能溶于浓硫酸或浓盐酸。.用途　　用于制造不透明玻璃,瓷铀和玻璃擦光剂；用于制锡盐、催化剂、媒染剂，配制涂料，玻璃、搪瓷工业用作抛光剂。本产品用作电子元器件生产、搪瓷色料、锡盐制造、大理石及玻璃的磨光剂;制造不透明玻璃、防冻玻璃和高强度玻璃等， 还可用于对有害气体的监测。（SnO2为敏感材料制成的&ldquo;气&mdash;&mdash;电&rdquo;转换器。）制备　　天然产的是锡石.可由锡在空气中灼烧而制得.锡在空气中灼烧或将Sn(OH)4加热分解可制得。如果你想更多的了解关于二氧化锡的信息，你可以登陆上海 有色 网进行查询和关注。

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纳米二氧化硅是极其重要的高科技超微细无机新材料之一,因其粒径很小，比表面积大，表面吸附力强，表面能大，化学纯度高、分散性能好、热阻、电阻等方面具有特异的性能，以其优越的稳定性、补强性、增稠性和触变性，在众多学科及领域内独具特性，有着不可取代的作用。纳米二氧化硅俗称&ldquo;超微细白炭黑&rdquo;，广泛用于各 行业 作为添加剂、催化剂载体，石油化工，脱色剂，消光剂，橡胶补强剂，塑料充填剂，油墨增稠剂， 金属 软性磨光剂，绝缘绝热填充剂，高级日用化妆品填料及喷涂材料、医药、环保等各种领域。　　为相关工业领域的发展提供了新材料基础和技术保证。由于它在磁性、催化性、光吸收、热阻和熔点等方面与常规材料相比显示出特异功能，因而得到人们的极大重视。　　纳米二氧化硅广泛地应用于橡胶、塑料、电子、涂料、陶（搪）瓷、石膏、蓄电池、颜料、胶粘剂、化妆品、玻璃钢、化纤、有机玻璃、环保等诸多领域。

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