消除硫酸法鈦白粉生產(chǎn)中五氧化二鈮的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種硫酸法鈦白粉生產(chǎn)方法，具體是涉及一種消除硫酸法鈦白粉生產(chǎn) 中五氧化二鈮的方法。 技術(shù)背景
[0002] 在硫酸法鈦白粉的生產(chǎn)過(guò)程中，兩大核心的觀念極其重要，一是由鈦鐵礦或者酸 溶性鈦渣進(jìn)行分解后，將鈦鐵礦中伴生的雜質(zhì)離子鐵、鈣、鎂等進(jìn)行去除，來(lái)提高二氧化鈦 的純度，使其二氧化鈦的含量達(dá)到99. 0%以上。通常此過(guò)程在硫酸法鈦白粉生產(chǎn)過(guò)程中稱 作為基礎(chǔ)顏料的提純過(guò)程；第二大核心問(wèn)題就是在提純的過(guò)程中賦予顏料性能。鈦鐵礦或 者酸溶性與硫酸進(jìn)行反應(yīng)的同時(shí)，夾雜的鐵、鈣、鎂、鉻、釩、鈮等雜質(zhì)元素同時(shí)與硫酸進(jìn)行 化學(xué)反應(yīng)，生成金屬硫酸鹽。這些雜質(zhì)元素不去除，將直接影響鈦白粉的顏色和顏料性能， 因此硫酸法鈦白粉生產(chǎn)工藝，從酸解后的鈦液開(kāi)始到鈦白粉落窯品（也稱為鈦白粉的粗 品）的過(guò)程中，始終伴隨著雜質(zhì)元素的去除的化學(xué)工藝過(guò)程，酸解后的沉降過(guò)程是去除未 完全反應(yīng)的鈦鐵礦和其中的固體大顆粒雜質(zhì)，還原過(guò)程是將高價(jià)的鐵還原為低價(jià)態(tài)的鐵， 便于在后續(xù)的結(jié)晶離心過(guò)程中將其以硫酸亞鐵的形式結(jié)晶去除，后續(xù)的水解板框壓榨將大 部分的可容硫酸鹽與偏鈦酸進(jìn)行分離，再后續(xù)的工藝單元偏鈦酸的洗滌也是進(jìn)一步將其夾 雜的雜質(zhì)元素進(jìn)一步的進(jìn)行水洗去除。通過(guò)上述的過(guò)程基本上能夠?qū)⑩佽F礦或者酸溶性鈦 渣中的雜質(zhì)元素去除到不影響鈦白粉顏料性能的程度，但是在上述過(guò)程中很難將鈮元素去 除，鈮在偏鈦酸中以五價(jià)的五氧化二鈮存在，性質(zhì)穩(wěn)定，經(jīng)過(guò)轉(zhuǎn)窯煅燒后，由于鈮的存在，鈮 的影響使鈦白粉落窯品呈現(xiàn)黃相，嚴(yán)重影響了鈦白粉的顏料性能，如何將鈦白粉中的鈮消 除或者采取其他方法轉(zhuǎn)化為不影響鈦白粉的顏料性能，目前業(yè)內(nèi)還沒(méi)有相關(guān)的方法或者改 進(jìn)方式。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的目的是提供一種消除硫酸法鈦白粉生產(chǎn)中五氧化二鈮的方法，消除五價(jià) 態(tài)的鈮的黃相影響鈦白粉的顏色，進(jìn)而消除因?yàn)楦邇r(jià)態(tài)鈮的電子效應(yīng)，造成鈦白粉在應(yīng)用 過(guò)程中造成涂料或者塑料制品的耐候性下降，使涂料或者塑料出現(xiàn)粉化或者分解。提高鈦 白粉的顏料性能和應(yīng)用性能。
[0004] 本發(fā)明所述的一種消除硫酸法鈦白粉生產(chǎn)中五氧化二鈮的方法，包括以下步驟：
[0005] 1)將鋁鹽溶液加入到經(jīng)過(guò)鹽處理的偏鈦酸中，進(jìn)行充分的攪拌、打漿，攪拌速度控 制在30-60轉(zhuǎn)/分鐘，攪拌時(shí)間控制在60-90分鐘；
[0006] 2)將反應(yīng)完畢的偏鈦酸進(jìn)行煅燒，煅燒過(guò)程中，窯頭控制在1050-1200°C，窯尾控 制在400-550°C，煅燒時(shí)間為5-7小時(shí)。
[0007] 鋁鹽溶液為硫酸鋁溶液。
[0008] 硫酸鋁溶液的濃度為100_150g/L。
[0009] 硫酸鋁加入的量折合為單質(zhì)鋁計(jì)算，五氧化二鈮的含量在0. 0-0. 3%時(shí)，對(duì)應(yīng)加入 鋁的含量為0?0-0? 102%。
[0010] 將鋁鹽溶液加入經(jīng)過(guò)洗滌后進(jìn)行鹽處理的偏鈦酸，取樣化驗(yàn)偏鈦酸中的五氧化二 鈮的含量。
[0011] 將反應(yīng)完畢的偏鈦酸通過(guò)進(jìn)料螺旋加入到轉(zhuǎn)窯進(jìn)行煅燒。
[0012] 鋁鹽溶液為硫酸鋁溶液。
[0013] 本發(fā)明采用加入一種硫酸鋁的溶液，將五價(jià)態(tài)的鈮轉(zhuǎn)化為四價(jià)態(tài)的鈮，或者更低 價(jià)態(tài)的鈮，消除了五價(jià)態(tài)鈮的黃相影響，還能夠提高鈦白粉的顏料性能，因?yàn)樗膬r(jià)態(tài)或者零 價(jià)的鈮顯現(xiàn)藍(lán)相，由于人的視覺(jué)影響，藍(lán)相的物料顯得更白，所以能夠提高鈦白粉的顏料性 能，進(jìn)而消除五價(jià)態(tài)鈮對(duì)鈦白粉顏料性能的影響。
[0014] 化學(xué)反應(yīng)如下：
[0015] Al3++Nb5+==A1 4++Nb4+；
[0016] 3Nb205+l〇Al== 6Nb+5Al203〇
[0017] 包括以下步驟：
[0018] 加入的鋁采用可溶性的鹽類，因?yàn)閱钨|(zhì)鋁與酸反應(yīng)生成氫氣，帶有很大的危險(xiǎn)性， 因此我們加入優(yōu)選硫酸鋁。
[0019] 與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下有益效果：
[0020] 本發(fā)明消除五價(jià)態(tài)的鈮對(duì)鈦白粉顏料性能的影響，將其轉(zhuǎn)化為其他價(jià)態(tài)的鈮，消 除五價(jià)態(tài)的鈮的黃相影響鈦白粉的顏色，進(jìn)而消除因?yàn)楦邇r(jià)態(tài)鈮的電子效應(yīng)，造成鈦白粉 在應(yīng)用過(guò)程中造成涂料或者塑料制品的耐候性下降，使涂料或者塑料出現(xiàn)粉化或者分解， 大大提高鈦白粉的顏料性能和應(yīng)用性能。
【具體實(shí)施方式】
[0021] 下面結(jié)合實(shí)施例對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步的說(shuō)明。
[0022] 實(shí)施例1
[0023]將經(jīng)過(guò)洗滌后進(jìn)行鹽處理的偏鈦酸，取樣化驗(yàn)五氧化二鈮的含量為0. 098%，需要 加入單質(zhì)鋁為〇. 036%。將配置好的120g/L硫酸鋁1. 6L加入到盛有偏鈦酸100kg的計(jì)量 槽中，進(jìn)行充分的攪拌、打漿，攪拌速度控制在30轉(zhuǎn)/分鐘，攪拌時(shí)間控制在60分鐘，以使 硫酸鋁與五氧化二鈮充分反應(yīng)。將反應(yīng)完畢的偏鈦酸通過(guò)進(jìn)料螺旋加入到轉(zhuǎn)窯進(jìn)行煅燒。 轉(zhuǎn)窯的煅燒溫度窯頭控制在1050°C，窯尾控制在400°C，煅燒時(shí)間為5小時(shí)。將煅燒后的落 窯品進(jìn)行研磨，測(cè)定顏料指標(biāo)，如附表2所示。
[0024] 實(shí)施例2
[0025]將經(jīng)過(guò)洗滌后進(jìn)行鹽處理的偏鈦酸，取樣化驗(yàn)五氧化二鈮的含量為0. 098%，需要 加入單質(zhì)鋁為〇. 036%。將配置好的120g/L硫酸鋁1. 6L加入到盛有偏鈦酸100kg的計(jì)量 槽中，進(jìn)行充分的攪拌、打漿，攪拌速度控制在40轉(zhuǎn)/分鐘，攪拌時(shí)間控制在70分鐘，以使 硫酸鋁與五氧化二鈮充分反應(yīng)。將反應(yīng)完畢的偏鈦酸通過(guò)進(jìn)料螺旋加入到轉(zhuǎn)窯進(jìn)行煅燒。 轉(zhuǎn)窯的煅燒溫度窯頭控制在ll〇〇°C，窯尾控制在450°C，煅燒時(shí)間為6小時(shí)。將煅燒后的落 窯品進(jìn)行研磨，測(cè)定顏料指標(biāo)，如附表2所示。
[0026] 實(shí)施例3
[0027]將經(jīng)過(guò)洗滌后進(jìn)行鹽處理的偏鈦酸，取樣化驗(yàn)五氧化二鈮的含量為0. 098%，需要 加入單質(zhì)鋁為0. 036%。將配置好的120g/L硫酸鋁1. 6L加入到盛有偏鈦酸100kg的計(jì)量 槽中，進(jìn)行充分的攪拌、打漿，攪拌速度控制在50轉(zhuǎn)/分鐘，攪拌時(shí)間控制在80分鐘，以使 硫酸鋁與五氧化二鈮充分反應(yīng)。將反應(yīng)完畢的偏鈦酸通過(guò)進(jìn)料螺旋加入到轉(zhuǎn)窯進(jìn)行煅燒。 轉(zhuǎn)窯的煅燒溫度窯頭控制在1150°C，窯尾控制在500°C，煅燒時(shí)間為7小時(shí)。將煅燒后的落 窯品進(jìn)行研磨，測(cè)定顏料指標(biāo)，如附表2所示。
[0028] 實(shí)施例4
[0029] 將經(jīng)過(guò)洗滌后進(jìn)行鹽處理的偏鈦酸，取樣化驗(yàn)五氧化二鈮的含量為0. 098%，需要 加入單質(zhì)鋁為〇. 036%。將配置好的120g/L硫酸鋁1. 6L加入到盛有偏鈦酸100kg的計(jì)量 槽中，進(jìn)行充分的攪拌、打漿，攪拌速度控制在60轉(zhuǎn)/分鐘，攪拌時(shí)間控制在90分鐘，以使 硫酸鋁與五氧化二鈮充分反應(yīng)。將反應(yīng)完畢的偏鈦酸通過(guò)進(jìn)料螺旋加入到轉(zhuǎn)窯進(jìn)行煅燒。 轉(zhuǎn)窯的煅燒溫度窯頭控制在1200°C，窯尾控制在550°C，煅燒時(shí)間為7小時(shí)。將煅燒后的落 窯品進(jìn)行研磨，測(cè)定顏料指標(biāo)，如附表2所示。
[0030] 對(duì)比例1
[0031] 將經(jīng)過(guò)洗滌后進(jìn)行鹽處理的偏鈦酸，直接進(jìn)入轉(zhuǎn)窯進(jìn)行煅燒，轉(zhuǎn)窯的煅燒溫度窯 頭控制在110°C，窯尾控制在450°C，煅燒時(shí)間為6小時(shí)，將煅燒后的落窯品進(jìn)行研磨，測(cè)定 顏料指標(biāo)，如附表2所示。
[0032] 表1為五氧化二鈮與單質(zhì)鋁的對(duì)照表。
[0033] 表2對(duì)比例1與實(shí)施例1-4顏料性能測(cè)試結(jié)果
[0034] 表1五氧化二鈮與單質(zhì)鋁的對(duì)照表
[0035]
[0036] 表2對(duì)比例1與實(shí)施例1-4顏料性能測(cè)試結(jié)果
[0037]

【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種消除硫酸法鈦白粉生產(chǎn)中五氧化二鈮的方法，其特征在于，包括以下步驟： 1) 將鋁鹽溶液加入到經(jīng)過(guò)鹽處理的偏鈦酸中，進(jìn)行充分的攪拌、打漿，攪拌速度控制在 30-60轉(zhuǎn)/分鐘，攪拌時(shí)間控制在60-90分鐘； 2) 將反應(yīng)完畢的偏鈦酸進(jìn)行煅燒，煅燒過(guò)程中，窯頭控制在1050-1200°C，窯尾控制在 400-550°C，煅燒時(shí)間為5-7小時(shí)。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的消除硫酸法鈦白粉生產(chǎn)中五氧化二鈮的方法，其特征在于， 鋁鹽溶液為硫酸鋁溶液。3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的消除硫酸法鈦白粉生產(chǎn)中五氧化二鈮的方法，其特征在于， 硫酸鋁溶液的濃度為100-150g/L。4. 根據(jù)權(quán)利要求1或3所述的消除硫酸法鈦白粉生產(chǎn)中五氧化二鈮的方法，其特征在 于，硫酸鋁加入的量折合為單質(zhì)鋁計(jì)算，五氧化二鈮的含量在〇.〇-〇. 3%時(shí)，對(duì)應(yīng)加入鋁的 含量為 0.0-0. 102%。5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的消除硫酸法鈦白粉生產(chǎn)中五氧化二鈮的方法，其特征在于， 將鋁鹽溶液加入經(jīng)過(guò)洗滌后進(jìn)行鹽處理的偏鈦酸，取樣化驗(yàn)偏鈦酸中的五氧化二鈮的含 量。
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種消除硫酸法鈦白粉生產(chǎn)中五氧化二鈮的方法，包括以下步驟：1)將鋁鹽溶液加入到經(jīng)過(guò)鹽處理的偏鈦酸中，進(jìn)行充分的攪拌、打漿，攪拌速度控制在30-60轉(zhuǎn)/分鐘，攪拌時(shí)間控制在60-90分鐘；2)將反應(yīng)完畢的偏鈦酸進(jìn)行煅燒，煅燒過(guò)程中，窯頭控制在1050-1200℃，窯尾控制在400-550℃，煅燒時(shí)間為5-7小時(shí)。本發(fā)明消除五價(jià)態(tài)的鈮對(duì)鈦白粉顏料性能的影響，將其轉(zhuǎn)化為其他價(jià)態(tài)的鈮，消除五價(jià)態(tài)的鈮的黃相影響鈦白粉的顏色，進(jìn)而消除因?yàn)楦邇r(jià)態(tài)鈮的電子效應(yīng)，造成鈦白粉在應(yīng)用過(guò)程中造成涂料或者塑料制品的耐候性下降，使涂料或者塑料出現(xiàn)粉化或者分解，大大提高鈦白粉的顏料性能和應(yīng)用性能。
【IPC分類】C01G23/053
【公開(kāi)號(hào)】CN105129848
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510519044
【發(fā)明人】李化全, 孫鵬
【申請(qǐng)人】山東東佳集團(tuán)股份有限公司
【公開(kāi)日】2015年12月9日
【申請(qǐng)日】2015年8月21日