利用通用和造纸钛白粉系统联产制备高品质钛白粉的方法

摘要

本发明公开一种利用通用和造纸钛白粉系统联产制备高品质钛白粉的方法，本发明从通用型钛白粉及造纸钛白粉的生产工艺差异出发，结合二者的工艺控制差异，在同一钛白粉厂，将通用型钛白粉及造纸钛白粉的产量比例控制大于2：1，将联产系统中所有的一洗、二洗、盐处理、煅烧、三洗、窑前步骤产生的稠浆经漂白水洗后进入造纸钛白粉生产系统，该工艺有效结合了通用型钛白粉及造纸钛白粉各自的生产工艺特点及要求，得到颜料性能和应用性能优异的高品质通用型钛白粉，同时不影响造纸钛白的产品质量。

说明书

技术领域

本发明属于钛白粉生产领域，具体涉及一种通用钛白与造纸钛白的联产技术，从而得到高品质钛白粉的技术。

背景技术

钛白粉化学性质稳定，在一般情况下与大部分物质不发生反应。在自然界中二氧化钛有三种结晶：板钛型、锐钛和金红石型。板钛型是不稳定的晶型，无工业利用价值，锐钛型(Anatase)简称A型，和金红石型(Rutile)简称R型，都具有稳定的晶格，是重要的白色颜料和瓷器釉料，与其他白色颜料比较有优越的白度、着色力、遮盖力、耐候性、耐热性、和化学稳定性，特别是没有毒性，是目前世界上性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。

钛白粉应用造纸领域：造纸是钛白粉的第三大用户，装饰纸、圣经纸和纸币(如：字典、画报、杂志封面、计算机、钞票、复印机纸和装饰纸等)中一定要使用钛白粉，使用钛白粉的纸张，白度好、强度高、有光泽、薄而光滑、印刷时不穿透，在相同条件下不透明度比碳酸钙、滑石粉高10倍，重量也能减轻15％～30％。装饰纸也称为钛白纸，主要用于制作家具、地板、壁纸等的原材料。金红石用于耐候、高灰份的纸张，由于钛白在造纸中的成本比例高达30～50％，因此造纸厂在满足用户要求的情况下，能使用锐钛型决不使用金红石。

钛白粉通用领域：通用钛白粉广泛用于涂料、橡胶、油墨、纸张、化纤、陶瓷、日化、医药、食品等行业。

表1.通用钛白粉与造纸钛白粉主要关注指标对比

结合上表，通用钛白粉和造纸钛白粉的主要质量指标要求差距很大：通用型钛白(CN104119702B)从颜料性能和应用性能上均具有较高的要求，因此在实际生产过程中，对于过程控制中杂质，粉碎，后处理等必须严格控制；造纸钛白(CN104179066A)对于颜料性能(亮度、白度)的要求略低于通用钛白，主要是由于造纸钛白为了改善其耐光性往往添加0.1～1.0％有色的稀土元素，因此白度无法达到通用钛白要求，且造纸过程中钛白粉的添加就是在水性浆料中的分散，由于纸浆本来就是粒度较大的固体基料，它的主要作用就是截留钛白粉从而达到提高遮盖的目的，二氧化钛本身就是亲水性物质，因此钛白分在纸浆中的分散本来就很容易，对于产品分散性并无特殊要求，但是造纸钛白粉的耐候性要求较高，这个主要是通过转化率及包膜配方控制实现。

国内典型的硫酸法生产钛白主要由下列几个工序组成：原矿粉碎；用硫酸分解精矿制取硫酸氧钛溶液；溶液净化除铁；由硫酸钛溶液水解析出偏钛酸；偏钛酸经一洗，二洗，盐处理得到偏钛酸煅烧制得二氧化钛以及按照不同用途对煅烧所得二氧化钛进行各种后处理从而获得表面性质好，高白度，分散性高的金红石型二氧化钛成品。在上述生产过程中的一洗、二洗、窑前压滤、煅烧喷淋(含尾粉，下文相同)、三洗都将产生大量的废水，废水中不可避免(滤板破损，滤布破损，滤布未按规范布置)的产生大量流失的二氧化钛，为了提高钛收率，降低生产成本，通常向废水中加入约10-20ppm的阴离子絮凝剂，废水中悬浮的二氧化钛颗粒发生团聚、沉淀，达到沉清废水回收二氧化钛的目的，但是在该过程中产生大量的稠浆，稠浆实质是二氧化钛和阴离子絮凝剂发生电中和反应而沉淀得到，因此几乎所有的絮凝剂均在稠浆中。稠浆粘度大，水难以穿过，通过常规的水洗，漂白过程无法达到正常物料的洗涤效果，因此对于产品质量产生很大影响。

表2.生产吨钛白粉的各种稠浆量及漂白后铁相关数据

发明内容

针对现有技术存在的问题，本发明提供一种利用通用和造纸钛白粉系统联产制备高品质钛白粉的方法。

本发明的技术方案如下：

一种利用通用和造纸钛白粉系统联产制备高品质钛白粉的方法，包括以下步骤：

(1)所述的通用钛白粉由水解料经一洗、漂白、二洗、盐处理、煅烧、后处理、三洗、闪干气粉得到；

(2)将联产系统生产过程中所有的一洗、二洗、盐处理、煅烧、三洗步骤得到的稠浆经漂白水洗后进入造纸钛白粉生产系统的一洗工序；

(3)造纸钛白的基料由通用型钛白粉系统盐处理步骤得到的基料和经联产系统生产过程中所有的一洗、二洗、盐处理、煅烧、三洗步骤得到的稠浆生产得到，通用型钛白粉和造纸钛白粉的产量比例控制在大于2：1。

其中，步骤(1)所述的水解料可以是自生晶种水解工艺或外加晶种水解工艺产生。

步骤(2)中所述的联产系统包括通用钛白粉和造纸钛白粉系统。

所述的通用型钛白粉的生产过程中不能回用一洗、二洗、盐处理、煅烧、三洗步骤得到的稠浆。

本发明所述的稠浆是指：钛白粉一洗、二洗、盐处理、煅烧、三洗过程中穿过滤布的偏钛酸固体，以及煅烧过程中从转窑尾部由尾气带出的细粉状物料经喷淋除尘得到的浆料也称稠浆，稠浆的主要成分是水合二氧化钛。

所述的基料是指：水解料中的固体偏钛酸在生产流程中各个步骤得到的合格偏钛酸，但是该偏钛酸不含有任何稠浆成分。

有益效果

本发明从通用型钛白粉及造纸钛白粉的生产工艺差异出发，结合二者的工艺控制差异，在同一钛白粉厂，将通用型钛白粉及造纸钛白粉的产量比例控制大于2：1，将联产系统中所有的一洗、二洗、盐处理、煅烧、三洗、窑前步骤产生的稠浆经漂白水洗后进入造纸钛白粉生产系统，该工艺有效结合了通用型钛白粉及造纸钛白粉各自的生产工艺特点及要求，得到颜料性能和应用性能优异的高品质通用型钛白粉，同时也不影响造纸钛白的产品质量。

附图说明

图1为本发明中工艺流程图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例，对本发明进行进一步的详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不限定于本发明。

实施例1

外加晶种水解基料400吨，参照专利CN104119702B中经过一洗、漂白、二洗、盐处理、煅烧、后处理、三洗、闪干气粉得到通用型钛白粉400吨，本生产过程中产生的所有系统稠浆自生消化，检测产品的主要质量指标。

实施例2

外加晶种水解基料200吨，参照专利CN104179066A中经过一洗、漂白、二洗、盐处理、煅烧、后处理、三洗、闪干气粉得到造纸钛白粉400吨，本生产过程中产生的所有系统稠浆自生消化，检测产品的主要质量指标。

实施例3

外加晶种水解基料600吨，参照专利CN104119702B中经过一洗、漂白、二洗、盐处理后得到合格基料510吨，稠浆合计90吨，采用其中的430吨正常料经煅烧、后处理、三洗、闪干和气粉得到通用型钛白粉400吨，检测产品的主要质量指标。

将上述通用型钛白粉过程中产生的正常盐处理基料80吨与系统产生的稠浆料120吨经洗、漂白、二洗、盐处理后的两种基料混合，参照专利CN104179066A经煅烧、后处理、三洗、闪干和气粉得到造纸钛白200吨，检测产品的主要质量指标。

表3.实施例1-3相关产品检测结果