工业钛液水解过程中偏钛酸结构的变化

以低浓度工业钛液为原料,通过自生晶种热水解硫酸法工艺制备偏钛酸,研究了水解过程中偏钛酸结构的变化,并采用粒度测试、XRD、BET及Raman对所制偏钛酸样品进行表征。结果表明:水解前期,偏钛酸粒子的D_(50)和D_(AV)几近相同,随粒子生长、团聚,粒子变大、分布变宽。偏钛酸中锐钛相TiO_2结构由晶核决定,后续水解对锐钛相结构无明显影响。偏钛酸为TiO_2短链结构,具有较多中孔,孔隙结构不规整。随水解时间的增加,晶胞参数c增大,锐钛型TiO_2结构有向斜方晶畸变趋势。偏钛酸Raman峰强度增加,特征峰位对应波数减小,导致TiO_2含量增加,晶化程度升高。     

氯化法偏钛酸的水解试验研究

以氯化钛液为原料,考察H~+和Ti~(4+)浓度、反应温度和时间对氯化法偏钛酸水解率及其粒径分布的影响。结果表明,随H~+浓度的增大,偏钛酸的水解率和粒径均先增大后减小;Ti~(4+)浓度对偏钛酸的水解率影响不大,但增大Ti~(4+)浓度有利于偏钛酸晶核的成长;提高反应温度有利于偏钛酸的水解及其晶核的长大;随着水解时间的增加,偏钛酸的水解率逐渐增加,但对偏钛酸粒径的影响甚微。在H~+浓度1.2 g/L、Ti~(4+)浓度20 g/L、水解温度108℃、水解时间2.5 h的最佳条件下可以得到呈片状团聚体、粒径2~10λm的偏钛酸。     

短流程制备金红石钛白的水解条件回归分析

以未浓缩低浓度工业钛液为水解原料,通过自生晶种稀释热水解的硫酸法钛白短流程工艺制备金红石型颜料钛白,研究了水解条件(底水量、熟化时间和水解时间)对偏钛酸和金红石产物的结构、粒径分布和颜料性能等的影响规律及数学回归关系。水解条件对水解初始形成晶种的数量和质量、晶粒的生长和聚集等起重要影响,并最终决定产品的颜料性能;水解条件与产物的晶体结构、颗粒多分散度和颜料性能间存在数学相关关系。最优水解条件为:底水量比例为0.123,熟化时间为29.05 min,二沸后的水解时间为2.6 h左右。     

偏钛酸性质结构对颜料钛白的影响

硫酸法钛白短流程工艺中,水解偏钛酸的性质结构(晶体结构、粒度分布、杂质含量等)对金红石型钛白的结构与颜料性能有重要影响,并存在内在影响规律。为制备结构良好、颜料性能优异的金红石TiO_2,优化条件为:控制偏钛酸的晶粒尺寸小于8.9 nm并接近7.9 nm,能有效促进金红石的晶型转变和晶粒生长,获得良好晶体结构和晶型完整的金红石;偏钛酸适宜的粒度大小及分布对获得窄粒径分布的金红石钛白影响明显,钛白的粒径大小影响其散射力,宜控制在0.20μm附近;可控制水解条件以减小偏钛酸的比表面积,进而减少杂质铁吸附。     

钛液水解过程中偏钛酸的结构演变对硫含量的影响研究

采用外加晶种热水解工艺从工业钛液制得偏钛酸，研究了偏钛酸结构演变过程对硫含量的影响。水解过程分为快速水解段和慢速成熟阶段，水解率变化满足Boltzmann模型。随着水解进行，偏钛酸结构变化明显，颗粒聚集与调整使其结构更紧凑，胶体性质减弱，TiO₂含量增大。偏钛酸颗粒的微孔与介孔结构由其一次聚集体聚集、堆积形成，孔道由硫酸盐与水等填充。硫酸根通过溶解于吸附水、吸附、键合等形式存在于偏钛酸中，硫含量随TiO₂含量增大而逐渐减小，二者呈线性关系。     

乳酸存在时H_2TiO_3从TiOSO_4溶液中沉积机理的研究

研究硫酸法生产钛白的中间产品偏钛酸(F_2TiC_3)的生长机理对钛白生产具有重要的意义,本文从Nielson理论上推导的结晶生长的积分公式出发,研究了有乳酸(CH_3CHOHCOOH)存在时硫酸氧钛(TiOSO_4)溶液热水解过程中偏钛酸结晶的机理。研究表明,无乳酸存在时,偏钛酸沉积过程是固体表面上多中心生长,每个结晶点上为单分子成核,有乳酸存在时只是减小水解速度而不影响偏钛酸生长的机理。     

硫酸法金红石型颜料生产钛白试验研究

试验研究了用自制硫酸钛液制备金红石型钛白的生产工艺流程,分析了向水解前溶液加入添加剂以及煅烧温度对偏钛酸金红石化的影响,并对偏钛酸进行漂白、包膜以及综合条件试验。试验结果表明:盐处理剂对偏钛酸煅烧时金红石化具有主要的影响;稀释水解和用氯化钛液制备水解晶种,水解率高;采用锐钛型水解晶种,产品物理性能指标和水解率较好;试验用的漂白条件,可达到漂白要求技术;偏钛酸经盐处理,在920℃以上煅烧3～4 h,已能达到晶型转化要求。     

硫掺杂偏钛酸粉体的制备

以硫酸钛为原料,采用水解法制备了硫掺杂偏钛酸粉体,采用场发射扫描电镜(FESEM)、激光粒度分析等技术对偏钛酸粉体的形貌及粒度进行了分析.系统研究了硫酸钛溶液浓度、水解温度、pH值对水解率、偏钛酸粉体粒径的影响,研究结果表明:硫酸钛溶液浓度、pH值及水解温度对偏钛酸颗粒粒径及原料水解率具有显著影响.最佳工艺条件为:硫酸钛溶液的质量浓度为65 g/L、水解温度60℃、pH值为7.     

钛渣熔盐反应制备TiO2体系中水解制备偏钛酸过程研究

NaOH熔盐法用钛渣制备TiO2是一种制备二氧化钛的新方法,水解制备偏钛酸是新工艺中重要的环节之一。试验考察了钛液的浓度、F值及水解时间等影响偏钛酸粒度及转化率的因素。结果表明,钛液水解率在开始的30 min左右均较低,50 min以后迅速提高,100 min以后水解率随时间变化趋于平缓。温度越高,F值越低,钛液浓度越低,水解反应进行得越快,且最终转化率较高。水解产物偏钛酸粒度开始随水解反应时间增加而增大,3 h后偏钛酸的粒度随时间增加略有波动,偏钛酸的粒径随钛液浓度及F值增大而减小,随钛液稳定度提高而减小。试验确定的偏钛酸制备工艺条件如下:TiO2浓度200 g/L左右,F值1.8～1.9,微沸状态下水解,水解时间4 h。     

Study on Preparation of Mctatitanic Acid by Hydrolysis in the Process of Producing Titanium Dioxide by Decomposition of Titanium Slag with Alkali Molten Salt

NaOH熔盐法用钛渣制备TiO2是一种制备二氧化钛的新方法,水解制备偏钛酸是新工艺中重要的环节之一.试验考察了钛液的浓度、F值及水解时间等影响偏钛酸粒度及转化率的因素.结果表明,钛液水解率在开始的30 min左右均较低,50 min以后迅速提高,100 min以后水解率随时间变化趋于平缓.温度越高,F值越低,钛液浓度越低,水解反应进行得越快,且最终转化率较高.水解产物偏钛酸粒度开始随水解反应时间增加而增大,3h后偏钛酸的粒度随时间增加略有波动,偏钛酸的粒径随钛液浓度及F值增大而减小,随钛液稳定度提高而减小.试验确定的偏钛酸制备工艺条件如下:TiO2浓度200g/L左右,F值1.8～1.9,微沸状态下水解,水解时间4h.     

熟化条件对水解偏钛酸粒径的影响

采用外加晶种水解工艺,考察熟化时间、熟化方式及搅拌时间对水解偏钛酸粒径大小及分布的影响。使用FBRM在线监测水解粒子的变化,通过激光粒度仪测试水解偏钛酸粒径大小及分布。结果表明:熟化时间延长,颗粒粒径增大,大粒子增多;熟化时期采用停止加热,不停止搅拌的方式,可获得粒子大小适当、分布均匀的水解偏钛酸;熟化期间搅拌时间增加,偏钛酸粒径先降低后增加。     

硫酸法钛白短流程工艺水热合成高纯二氧化钛

以低浓度工业钛液经钛白短流程工艺水解所制的偏钛酸为原料,经水热工艺制备出高纯二氧化钛,考察了浆料浓度、水热温度、水热时间等对产物结构与纯度的影响,采用XRD、粒度分析、BET、SEM和TiO_2含量测定等对样品进行了表征。认为:水热条件影响水热偏钛酸的溶解、成核、晶体生长、聚合与团聚等,并影响偏钛酸的结构、粒径分布和比表面积,改变其杂质吸附量,并最终影响高纯TiO_2的结构与纯度。最佳水热条件为:料浆浓度160 g/L,水热温度140℃,水热时间36 h,所得高纯二氧化钛含量为99.99%。     

低浓度工业钛液制备高纯二氧化钛的水解条件研究

以低浓度工业钛液为原料,采用自生晶种热水解工艺制备高纯二氧化钛,并以XRD、粒度分析、BET、TiO_2含量测定等手段对偏钛酸和二氧化钛进行表征。水解条件对低浓度钛液的水解过程有着重要影响,适宜的诱导水量与水解时间有助于形成合适的水解晶种数量与质量,调控好水合二氧化钛的析出、晶粒生长、粒子生长与聚集,可获得较小平均粒径和比表面积的偏钛酸,进而减少杂质吸附,制得纯度高的二氧化钛。水解条件存在着内在的影响规律,结果表明,当诱导水量为60%、水解时间为120 min时,可制得纯度在99.97%以上的高纯TiO_2。     

水解条件对低浓度钛液制备金红石型颜料钛白的影响

以低浓度工业钛液为水解原料,通过自生晶种热水解硫酸法工艺制备出金红石型颜料钛白。考察底水量、加料速率和熟化时间对金红石型钛白粒子形貌、粒径分布及颜料性能的影响,并采用粒度测试、SEM、XPS、TEM及颜料性能测试对所制备的样品进行了表征。结果表明:最佳的水解操作条件为底水量22%、加料速率8.3 r/min和熟化时间30 min,所得金红石型钛白粒度适宜、粒度分布较窄,颜料性能优良;水解条件对颜料钛白性能影响顺序为:底水量加料速率熟化时间。     

用光子相关光谱法测定偏钛酸粒度分布

采用光子相关光谱法测定硫酸钛白工艺中水解偏钛酸的粒度分布,研究了不同分散方法和测试条件对测定结果的影响。通过研究分散介质、分散剂及其用量,偏钛酸用量,超声分散时间及稳定时间等分散方法和测试条件,得到光子相关光谱法测定偏钛酸粒度分布的适宜分散条件。试验结果表明:采用蒸馏水为分散介质,分散剂六偏磷酸钠浓度为0.05%,50 mL分散水解偏钛酸浆料0.044 g左右,超声分散5 min后立即测定其粒度分布,此为光子相关光谱法测定水解偏钛酸粒度的最佳分散测试条件。     

水解法制备纳米二氧化钛

以工业TiOSO4为原料,采用水解法制备了纳米二氧化钛粉体,并用XHD、SEM、激光粒径分析仪对其形貌、晶型、粒径分布进行了表征。试验表明：晶种的质量对于诱导TiOSO4水解成核和控制偏钛酸的原生粒子大小有较大影响;在偏钛酸粒子沉淀中加入不同的促进剂,煅烧后．可以得到锐钛型和金红石型的二氧化钛粉体,以满足市场的不同需求。     

碱法钛白粉生产工艺中硫酸钛溶液的制备和水解

研究了碱法钛白粉清洁生产工艺中硫酸钛溶液的制备及水解。硫酸钛溶液制备过程中,通过试验及MATLAB拟合,确定了硫酸质量分数、原料用量与硫酸钛溶液质量浓度及酸度系数(F值)间的函数关系;水解过程中,考察了水解温度、酸度系数(F值)、硫酸钛质量浓度对水解的影响。在优化水解条件下,钛水解率达90%以上,制得的偏钛酸在高温下煅烧可得到金红石型和锐钛矿型二氧化钛。     

电解法制备鳞片状锌粉

在ZnCl2+NH4Cl+NH3H2O电解液中采用电流密度为1 200 A/m2的恒电流制备鳞片状锌粉。通过X射线衍射分析(XRD)、扫描电镜(SEM),以及电化学测试研究锌粉的形貌结构及电结晶过程。实验结果表明,在1 200 A/m2电流密度下恒电流电解所制备的锌粉呈鳞片状结构,鳞片状锌颗粒的长径约2～3μm,厚度小于0.2μm。电解液中氨水浓度增大时,形核速率减小,不利于获得细小晶粒;Zn2+质量浓度在10～30 g/L范围内,晶核的形成速率随Zn2+浓度增加而增大;NH4Cl浓度对形核速率影响较小。在电解液中加入淀粉类添加剂,可显著提高新晶核的形成速率,有利于制备更细的电解锌粉。     

微波制备晶种诱导水解生产金红石钛白工艺研究

采用微波制备晶种诱导低浓度钛液水解,实现了160 g/L低浓度钛液的水解,对硫酸法钛白生产具有良好的节能效应。通过对偏钛酸进行TG与SEM分析,确定了偏钛酸煅烧的工艺参数。研究结果表明,微波制备晶种诱导水解工艺制备的偏钛酸具有高的转晶活性,可在不添加煅烧晶种的情况下850℃煅烧30 min即可完全转变为金红石晶型,晶种可进行长时间储存,容易实现工业化。研究了盐处理及煅烧参数对二氧化钛颜料性能的影响,结果表明,提高磷含量有利于提高金红石干粉白度,过低的钾含量会造成粒子烧结从而大幅降低金红石干粉白度。优化的盐处理参数,K_2O 0.55%、P_2O_50.1%条件下以900℃煅烧90 min,可获得白度高、形貌较好、粒径均一(200~350 nm)的金红石二氧化钛。     

水解工艺对灰点判定的影响

采用分光光度法表征硫酸法钛白水解变灰过程。通过研究自生晶种和外加晶种两个水解工艺过程中透光率变化与时间的关系,明确水解工艺对灰点的影响。进一步针对目前通用的外加晶种水解工艺,研究灰点水解程度对偏钛酸D_(50)的影响,灰点水解程度和透光率的关系,以既定的扫描波长和稀释比条件下,确定较佳的偏钛酸D_(50)对应的灰点透光率范围。