摘 要:隨著時代的發(fā)展,各個行業(yè)對于鈦白粉應(yīng)用的廣度在逐漸提高。對于鈦白粉而言,其白度是重要的“標志”之一。所以,在分析與研究鈦白粉的時候,就應(yīng)該重點考慮鈦白粉的白度,分析影響因素,從而提出優(yōu)化措施。
關(guān)鍵詞:鈦白粉;白度;影響因素
因為鈦白粉的“白”這一特征,所以,在使用中格外注重鈦白粉的白度問題。文章就鈦白粉的白度影響因素進行了具體的分析討論。
1 鈦白粉白度影響因素分析與討論
1.1 二氧化鈦粒子
1.1.1 二氧化鈦酸質(zhì)量。鈦液控制指標包含了鈦液的總鈦濃度、三價鈦含量、F值、鐵鈦比、穩(wěn)定性以及雜質(zhì)含量。在這一些指標中,F(xiàn)值、雜質(zhì)含量、三價鈦含量是最要的白度影響因素。對于F值而言,其越高,溶液的酸度越高,就會抑制水解反應(yīng),降低水解率,生成偏鈦酸粒子細,如果F值過低,則會出現(xiàn)早期的水解現(xiàn)象,導(dǎo)致不良結(jié)晶中心形成,影響晶體質(zhì)量;鐵鈦比過高,會減緩鈦液的水解,生成偏鈦酸粒子細,鐵鈦的水解速度要高于低鈦液水解速度,但是,二氧化鈦的粒子較粗;如果Ti3+含量過低,在溶液當中的Fe2+就會發(fā)生氧化反應(yīng),生成Fe3+,導(dǎo)致鈦白粉呈現(xiàn)出偏紅黃相,Ti3+的含量過高,會抑制水解作用,水解速度偏慢;鈦液中如果雜質(zhì)的含量過高,也會導(dǎo)致鈦白粉出現(xiàn)晶格扭曲或者是變形的問題,導(dǎo)致對稱性喪失,降低白度;鈦液穩(wěn)定性過低,會出現(xiàn)早期的水解,導(dǎo)致不良結(jié)晶中心出現(xiàn)[1]。
1.1.2 氣粉操作條件。氣流的粉碎利用主要是物料本身的自磨作用,針對二氧化鈦的粒子,利用中壓蒸汽來進行剪切,就可以讓物料同物料之間、內(nèi)壁同物料之間出現(xiàn)相互的碰撞,最終達到細碎的目的,確保二氧化鈦的顆粒滿足粒度的要求。通過氣流的粉碎,會降低鈦白粉本身的粒徑,改善粒度自身的分布,在汽粉前后,產(chǎn)品粒度見圖1和圖2所示。
在具體的操作環(huán)節(jié)需要做好進料速度與蒸汽壓力的控制,如果成品本身的粒徑偏大,可以通過進料速度的提高或者是蒸汽壓力的增大來進行調(diào)節(jié)。另外,過大的風機風門,也會增大內(nèi)部的負壓,從而減少碰撞,增大物料的粒徑。
1.2 雜質(zhì)種類和含量
通過硫酸法酸解制可以得到鈦液本身屬于相對復(fù)雜的懸濁體系,在其內(nèi)部包含了未能實現(xiàn)分解的鈦鐵礦,也有細小的,沒有經(jīng)過反應(yīng)的顆粒,另外,還存在鋁、硅等膠體的雜質(zhì)顆粒,也包含了可溶性雜質(zhì),如硫酸鹽等[2]。在鈦白粉中,就算雜質(zhì)的含量很少,都會直接影響鈦白粉的白度。這一部分雜質(zhì)主要能夠?qū)⒉糠盅趸镲@色。一般來說,因為氧化物降低鈦白粉白度可以分為:第一,氧化物污染的顏色;第二,晶格當中出現(xiàn)了雜質(zhì)的晶格,從而著色。在鈦白粉中,常見的金屬氧化物的顯色與呈相見表1所示。在鈦白粉中,如果自身帶有顏色的氧化物含量偏高,就會出現(xiàn)鈦白粉帶有該氧化物的色相,一旦濃度達到一定值,就會影響白度。當有不規(guī)則的二氧化鈦顆粒生成,晶體本身存在缺陷。這個時候,二氧化鈦晶格中就會有雜質(zhì)金屬離子補入,就算數(shù)量很少,都會影響白度。也就是說,因為原料本身的差異,會讓氧化物存在較大的顯色濃度差,并且還帶有雜質(zhì)的存在,使得鈦白粉的色相更為復(fù)雜。
2 鈦白粉白度影響的改進
2.1 合理選擇原輔材料
鐵粉和鈦精礦等原輔材料之中會有重金屬雜質(zhì)的存在,并且個別雜質(zhì)難以去除,最終會存留在鈦白粉產(chǎn)品中。所以,在去除雜質(zhì)的過程中,就會考慮到助濾劑、絮凝劑的使用。最好是選擇雜質(zhì)含量較少的材料,同時,做好助劑的綜合比較。
2.2 做好鈦液質(zhì)量的控制
如果鈦液各項指標不符合標準,會影響下一道水解工序,出現(xiàn)二氧化鈦粒子的不合適現(xiàn)象。再加上粒子晶格的缺陷,從而降低鈦白粉的白度。最好是控制鈦液的制備,做好鈦液的凈化處理,禁止超標的鈦液使用到下一個環(huán)節(jié)。
2.3 優(yōu)化水解工藝
在鈦白粉生產(chǎn)工藝中,水解作用不容忽視,它決定了粒子、微晶體、晶核等實際的結(jié)構(gòu)與大小,最終影響產(chǎn)品的質(zhì)量。所以,最好能夠針對水解工藝參數(shù)、加料的時間、熟化的時間等各個方面進行正交試驗,就能夠滿足水解工藝優(yōu)化的目標[3]。
2.4 雜質(zhì)清除的具體操作
在雜質(zhì)清除中,主要從下述兩個方面進行。
2.4.1 選礦除雜質(zhì)。雜質(zhì)去除的首要條件是選礦。選礦主要是按照礦物本身物理化學(xué)性質(zhì)的差異,選擇合理的方法,將鈦鐵礦與其相互的分離。通過這樣的方式,就能夠幫助鈦白粉保持其白度不受到選礦的影響。如,對于搖床的重力選礦,可以將大部分的脈石去除,然后通過磁選機來進行選擇,當?shù)V物通過磁場時,就可以吸引導(dǎo)磁率較高的鈦鐵礦,但是其余非鈦鐵礦導(dǎo)磁率偏低,這樣就可以利用磁盤將其實現(xiàn)分離。
2.4.2 除不溶性雜質(zhì)。利用硫酸法來生產(chǎn)鈦白粉,通過酸解會有渾濁不清的鈦液存在,其中所包含的不溶性雜質(zhì)有小顆粒的膠體雜質(zhì)和大顆粒機械雜質(zhì)。為了解決不溶性膠體雜質(zhì),可以選擇帶有負電荷的改性聚丙烯酰胺膠實現(xiàn)電性的相互中和,進而通過交替例子的凝聚沉降,將其剔除。但是因為膠體的不完全沉降,所以,通過過濾之后,依舊會有部分穿過,存留下來,這時,可以選擇壓濾的方式,直至濾液澄清度符合標準即可。而大顆粒的機械雜質(zhì),因為呈現(xiàn)出粗分散的狀態(tài),就很容易沉析。
3 結(jié)束語
總而言之,為了做好鈦白粉白度的控制,首先就需要對鈦白粉白度的影響因素有一個全面的分析與了解,這樣才能夠找準方向,通過一系列的方法滿足鈦白粉對于白度的要求。
參考文獻
[1]姜志剛,王建偉.鈦白粉的應(yīng)用及其應(yīng)用指標解析[J].上海涂料,2014(5):52-55.
[2]秦傳宗.淺析我國鈦白粉生產(chǎn)的發(fā)展現(xiàn)狀與存在的問題[J].化工管理,2013(16):191.
[3]梅綺文.鈦白粉在輕工行業(yè)的應(yīng)用[J].輕工標準與質(zhì)量,2015(5):59-60.