钛白生产(prociuction of titanium white)
以钛铁矿精矿、金红石或富钛料为原料制取钛白的过程。钛白即二氧化钛,分子式为TiO2,其化学性质稳定,并具有优良的光学和颜料性能,广泛用于涂料、造纸和塑料等工业部门,是一种重要的钛产品。钛资源开采量的90%用于生产钛白,工业生产方法有硫酸法生产钛白和氯化法生产钛白两种。为使颜料用的TiO2具有优良的性能,需进行颜料钛白的表面处理。
1910年挪威的杰布森(.1ebsen)等人研究用硫酸法生产TiO2获得成功,1916年在挪威建成第一个硫酸法生产钛白的工厂。该厂年产1000t复合颜料,颜料含TiO2 25%。美国国家铅业公司(National LEAd InDUSTries)在1925年开始生产纯TiO2。此后,钛白生产工艺不断改进,产品质量超过其他白色颜料。1956年后加拿大魁北克铁钛公司(Quebec Iron and Titanium Corporation)以含总TiO2 70%~72%的钛渣用作硫酸法生产钛白的原料,1983年后又采用含总TiO2 80%的钛渣,由于原料的Ti0。含量高,从而大幅度减少生产中的硫酸耗量和生成的废副产物。20世纪50年代末,美国杜邦(DuPontCo)公司首先在工业上采用氯化法生产钛白的方法。由于该法产品质量高,生产能力大,技术先进,而获得迅速发展。1990年中期世界钛白年生产能力已达339.3万t,其中氯化法钛白占43.7%。中国于1956年开始生产硫酸法钛白,90年代初已形成10万t/a的生产能力。
二氧化钛性质 主要包括TiO2的晶形结构与物理性质、化学性质和光学性质等。
晶形结构与物理性质 TiO2有三种结晶形态,即板钛型、锐钛型和金红石型,其中板钛型TiO2只存在于自然界的矿石中。人工制取的TiO2仅有金红石型和锐钛型,其晶格特征列举于表1。
金红石型是TiO2最稳定的结晶形态,结构致密,其硬度、介电常数与折射率均比锐钛型高(表2)。锐钛型TiO2在常温下稳定,在高温下则转化成金红石型。
表l二氧化钛的晶格特征
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