清除杂质提高钛白粉白度
时间：2015-07-03 09:37 类别：行业知识
在钛白粉生产过程中，如果杂质去除不彻底，当用高温煅烧时，很多杂质元素如铁、锰、钒、铅、铬、钴、铈、铜、镉、镍、钼等以氧化物状态存在，这些带色的氧化物就表现出各种色相，使整个钛白粉的色相受到影响而不纯白，以致大大影响了产品的质量。因此，必须采用多种方法除去杂质。
1 选矿除杂质
要除去杂质，首先就要选矿。因为任何钛铁矿一般都混杂有不少脉石和共生、伴生、复合的其它矿物。选矿就是利用矿物不同的物理化学性质，采用各种有效方法，将钛铁矿与它们分离。例如摇床的重力选矿，可以除去铸铁矿中的大部分脉石，再用磁选机进行磁选，让矿物通过磁场，由于钛铁矿是导磁率高、能被磁铁吸引而本身不能吸铁、可磁化又可去磁的顺磁性矿物，而能被磁盘吸引，其它导磁率低的非钛铁矿，不能被磁盘吸引而得到分离。
2 除不溶性杂质
硫酸法生产钛白粉，由酸解浸取得到的是浑浊不清的钛液，其不溶性杂质主要是颗粒较大的机械杂质和颗粒较小的胶体杂质。机械杂质是未起反应的钛铁矿物，属于粗分散状态，很容易沉析下来；胶体杂质主要是硅酸铝酸盐等，由于颗粒小，吸附H+ 而带有相同的正电荷，由于同种电荷相斥，胶粒很难接近成比较大的颗粒而沉淀下来，因而具有较高的稳定性。解决的办法是用带负电荷的改性的聚丙烯酰胺胶体进行电性中和，使胶体粒子凝聚沉降而除去。但是由于胶体沉降不完全，经过硫酸亚铁的过滤后，仍有一些穿滤而存在于钛液中，必须用带有木炭粉为助滤层的板框压滤机进行压滤，直到检测滤液的澄清度合格为止。
3 除铁杂质
在钛铁矿中，非钛杂质最多的是铁，并以二价和三价两种状态存在。将钛铁矿与硫酸作用，即生成FeSO4和 Fe2(SO4)3。由于FeSO4 只有在pH 值大于6.5时才开始水解，因此在钛液水解过程中，因钛液的酸性较大，FeSO4 就始终保持溶解状态，在偏钛酸洗涤时得以除去。而Fe2(SO4)3在pH值为1.7的酸性溶液中即开始水解生成Fe(OH)3 沉淀，其混杂在偏钛酸中，煅烧时即生成红棕色的Fe2O3而使成品不够纯白。所以应用铁屑把Fe2(SO4)3还原为FeSO4。为了保证钛液中的三价铁全部还原为二价铁，还原反应还应略为过度，此时钛液中就有小部分四价钛还原为三价钛。三价钛的存在就可保证三价铁还原完全，可避免三价铁水解生成Fe(OH)3进而影响产品白度。经过还原，钛液中全部是FeSO4，此时冷冻钛液，FeSO4即达到过饱和状态而大量结晶析出，过滤即可除去大部分铁。钛液中剩下的未结晶的FeSO4，待水解生成偏钛酸进行水洗时，用水洗除去。由于滤饼的Fe2 O 3 质量分数超过90 ×10-6 时，产品白度将受到影响。所以可采取漂白措施，使Fe2O3质量分数降低到30×10-6，并进一步除去痕量的钒、铬、铜等杂质。经过漂白的偏钛酸，仍有痕量的铁杂质，必须加入0.1%的磷酸以生成淡黄色的FePO4,以进一步提高产品白度。
4 除微量重金属杂质
钛铁矿中还含有许多微量有害元素，在与硫酸作用时，可不同程度地被酸解而变成可溶性的硫酸盐一起进入溶液。通过沉降、压滤，未分解的钛铁矿残渣和硅酸铝酸盐胶体悬浮物，借助于重力作用，基本上被除去。但可溶性的非铁杂质元素仍存在于钛液中，其在水解水洗中发生以下变化:①一些杂质元素不发生水解反应，没有生成沉淀物，可以通过偏钛酸的水洗而被除去；②锑等一些元素(含某些重金属元素)，可以发生水解反应，生成白色沉淀物，此对产品白度影响不大；③一些带色的重金属杂质元素(含某些稀土元素)能发生水解反应，生成带色的沉淀物混于偏钛酸中，最终影响产品纯度和白度。如钛铁矿中含有Nb2O5，其可在煅烧时进入TiO2 晶体中，增大TiO2 晶体的半导体性能，导致光的吸收，从而影响钛白粉白度，对金红石型钛白粉影响更大。故国外硫酸法生产中，在偏钛酸中加入三价铝，以补偿Nb 的第五个电子，可提高产品白度。所以要在生产中从根本上除去重金属，以免带色而影响产品白度。
