氯化法鈦白尾氣的再利用方法和鈦白粉包膜產(chǎn)品的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明提出了氯化法鈦白尾氣的再利用方法和鈦白粉包膜產(chǎn)品，其中，氯化法鈦白尾氣的再利用方法包括：(1)將所述氯化法鈦白尾氣在洗滌塔內(nèi)進(jìn)行淋洗處理，以便使所述氯化法鈦白尾氣內(nèi)含有的四氯化硅與水反應(yīng)生成膠狀的硅酸；(2)利用熱氫氧化鈉溶液對(duì)淋洗塔進(jìn)行清洗處理，以便得到硅酸鈉溶液；以及(3)利用所述硅酸鈉溶液對(duì)鈦白粉進(jìn)行包膜處理。利用該方法可以有效地將尾氣中含有的四氯化硅進(jìn)行回收，并將其以硅酸鈉的形式用于鈦白粉產(chǎn)品的包膜處理，由此不僅達(dá)到對(duì)尾氣的凈化處理，降低了尾氣處理的成本，同時(shí)降低了鈦白粉包膜處理的成本。
【專利說明】
氯化法鈦白尾氣的再利用方法和鈦白粉包膜產(chǎn)品
技術(shù)領(lǐng)域
[0001] 本發(fā)明屬于鈦白粉生產(chǎn)領(lǐng)域，具體而言，本發(fā)明涉及一種氯化法鈦白尾氣的再利 用方法和利用該方法包膜處理得到的鈦白粉包膜產(chǎn)品。
【背景技術(shù)】
[0002] 鈦白粉的化學(xué)名稱為二氧化鈦，是鈦?zhàn)钪匾幕衔?，分子式為Ti02，金紅石型二 氧化鈦的相對(duì)密度為4. 2~4. 3g/cm3。它無毒，是一種化學(xué)性質(zhì)十分穩(wěn)定的（偏酸性）氧 化物。在常溫下，幾乎不與其他化合物（包括元素）作用。
[0003] 二氧化鈦除了具有非常穩(wěn)定的化學(xué)性質(zhì)以外，還具有高折射率，理想的粒度分布， 優(yōu)良的白度、光澤、分散性、潤濕性、遮蓋力、著色力、耐候（光）性以及低的吸油量，是一種 性能優(yōu)異的白色顏料，廣泛應(yīng)用于涂料、橡膠、塑料、造紙、印刷油墨、日用化工、電子工業(yè)、 微機(jī)電和環(huán)保工業(yè)等。
[0004] 氯化法鈦白粉生產(chǎn)技術(shù)比硫酸法生產(chǎn)技術(shù)更先進(jìn)、更環(huán)保是國際鈦白粉生產(chǎn)企業(yè) 的共識(shí)。所以近年來，國際知名鈦白粉生產(chǎn)企業(yè)使用氯化法生產(chǎn)的鈦白粉比例持續(xù)升高?？?之，目前氯化法工藝生產(chǎn)鈦白粉的優(yōu)越性已經(jīng)得到各國認(rèn)同，并且氯化法產(chǎn)量也持續(xù)增加。
[0005] 采用氯化法生產(chǎn)鈦白粉也會(huì)產(chǎn)生大量的尾氣，其含有大量C0、C02、及少量TiCL 4、 HCl、SiCL4，若直接排放，可能會(huì)發(fā)生爆炸、中毒及嚴(yán)重的環(huán)境污染。并且由于其中四氯化硅 的存在，在鈦白粉尾氣處理過程中會(huì)出現(xiàn)嚴(yán)重的設(shè)備堵塞現(xiàn)象，不易處理。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006] 本發(fā)明旨在至少在一定程度上解決相關(guān)技術(shù)中的技術(shù)問題之一。
[0007] 為此，本發(fā)明的一個(gè)目的在于提出一種氯化法鈦白尾氣的再利用方法，包括：
[0008] (1)將所述氯化法鈦白尾氣在洗滌塔內(nèi)進(jìn)行淋洗處理，以便使所述氯化法鈦白尾 氣內(nèi)含有的四氯化硅與水反應(yīng)生成膠狀的硅酸；
[0009] (2)利用熱氫氧化鈉溶液對(duì)淋洗塔進(jìn)行清洗處理，以便得到硅酸鈉溶液；以及
[0010] (3)利用所述硅酸鈉溶液對(duì)鈦白粉進(jìn)行包膜處理。
[0011] 通過采用本發(fā)明上述實(shí)施例的氯化法鈦白尾氣的再利用方法，可以有效地將尾氣 中含有的四氯化硅進(jìn)行回收，并將其以硅酸鈉的形式用于鈦白粉產(chǎn)品的包膜處理，由此不 僅達(dá)到對(duì)尾氣的凈化處理，有效防止四氯化硅堵塞設(shè)備，同時(shí)將其進(jìn)行了再利用，降低了尾 氣處理的成本。另外將回收得到的硅酸鈉用于鈦白粉產(chǎn)品的包膜處理，還可以顯著節(jié)省了 包膜材料成本。因此，采用本發(fā)明上述實(shí)施例的氯化法鈦白尾氣的再利用方法可以同時(shí)降 低鈦白粉生產(chǎn)產(chǎn)業(yè)的尾氣處理成本和包膜成本。
[0012] 在本發(fā)明的一些實(shí)施例中，所述熱氫氧化鈉溶液的溫度為25-35攝氏度。
[0013] 在本發(fā)明的一些實(shí)施例中，利用所述硅酸鈉溶液對(duì)鈦白粉進(jìn)行包膜處理進(jìn)一步包 括：
[0014] (3-1)將所述鈦白粉配置成懸浮漿液，并將所述懸浮漿液加入所述硅酸鈉溶液中， 以便得到混合漿料；
[0015] (3-2)將所述混合漿料加熱至40-80攝氏度，且調(diào)節(jié)pH值至8-12 ;
[0016] (3-3)將步驟（3-2)得到的混合漿料攪拌5-20分鐘；以及
[0017] (3-4)將步驟（3-3)得到的混合漿料的pH值調(diào)節(jié)至6. 5-7. 5,以便完成硅薄膜處 理。
[0018] 在本發(fā)明的一些實(shí)施例中，在步驟（3-1)中，所述懸浮漿液中鈦白粉的質(zhì)量濃度 為 300-750g/l。
[0019] 在本發(fā)明的一些實(shí)施例中，在步驟（3-1)中，所述硅酸鈉的質(zhì)量濃度為10-30%。
[0020] 在本發(fā)明的一些實(shí)施例中，在步驟（3-1)中，所述混合漿料中所述懸浮漿液與所 述硅酸鈉溶液的質(zhì)量比為16-30。
[0021] 在本發(fā)明的一些實(shí)施例中，在步驟（3-4)中，調(diào)節(jié)pH值的時(shí)間為10-30分鐘。
[0022] 在本發(fā)明的一些實(shí)施例中，上述氯化法鈦白尾氣的再利用方法進(jìn)一步包括：
[0023] (4)將步驟（3-4)中得到完成硅薄膜處理后的混合漿料進(jìn)行鋁包膜或者鋯包膜處 理。
[0024] 根據(jù)本發(fā)明的第二方面，本發(fā)明提出了 一種鈦白粉包膜產(chǎn)品，所述鈦白粉包膜產(chǎn) 品采用前面所述的氯化法鈦白尾氣的再利用方法進(jìn)行包膜處理得到。
【附圖說明】
[0025] 圖1是根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的氯化法鈦白尾氣的再利用方法的流程圖。
【具體實(shí)施方式】
[0026] 下面詳細(xì)描述本發(fā)明的實(shí)施例，所述實(shí)施例的示例在附圖中示出，其中自始至終 相同或類似的標(biāo)號(hào)表示相同或類似的元件或具有相同或類似功能的元件。下面通過參考附 圖描述的實(shí)施例是示例性的，旨在用于解釋本發(fā)明，而不能理解為對(duì)本發(fā)明的限制。
[0027] 根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，本發(fā)明提出了一種氯化法鈦白尾氣的再利用方法。該方 法包括：
[0028] (1)將所述氯化法鈦白尾氣在洗滌塔內(nèi)進(jìn)行淋洗處理，以便使所述氯化法鈦白尾 氣內(nèi)含有的四氯化硅與水反應(yīng)生成膠狀的硅酸；
[0029] (2)利用熱氫氧化鈉溶液對(duì)淋洗塔進(jìn)行清洗處理，以便得到硅酸鈉溶液；以及
[0030] (3)利用所述硅酸鈉溶液對(duì)鈦白粉進(jìn)行包膜處理。
[0031] 通過采用本發(fā)明上述實(shí)施例的氯化法鈦白尾氣的再利用方法，可以有效地將尾氣 中含有的四氯化硅進(jìn)行回收，并將其以硅酸鈉的形式用于鈦白粉產(chǎn)品的包膜處理，由此不 僅達(dá)到對(duì)尾氣的凈化處理，有效防止四氯化硅堵塞設(shè)備，同時(shí)將其進(jìn)行了再利用，降低了尾 氣處理的成本。另外將回收得到的硅酸鈉用于鈦白粉產(chǎn)品的包膜處理，還可以顯著節(jié)省了 包膜材料成本。因此，采用本發(fā)明上述實(shí)施例的氯化法鈦白尾氣的再利用方法可以同時(shí)降 低鈦白粉生產(chǎn)產(chǎn)業(yè)的尾氣處理成本和包膜成本。
[0032] 下面參考圖1詳細(xì)描述本發(fā)明具體實(shí)施例的氯化法鈦白尾氣的再利用方法。
[0033] S100 :淋洗處理
[0034] 根據(jù)本發(fā)明的具體實(shí)施例，氯化法鈦白尾氣中含有多種氣體，例如四氯化鈦氣體、 四氯化硅氣體、氯化氫氣體等等。首先將氯化法鈦白尾氣在洗滌塔內(nèi)進(jìn)行淋洗處理，以便使 氯化法鈦白尾氣內(nèi)含有的四氯化硅與水反應(yīng)生成膠狀的硅酸。
[0035] 根據(jù)本發(fā)明的具體實(shí)施例，為了提高硅酸的純度，可以多次有目的地對(duì)氯化法鈦 白尾氣進(jìn)行淋洗處理，例如，在一個(gè)淋洗塔除去四氯化鈦氣體、在另一個(gè)淋洗塔內(nèi)除去氯化 氫氣體等等，并且還可以對(duì)一種氣體進(jìn)行多次淋洗處理，直到以最終淋洗后的氣體滿足要 求為止。
[0036] S2〇0 :清洗處理
[0037] 根據(jù)本發(fā)明的具體實(shí)施例，進(jìn)一步地，利用熱氫氧化鈉溶液對(duì)淋洗塔進(jìn)行清洗處 理，以便得到硅酸鈉溶液。發(fā)明人發(fā)現(xiàn)，通過采用熱的氫氧化鈉對(duì)淋洗塔進(jìn)行清洗處理，可 以提高氫氧化鈉對(duì)成膠狀的硅酸的溶解效果，進(jìn)而提高清洗效率。
[0038] 根據(jù)本發(fā)明的具體實(shí)施例，采用的熱的氫氧化鈉溶液的溫度為25-35攝氏度。由 此不僅可以提高溶解成膠狀的硅酸的溶解效率，同時(shí)還可以進(jìn)一步提高氫氧化鈉與硅酸的 反應(yīng)效率。
[0039] 根據(jù)本發(fā)明的具體實(shí)施例，上述淋洗處理和清洗處理過程中發(fā)生的化學(xué)反應(yīng)可以 用下列反應(yīng)式表示：
[0040] SiCl4+3H20 - H2Si03+4H++4Cl (1)
[0041] H2Si03+2Na0H - Na2Si03+2H20 (2)
[0042] 由此，通過上述方法可以有效地對(duì)氯化法鈦白尾氣中的硅進(jìn)行回收，進(jìn)而降低尾 氣的處理成本。
[0043] S300 :包膜處理
[0044] 根據(jù)本發(fā)明的具體實(shí)施例，可以利用上述清洗處理得到的硅酸鈉溶液對(duì)鈦白粉進(jìn) 行包膜處理。由此提高尾氣處理的附加產(chǎn)值，降低尾氣處理成本，同時(shí)以回收得到的硅酸鈉 溶液作為包膜液，可以進(jìn)一步降低包膜成本。
[0045] 根據(jù)本發(fā)明的具體實(shí)施例，利用所述硅酸鈉溶液對(duì)鈦白粉進(jìn)行包膜處理進(jìn)一步包 括：
[0046] (3-1)將所述鈦白粉配置成懸浮漿液，并將所述懸浮漿液加入所述硅酸鈉溶液中， 以便得到混合漿料；
[0047] (3-2)將所述混合漿料加熱至40-80攝氏度，且調(diào)節(jié)pH值至8-12 ;
[0048] (3-3)將步驟（3-2)得到的混合漿料攪拌5-20分鐘；以及
[0049] (3-4)將步驟（3-3)得到的混合漿料的pH值調(diào)節(jié)至6. 5-7. 5,以便完成硅薄膜處 理。
[0050] 本發(fā)明的上述具體的包膜方法是發(fā)明人針對(duì)回收得到的硅酸鈉溶液篩選得到的， 因此，采用上述方法可以有效利用從尾氣中回收得到硅酸鈉溶液對(duì)鈦白粉進(jìn)行薄膜處理， 進(jìn)而降低包膜成本。
[0051] 根據(jù)本發(fā)明的具體實(shí)施例，在步驟（3-1)中，所述懸浮漿液中鈦白粉的質(zhì)量濃度 為300-750g/l。所述硅酸鈉的質(zhì)量濃度為10-30%。并且將所述混合漿料中所述懸浮漿液 與所述硅酸鈉溶液按照質(zhì)量比為16-30。進(jìn)行混合包膜處理，可以顯著提高包膜效果。由于 硅酸鈉通過回收得到，其中不可避免地會(huì)存在一些雜質(zhì)，因此其對(duì)包膜處理存在的影響是 無法分析和預(yù)測的。因此，采用其對(duì)鈦白粉包膜具有一定的難度。
[0052] 本發(fā)明的發(fā)明人發(fā)現(xiàn)，包膜處理過程中的混合漿液的pH值、包膜溫度以及包膜時(shí) 間都會(huì)顯著影響包膜效果。并且發(fā)明人發(fā)現(xiàn)，首先混合漿料加熱至40-80攝氏度，且調(diào)節(jié)pH 值至8-12 ;攪拌5-20分鐘；最后將pH值調(diào)節(jié)至6. 5-7. 5,以便完成硅薄膜處理。因此，采用 本發(fā)明的上述包膜條件可以有效地利用回收得到的硅酸鈉進(jìn)行包膜。進(jìn)而對(duì)硅酸鈉副產(chǎn)品 進(jìn)行再利用，降低鈦白粉包膜處理成本。
[0053] 根據(jù)本發(fā)明的具體實(shí)施例，在步驟（3-4)中，調(diào)節(jié)pH值的時(shí)間為10-30分鐘。由 此可以進(jìn)一步提尚包I旲效果。
[0054] 根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)具體實(shí)施例，上述氯化法鈦白尾氣的再利用方法進(jìn)一步包 括：（4)將步驟（3-4)中得到完成硅薄膜處理后的混合漿料進(jìn)行鋁包膜或者鋯包膜處理。由 此通過對(duì)經(jīng)過上述硅包膜處理后的鈦白粉進(jìn)行鋁包膜或者鋯包膜處理，以便最終完成鈦白 粉的包膜得到鈦白粉包膜產(chǎn)品，可以進(jìn)一步提高產(chǎn)品質(zhì)量。
[0055] 根據(jù)本發(fā)明的具體實(shí)施例，上述方法還可以進(jìn)一步包括：
[0056] 將鋁包膜或者鋯包膜處理后的產(chǎn)品用NaOH、氏304調(diào)節(jié)漿料pH值5-8,時(shí)間10-30 分鐘；
[0057] 攪拌漿料5-20分鐘；
[0058] 將上述所得鈦白粉漿料干燥；
[0059] 將干燥后的鈦白粉進(jìn)行氣流粉碎，同時(shí)進(jìn)行有機(jī)包膜（包膜劑為多羥基、多羧基 取代的烷烴、烯烴、酯類有機(jī)物），最終制得高性能鈦白粉。
[0060] 由此，采用本發(fā)明上述實(shí)施例的氯化法鈦白尾氣的再利用方法可以有效地將尾氣 中含有的四氯化硅進(jìn)行回收，并將其以硅酸鈉的形式用于鈦白粉產(chǎn)品的包膜處理，由此不 僅達(dá)到對(duì)尾氣的凈化處理，同時(shí)將其進(jìn)行了再利用，降低了尾氣處理的成本。另外將回收得 到的硅酸鈉用于鈦白粉產(chǎn)品的包膜處理，還可以顯著節(jié)省了包膜材料成本，并且經(jīng)過包膜 后的鈦白粉產(chǎn)品可以滿足質(zhì)量要求。
[0061] 根據(jù)本發(fā)明的具體實(shí)施例，采用本發(fā)明上述方法包膜處理后的鈦白粉包膜產(chǎn)品的 性能指標(biāo)如表1所不：
[0062] 表 1
[0063]
[0064] 采用本發(fā)明實(shí)施例的氯化法鈦白尾氣的再利用方法可以將氯化法鈦白粉前階段 的尾氣進(jìn)行有效的處理，中間產(chǎn)物Na 2Si(V^用于產(chǎn)品包膜，包膜可以遮蓋二氧化鈦表面的 光學(xué)活性點(diǎn)，同時(shí)改善二氧化鈦表面光滑度，從而降低二氧化鈦的光學(xué)活性及表面活性，增 加耐候性，白度及光澤。本發(fā)明實(shí)施例的氯化法鈦白尾氣的再利用方法成本低，易于控制， 無污染等。
[0065] 根據(jù)本發(fā)明的第二方面，本發(fā)明提出了 一種鈦白粉包膜產(chǎn)品，所述鈦白粉包膜產(chǎn) 品采用前面所述的氯化法鈦白尾氣的再利用方法進(jìn)行包膜處理得到。因此，上述關(guān)于氯化 法鈦白尾氣的再利用方法的有益效果均適于該鈦白粉包膜產(chǎn)品，在此不再贅述。
[0066] 實(shí)施例
[0067] (1)取經(jīng)過砂磨、分級(jí)處理好的硫酸法或氯化法二氧化鈦1000g，添加脫鹽水 1188. 18g，配制成二氧化鈦固含量為699. lg/L的漿料，二氧化鈦質(zhì)量分?jǐn)?shù)為45. 7%，漿料 密度為1. 53g，加入尾氣洗滌的產(chǎn)物Na2Si03溶液44. 5g(Na2Si03濃度為17%。）；
[0068] (2)將（1)步所得漿料進(jìn)行攪拌，升溫至70°C，并用濃度為36% NaOH，濃度為86% 氏304調(diào)節(jié)漿料pH值至9 ;
[0069] (3)攪拌10分鐘；
[0070] (4)用堿、酸（鹽酸、H2S04# )調(diào)節(jié)pH值至7左右，調(diào)節(jié)時(shí)間為15-30分鐘；
[0071] (5)再進(jìn)行鋁包膜或鋯包膜等；
[0072] (6)用NaOH、H2S04調(diào)節(jié)漿料pH值7. 5,時(shí)間19分鐘；
[0073] (7)攪拌漿料20分鐘；
[0074] (8)將上述所得鈦白粉漿料干燥；
[0075] (9)將干燥后的鈦白粉進(jìn)行氣流粉碎，同時(shí)進(jìn)行有機(jī)包膜（包膜劑為三羥甲基丙 烷），最終制得高性能鈦白粉。
[0076] 包膜處理后的鈦白粉包膜產(chǎn)品的性能指標(biāo)如表1所示，且均符合質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)。
[0077]表 1
[0078]
[0079] 在本說明書的描述中，參考術(shù)語"一個(gè)實(shí)施例"、"一些實(shí)施例"、"示例"、"具體示 例"、或"一些示例"等的描述意指結(jié)合該實(shí)施例或示例描述的具體特征、結(jié)構(gòu)、材料或者特 點(diǎn)包含于本發(fā)明的至少一個(gè)實(shí)施例或示例中。在本說明書中，對(duì)上述術(shù)語的示意性表述不 必針對(duì)的是相同的實(shí)施例或示例。而且，描述的具體特征、結(jié)構(gòu)、材料或者特點(diǎn)可以在任一 個(gè)或多個(gè)實(shí)施例或示例中以合適的方式結(jié)合。此外，在不相互矛盾的情況下，本領(lǐng)域的技術(shù) 人員可以將本說明書中描述的不同實(shí)施例或示例以及不同實(shí)施例或示例的特征進(jìn)行結(jié)合 和組合。
[0080] 盡管上面已經(jīng)示出和描述了本發(fā)明的實(shí)施例，可以理解的是，上述實(shí)施例是示例 性的，不能理解為對(duì)本發(fā)明的限制，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員在本發(fā)明的范圍內(nèi)可以對(duì)上述 實(shí)施例進(jìn)行變化、修改、替換和變型。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種氯化法鈦白尾氣的再利用方法，其特征在于，包括： (1) 將所述氯化法鈦白尾氣在洗滌塔內(nèi)進(jìn)行淋洗處理，以便使所述氯化法鈦白尾氣內(nèi) 含有的四氯化硅與水反應(yīng)生成膠狀的硅酸； (2) 利用熱氫氧化鈉溶液對(duì)淋洗塔進(jìn)行清洗處理，以便得到硅酸鈉溶液；以及 (3) 利用所述硅酸鈉溶液對(duì)鈦白粉進(jìn)行包膜處理。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的氯化法鈦白尾氣的再利用方法，其特征在于，所述熱氫氧化 鈉溶液的溫度為25-35攝氏度。3. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的氯化法鈦白尾氣的再利用方法，其特征在于，利用所述硅 酸鈉溶液對(duì)鈦白粉進(jìn)行包膜處理進(jìn)一步包括： (3-1)將所述鈦白粉配置成懸浮漿液，并將所述懸浮漿液加入所述硅酸鈉溶液中，以便 得到混合漿料； (3-2)將所述混合漿料加熱至40-80攝氏度，且調(diào)節(jié)pH值至8-12 ; (3-3)將步驟（3-2)得到的混合漿料攪拌5-20分鐘；以及 (3-4)將步驟（3-3)得到的混合漿料的pH值調(diào)節(jié)至6. 5-7. 5,以便完成硅薄膜處理。4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的氯化法鈦白尾氣的再利用方法，其特征在于，在步驟（3-1) 中，所述懸浮漿液中鈦白粉的質(zhì)量濃度為300-750g/L。5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的氯化法鈦白尾氣的再利用方法，其特征在于，在步驟（3-1) 中，所述硅酸鈉的質(zhì)量濃度為10-30%。6. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的氯化法鈦白尾氣的再利用方法，其特征在于，在步驟（3-1) 中，所述混合漿料中所述懸浮漿液與所述硅酸鈉溶液的質(zhì)量比為16-30。7. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的氯化法鈦白尾氣的再利用方法，其特征在于，在步驟（3-4) 中，調(diào)節(jié)pH值的時(shí)間為10-30分鐘。8. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的氯化法鈦白尾氣的再利用方法，其特征在于，進(jìn)一步包括： (4) 將步驟（3-4)中得到完成硅薄膜處理后的混合漿料進(jìn)行鋁包膜或者鋯包膜處理。9. 一種鈦白粉包膜產(chǎn)品，其特征在于，所述鈦白粉包膜產(chǎn)品采用權(quán)利要求1-8任一項(xiàng) 所述的方法進(jìn)行包膜處理得到。
【文檔編號(hào)】C09C3/06GK105985667SQ201510053407
【公開日】2016年10月5日
【申請日】2015年2月2日
【發(fā)明人】劉建良, 周燕, 趙澤權(quán), 楊英, 李海燕, 吉利明, 符萍仙
【申請人】云南新立有色金屬有限公司