[00282125]硫酸法低浓度钛液直接水解制备颜料钛白新工艺开发

通过项目研究，达到的主要技术性能指标如下： （1）以未浓缩的低浓度工业钛液为水解原料制备颜料钛白，系统研究了低浓度硫酸钛液的水解工艺条件（底水量、总钛浓度、二沸后水解时间、F值、预热温度、水解温度、熟化时间等）的影响规律，并进行了工艺优化，得到优化的钛液指标及水解操作关键技术的工艺参数；研究了用低浓度钛液所制的偏钛酸制备锐钛型和金红石型钛白的盐处理及煅烧制度，并对其进行了优化，深入研究了制备金红石钛白过程中的盐处理剂加量及煅烧条件影响，金红石型钛白盐处理煅烧最佳条件：ZnO 0.30%，K2O 0.60%，P2O5 0.10%，煅烧最高段温度为880℃，所制产品稳定性好，初品消色力在1800左右，蓝相都在2.5以上，白度均好于标样R218，产品质量稳定，重复性较好。在此基础上，建立起硫酸法钛白短流程成套关键技术的参数和优化工艺，所制产品达到颜料钛白性能的要求，钛白产品的质量稳定性好。 （2）开发出水解在线自动监控装备系统，研究了其控制条件，监控了水解过程，重点对水解变灰点进行了监测和控制；通过采用水解在线自动监控装置控制水解过程，稳定了水解工艺条件，自控装置工作稳定，所制颜料钛白质量良好，不同批次所制钛白的质量稳定性好，金红石钛白产品的质量维持在消色力1740，蓝相指标3.21。 （3）盐处理剂加量和煅烧条件之间存在正交交互影响作用，盐处理煅烧条件与钛白产品指标间存在内在的数学关系，可从产品指标获得盐处理煅烧协同交互作用的回归方程数学模型，实现钛白产品质量的预测，并可预设产品质量来指导盐处理煅烧工艺条件，这对指导工业生产实际意义重大。本研究条件下的盐处理、煅烧最佳条件为：ZnO 0.33%，K2O 0.65%，P2O5 0.20%，煅烧最高段温度为850℃。 研究成果取得了显著的经济效益，该技术的主题应用取得良好效果，应用后钛液水解率为96%，收率86%，较传统硫酸法钛白所用高浓度钛液制备钛白的指标稍高。水解自控装置应用中总体对水解变灰点的控制准确，产品质量稳定性高；所制金红石产品质量100%达到R216水平，其中初品消色力1720~1830，平均为1790，初品亮度值达94.9；采用“硫酸法低浓度钛液直接水解制备颜料钛白新工艺开发”后，以低浓度工业硫酸钛液制备金红石颜料钛白时，工艺操作和产品质量稳定，单吨钛白节约成本268.50元，具有良好的经济效益和社会效益。研究成果在攀枝花市钛海科技有限责任公司、攀枝花市海峰鑫化工有限公司、攀枝花市正源科技有限责任公司进行了应用，产品质量稳定，应用效果良好，金红石初品质量提升，取得了显著的经济效益。近三年（2016~2018年）期间累计生产钛白为28.5311万吨，三年累计产值为419891万元，按单吨钛白直接节约成本268.50元计，累计产生直接经济效益（降本节支）：7657.62万元。本成果具有显著的技术成熟度和技术创新性，对推广硫酸法低浓度钛液直接水解制备颜料钛白新工艺开发成果的应用，促进硫酸法钛白生产行业节能降本促效、技术进步与产业发展等意义重大。