江苏太白集团有限公司
摘要：钛白粉生产加工过程中，需要根据白度确定其实际的加工指标。钛白的白度、颗粒大小、形状、分布、晶体完整度等，都直接关系到产品的实际生产过程。钛白粉生产过程中，主要是含有铁制剂。漂白的目标是实现水洗后的偏钛酸处理，保证酸性介质中的有效还原效果。依据氢氧化高铁溶剂的实际操作，实现硫酸亚铁的还原，完成进一步水洗去除的效果，漂白水洗后的产出品，白度，光泽度综合效果明显提升。
关键词：钛白粉；漂白；加工原理
引言
钛白粉属于工业配置的材料，在硫酸法、氯化法等操作中，制备效果良好。通过硫酸化钛白生产为标准，提升开发氯化钛白制作技术效果。氯化钛白粉标准中，需要确定大概其表面的操作标准环节和要点。调整氯化钛白制剂开发流程，确定精制和初步氯化的过程，实施进一步的技术提升和操作。氧化需要做好深入的分析，钛白粉处理中，需要提升其耐久性。注重分散性、光泽度。分析钛白粉的实际进口要求，研究钛白粉其表面处理的效果和意义标准。通过酸解介质操作，熟化pH值标准。在温度、湿度等上控制，确定钛白粉的影响实施效果，从而获取最佳的处理条件标准。
1漂白的基本原理
在硫酸法钛白粉生产工艺中，水洗后偏酸中Fe2+等杂质随着水洗时间的延长、酸度的降低，逐渐被氧化，以固体Fe3+及其它氢氧化物沉淀等杂质的形式存在，即便通过水洗也无法完全去除。这对生产涂料钛白粉来说，残留在偏钛酸中的铁严重地影响到白粉的白度。目前国内多数钛白粉生产厂家去除偏钛酸中过多的铁，基本上都是增加一道漂白工序。常规的铝粉漂白是将一定量及浓度的一洗偏钛酸浆料加入漂白罐内，按50g/L-60g/L的浆料（TiO2）浓度计算好加入98%硫酸，按工艺要求静置一定的时间，利用浓硫酸稀释所放出的热量使得部分的偏钛酸与浓硫酸生产硫酸氧钛；然后加入计算好的铝粉发生还原反应，再补充偏钛酸浆料至规定的体积（定容），再用蒸汽加热升温到工艺要求并保温1.5-2小时；此时铝粉还原硫酸氧钛而生产三价钛，并在酸性条件下把溶液中Fe3+及其它氢氧化物沉淀溶解还原成溶于水的低价金属离子。
2钛白粉生产加工的使用标准
目前较为先进的环保塑料异性材料中，使用钛白粉末的技术较为成熟。根据其实际的性能标准，可以达到分散性、耐酸碱性、耐候性等。具有良好的稳定性作用。在每批次产品的实际使用过程中，实际的偏差波动较小。根据客户实际的加工使用量，保证具体的参数稳定性。通过不同树脂水性体系分析，确定钛白粉的主要通用成分。根据矿源标准、技术问题水平，分析确定其实际的稳定性。如果稳定性水平差，钛白粉塑料材料中，实际应用需要选配低端油性体系。国内钛白粉的使用技术较为落后，发展速度慢。产品质量需要快速的提升。面对核心技术落后的情况，需要加强应用性能水平分析，注重多项性能的研究，分析耐候性、遮盖性标准，判断相比国外高档产品之间的差距，分析核心差距的具体表现形式。
3实验准备
3.1原料
一洗偏钛酸浆料、S-200还原剂（液体）、铝粉漂白的偏钛酸浆料、98%浓硫酸、蒸馏水、配置好的一定浓度的磷酸（P2O5计）溶液和碳酸钾（K2O计）溶液。设备：水循环真空抽滤机、φ120mm布氏漏斗、250ml烧杯、水浴锅、温度计、移液管、表面皿、机械搅拌设备。
3.2试验方法
通常用白度表示UHPC白色的程度，碱渗出率可定量评价混凝土的泛碱程度，用于表示UHPC的抗泛碱性[9]，用吸水率表示UHPC的防水性能。白色UHPC饰面性能与UHPC的白度、抗泛碱性、防水性等密切相关，UHPC抗泛碱性越好，防水性能越好，色彩均匀性就越好。
3.3S-200及铝粉还原剂小试实验操作步骤
（1）取1500ml漂前偏钛酸和100ml生产上铝粉漂白的偏钛酸。（2）分析漂前偏钛酸浓度和含铁Fe%，记录其结果。（3）分别在2杯250ml漂前样中加入浓硫酸（98%），按照20g/L偏钛酸溶液添加，搅拌大约30min。（4）准确量取还原剂的加入量按总钛量的0.3%（1#）和0.4%（2#）称取。将吸取好的还原剂溶液分别加入2杯漂前样中，搅拌大约60min，还原反应即完成（注：整个过程不需加热）。（5）将还原好的2杯样品进行5倍45℃蒸馏水于水环真空泵上抽滤洗涤。（6）用蒸馏水将滤饼打成浆液，测浆料的铁含量。（7）取生产上铝粉漂白的偏钛酸的250ml（3#）进行5倍蒸馏水于水环真空泵上抽滤洗涤。再用蒸馏水（约200ml）将滤饼打成浆液，测量铁含量。
3.4吸水率
吸水率采用GB/T9966.3—2001《天然饰面石材试验方法第3部分：体积密度、真密度、真气孔率、吸水率试验方法》对7.07cm×7.07cm×7.07cmUHPC立方块试样进行测试。
3.5分析方法
（1）使用X射线衍射仪对钛白粉末晶型进行分析。（2）使用冷场发射扫描电子显微镜表征TiO2涂层的形貌。（3）使用X荧光光谱仪对钛白粉中含有的杂质元素的含量进行分析。（4）使用色度计对掺杂钛白粉色度进行测定。
3.5结果
结果与分析
混凝土内部水分蒸发后，水泥浆中未水化固体组分所填充的空间形成许多毛细孔，毛细孔的尺寸和体积由水泥浆体中胶凝材料颗粒的间距及水化程度决定[；受周围温湿度变化的影响，从毛细孔过饱和碱溶液中结晶析出水泥水化产物Ca（OH）2，光在通过混凝土硬化水泥浆表面毛细孔时会产生折射、反射作用，反射出硬化水泥浆、骨料本身颜色，最终形成UHPC表面外观颜色。白硅粉、钛白粉及水胶比会对UHPC毛细孔尺寸及体积、水泥浆颜色造成影响，因此本文着重考察白硅粉、水胶比、钛白粉这些因素对UHPC吸水率、碱渗出率和白度等饰面性能的影响。
4钛白粉工艺生产优化方式
4.1双钛盘管低温浓缩操作技术分析
国内外的技术之间存在差距，面对国内采取的形式，一般采用单效果浓缩，提高蒸汽温度水平，控制蒸发、浓缩下的二次冷凝效果。依据钛液温度调控，一般不超过70℃，早期是容易水解的。随着成核，钛白粉的基础色力降低，遮盖力下降。为了有效的提升整体钛液的稳定性，重视实际钛白粉末的遮盖力水平。依据真空浓缩实施效果，需要在压力合理的标准内，实施二次的蒸汽冷凝处理。双效调控是在较高的压力状态下，控制沸腾的二次蒸汽效果。注意低压力操作下的蒸发器操作，保证蒸汽加热热源合理。采用双效浓缩处理。钛液温度需要控制在60℃以内，合理地控制钛液的水解水平。钛液稳定后，综合性能逐步提升，钛液稳定性能快速的提升。为了有效的稳定钛液高低水平，控制水解质量效果，需要保证稳定钛液，提升自由控制水解的速度和时间，从而获取必要的产品使用时间。
4.2水洗工艺流程
水解料中的偏钛酸进行第一次水洗后，虽然能够去除可溶性杂质离子，但无法彻底将其去除，而且在水洗过程中，偏钛酸的Fe2+还会产生氧化作用，从而再浆料中形成Fe（OH）3沉淀，从而无法将其去除。所以，偏钛酸在经过第一次水洗后，还需要漂白处理浆料，并在其中加入还原性药剂来对高价氧化物进行还原，还原为低价氧化物后再对其实施第二次水洗。其中在偏钛酸一次水洗初期以及水洗进料阶段，会产生废酸，因此在第一次水洗过程中，所产生的洗水均将其作为废水处理。
为了最大程度地降低水量使用，可以通过套洗方法进行水洗，即二次水洗过程中使用脱盐水，然后将洗出水作为一洗的使用水。除此之外，为了将第一次水洗的相关指标进行有效控制，在偏钛酸第一次水洗后期，洗涤过程中需要应用少量脱盐水。
4.3添加盐处理剂及煅烧（锐钛）小样操作步骤
（1）将抽滤后的偏钛酸打浆之后的漂洗后浆料进行称重，测其浓度。（2）按照工艺要求添加盐处理剂的加入率，分步加入碳酸钾和磷酸溶液（先加入碳酸钾溶液，搅拌30nin后再加入磷酸溶液，继续搅拌30nin）。（3）将搅拌均匀的偏钛酸浆料进行抽虑。（4）将抽干后的滤饼放在器皿中转入马弗炉进行小试煅烧，模拟生产工艺设定的升温曲线进行升温（注：每半小时拿样出来搅拌一次），当温度升至950℃后每隔15~20min滴定一次标准试剂。（5）滴定试剂后物料颜色变为浅绿色后，关闭马弗炉的电源，让物料在马弗炉内自然冷却后取样磨粉，分析L、b、消色力、PH。
4.4四氯化钛双水解晶体技术分析
钛白粉晶体水解过程中，需要做好煅烧技术。按照钛白粉的实际生产标准进行制备和使用。四氯化钛双晶体水解过程中，需要做好煅烧处理。依据钛液的实际稳定性能，调整水解质量的影响效果，控制稳定性，保证钛液水解的操作时间和速度，以获取最佳的产品标准。一般控制控制四氯化钛有效晶体标准中，需要对钛白粉进行消色处理，以降低晶种成本，控制钛白粉的消色力水平，控制遮盖力，控制用法和用量。一般可以减少20%～30%。逐步降低环保塑料的整体成本。国内的钛白粉在使用上处于空白状态，通过引进有效的设备，小幅度的改善技能，重视四氯化钛的双晶体操作。在合理的DCS自控操作下，可以有效的更新和使用，提升四氯化钛的双效稳定性，更好的控制钛白粉的晶体颗粒分布。
4.5膜分离系统
酸性水在膜分离进水罐内会被送往打浆槽和膜分离系统，其中膜分离系统产出的脓液会在板框系统中预洗，随后产出的清液会送往二洗膜洗涤装置，然后供偏钛酸第二次水洗使用。水洗水经过膜分离装置处理后，对其进行循环利用是能减少新鲜脱盐水的消耗。同时还能对水洗水的酸度进行有效保持，从而确保偏钛酸在水洗过程中，一直处于酸性环境之下，而且不需要额外将硫酸调节系统来对酸度进行调节。
4.6研发投入量分析
按照技术标准，需要确定财力持续输出的比例。根据各大高校合作吸引和培训水平，需要确定研发的技术标准和研究方式。明确积极培养的技术操作流程，依据成立投入比例情况，实施独立的财务核算，制定项目批复款项的调拨流程，提高目标盈利额度实施效果。在持续性的增长中，做好企业盈利技术研发的提升。重视创新机制的操作，充分落实培养和调动方式，开展高效、高目标的操作，明确优胜劣汰的基础原则。依据综合建设发展水平，提升核心竞争力，制定科学的人员管理测评标准，加强企业创新机制优化制度调控。通过产业学习配合，控制技术资源的有效利用。依据高品质金红石钛白研究，组建项目研究小组，确定二氧化钛合作交流的基础，结合科技发展水平，实施不同程度的提升。注重专项研发的投入量分析，提升材料的综合应用水平。通过有效的技术创新，满足日益塑料型材工业对于金红石钛白粉的需求配置。
4.7UHPC的碱渗出率
（1）固定水胶比为0.30，不掺钛白粉时，随着白硅粉掺量从0增加到20%，UHPC的碱渗出率呈先增大后减小的趋势；白硅粉掺量为20%~30%时，随白硅粉掺量的增加，UHPC碱渗出率呈增大趋势。白硅粉掺量为15%~20%时，碱渗出率较低，白硅粉掺量为20%时，碱渗出率最低。这可能是在该掺量范围内，白硅粉与UHPC水化产物Ca（OH）2充分反应的数量最多，UHPC表面渗出的碱就最少。（2）固定水胶比为0.30，白硅粉掺量为30%时，随钛白粉掺量从0增加到3%，UHPC的碱渗出率逐渐增大。一部分渗出的碱由水化产物Ca（OH）2析出，还有一部分可能由钛白粉带入的微量可溶性盐在外界水浸入混凝土后再次溶解形成。（3）固定白硅粉掺量为30%、不掺钛白粉时，UHPC的碱渗出率随水胶比的增大先减小后增大。水胶比为0.22~0.28时，吸水率为0.46%~1.12%，碱渗出率为0.08~0.19g/（m2·h），这个区间水胶比越小，UHPC浆体越黏稠，在搅拌过程中引入的空气难以逸出使硬化UHPC内部产生少量缺陷，因而随着水胶比增大UHPC内部缺陷减小，碱渗出率也相应减小；水胶比为0.28~0.30时，吸水率为1.12%~2.00%，碱渗出率为0.08~0.36g/（m2·h），随着水胶比增大毛细孔增多，UHPC吸水率增大，碱渗出率明显增大。
4.8钛白粉区域浓度升高
在浆液的局部中，产生大量的亚溶胶。成核与异相成核的比例效果明显，集中在局部区域内发生，获取的包膜质量效果差。依据二氧化钛的表面铝化过程，与成核、非均匀成核相比，实际的速率大小直接决定了溶液的pH值标准。稀硫酸是作为酸化介质存在的。在不断的搅拌过程中，稀硫酸溶液快速的扩散，导致局部的浓度升高，造成局部需要成核，直接影响包覆的质量水平。党稀硫酸加入后，局部呈现浓度升高的表现。钛白粉浆液中，H值的浓度升高，体系均匀成核。强氧化钠作用下，pH值呈现曲线变化。在碱性条件下，逐步释放H+，缓慢作用。综合扩散速率小。为了有效的避免其他酸化剂的作用，需要控制局部浓度变化，控制钛白粉的转化时间。
结束语
（1）通过降低水胶比、掺入白硅粉可使UHPC更加密实，能有效降低UHPC的碱渗出率、吸水率，白硅粉掺量为20%时，碱渗出率最低，UHPC白度较小。当水胶比大于0.28时，UHPC吸水率、碱渗出率大幅上升，白度大幅增加。（2）水胶比、白硅粉掺量的增加只能小幅提高UHPC白度；钛白粉掺量不大于1%时，能有效提高UHPC白度；UHPC碱渗出率大于0.19g/（m2·h）或吸水率大于0.63%时，才会对UHPC白度产生较大影响。（3）白硅粉、水胶比是影响白色UHPC吸水率、碱渗出率的主要因素，钛白粉是影响UHPC白度的主要因素，要提高UHPC饰面性能，水胶比不宜大于0.26，白硅粉掺量以20%为宜；钛白粉掺量不宜超过1%。
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