納米材料二氧化鈦的簡易制造過程

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摘要：二氧化鈦顏料的制造有兩種生產(chǎn)工藝：硫酸法和氯化法。R型二氧化鈦和A型二氧化鈦均可由任一種過程來生產(chǎn)。目前以杜邦為例只使用先進的氯化法工藝來生產(chǎn)?！　　　×蛩岱ㄔ?931年商業(yè)化，先是生產(chǎn)A型二氫化鈦( 　　二氧化鈦顏料的制造有兩種生產(chǎn)工藝：硫酸法和氯化法。R型二氧化鈦和A型二氧化鈦均可由任一種過程來生產(chǎn)。目前以杜邦為例只使用先進的氯化法工藝來生產(chǎn)。
　　
　　硫酸法在1931年商業(yè)化，先是生產(chǎn)A型二氫化鈦(A—Type)，后來(1941年)生產(chǎn)R型二氧化鈦(R—Type)，在這種方法中，含鈦的礦砂溶于硫酸中，產(chǎn)生鈦的溶液及鐵和其他金屬的硫酸鹽。然后經(jīng)過一連串的步驟，包括化學(xué)還原、純化、沉淀、洗滌、燃燒。最后產(chǎn)生顏料大小的二氧化鈦中間體。A型二氧化鈦和R型二氧化鈦硅晶體結(jié)構(gòu)是由核晶過程和燃燒過程控制的。
　　
　　FeTiO3十2H2SO4TiOSO4十FeSO4十2H2O
　　
　　TiOSO4十H2OTiO2十H2SO4
　　
　　氯化法大約是在1950年由杜邦公司商業(yè)化的，只用于生產(chǎn)R型二氧化鈦。自從1975年以來，亦已用于生產(chǎn)A型二氧化鈦了。這個方法包括兩個高溫?zé)o水蒸汽相反應(yīng)。鈦礦和氯氣在還原條件下發(fā)生反應(yīng)，生成四氯化鈦和金屬氯化物雜質(zhì)，雜質(zhì)隨后清除。然后，將高純度的四氯化鈦征高溫下氧化，生成非常光亮的二氧化鈦中間體。利用氯化法中的氧化階段能夠嚴格控制粒子的大小和晶體類型，能生產(chǎn)有高覆蓋能力和著色強度的二氧化鈦。
　　
　　2FeTiO3十7Cl2十3C2TiCl4十2FeCl3十3CO2
　　
　　TiCl4十O2TiO2十2Cl2
　　
　　在硫酸法和氯化法兩種方法中，中間產(chǎn)品都是顏料粒子的成簇二氧化鈦晶體，這種成簇品粒必須加以分離(研磨)以得到最佳光學(xué)性能。根據(jù)最后用途的要求，采用各種濕加工方法來改良二氧化鈦，包括硅、鋁或鋅的水合氧化物征顏料粒子表面上沉淀，可以使用個別的水合氧化物處理法或不同處理法的組合，以獲得特殊用途上的最佳性能。
　　
　　制造二氧化鈦顏料的重要問題足鈦礦的供應(yīng)，雖然鈦的蘊藏量列在前十名元素之中，但它在自然界中卻以低濃度廣泛地分布，需要提高采礦和礦物加工操作的效率，以滿足制造二氧化鈦的經(jīng)濟要求。