一种利用电石渣制备复合钛白粉的方法 |
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| 申请号 | CN201710721779.X | 申请日 | 2017-08-22 | 公开(公告)号 | CN107502001A | 公开(公告)日 | 2017-12-22 |
| 申请人 | 山西依依星科技有限公司; | 发明人 | 杜高翔; | ||||
| 摘要 | 本 发明 公开了一种利用电石渣制备复合 钛 白粉的方法。所述方法以电石渣为原料，通过 氯化铵 浸取得到氯化 钙 溶液，再加入分散剂、二 氧 化钛制成浆体，最后通过 碳 化得到TiO2/CaCO3包覆型复合钛白粉。所述方法包括溶钙、制浆、碳化和制粉四个步骤。本发明所述方法使用固体废渣电石渣为原料，既大幅降低了制备复合钛白粉的生产成本，又使得工业固废得到再利用，制得的复合钛白粉具备与二氧化钛相似的性能，可以作为钛白粉的替代品使用。 | ||||||
| 权利要求 | 1.一种利用电石渣制备复合钛白粉的方法，其特征在于：所述方法以电石渣为原料，通过氯化铵浸取得到氯化钙溶液，再加入分散剂、二氧化钛制成浆体，最后通过碳化得到TiO2/CaCO3包覆型复合钛白粉。 |
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| 说明书全文 | 一种利用电石渣制备复合钛白粉的方法技术领域[0001] 本发明属于化工固废资源利用技术领域，具体涉及一种利用电石渣制备复合钛白粉的方法。 背景技术[0002] 二氧化钛，俗称钛白粉，是一种重要的化工原料，其物理化学性质稳定，同时具有优良的光学、电学性能及颜料应用性能，被广泛应用于涂料、化纤、塑料、造纸、油墨等领域。工业上采用硫酸法和氯化法制备钛白粉，排放大量的有毒有害物质，对环境造成重大影响。 目前，各国均在研究和探索制造复合钛白粉，以降低钛白粉生产成本及环境成本。 [0004] 复合钛白粉制备方法一：通过机械研磨使核体材料达到合适的尺寸，再加入二氧化钛或者二氧化钛前驱体，前驱体水解得到二氧化钛微粒，最终制得复合钛白粉。专利CN104292886A通过重质碳酸钙的湿法研磨，并在研磨过程中滴加钛酸丁酯，水解生成二氧化钛微粒包覆在重质碳酸钙颗粒表面制得质量较好的复合钛白粉。专利CN104387807A将无机矿物粉体超细粉磨后制成悬浮液，滴加预先制备的金红石型TiO2浆液，制得包覆型复合钛白粉。上述制备复合钛白粉的方法能耗高，生产成本较高。 [0005] 复合钛白粉制备方法二：通过生石灰消化、碳化过程获得碳酸钙核体材料，在碳化过程中加入二氧化钛或二氧化钛前驱体，前驱体水解得到二氧化钛微粒，最终制得复合钛白粉。专利CN101302359A用生石灰加水获得Ca(OH)2浆液，将TiO2打浆并细磨后制得钛白浆液，在Ca(OH)2浆液碳化过程中加入钛白浆液制得复合钛白粉。专利CN103194098A则是在轻质碳酸钙生产过程的碳化阶段加入偏钛酸作为钛源包覆剂制得。上述方法在制备过程中以生石灰加水消化再碳化得到CaCO3，原料成本大，且生产过程需配备专门的消化设备，耗费的设备与管理成本较大。 [0006] 电石渣是电石与水反应生成乙炔气体的过程中产生的工业废弃物，主要成分是氢氧化钙，含有少量的硅、铁、铝、镁等杂质。电石渣大量堆积不仅占用土地，而且严重污染周边环境。利用电石渣制备复合钛白粉，一方面减少电石渣及钛白粉的生产对环境造成的污染，另一方面为探索电石渣固废利用和制备复合钛白粉找到了一条新的途径，大大降低钛白粉制备成本，具有重大的研究与实际应用价值。 发明内容[0007] 为了解决现有的钛白粉制备方法存在的成本高、能耗高等问题，本发明提供一种利用电石渣制备复合钛白粉的方法。所述方法以工业固废电石渣为原料，通过氯化铵的浸取得到氯化钙溶液，先与钛白粉混合制浆，再碳化制得复合钛白粉。与现有方法相比，所述方法具有较低的能耗和生产成本，使工业固废电石渣得到有效利用，更加节能环保，有利于工业化生产。 [0008] 为实现上述目标，本发明采用以下技术方案： [0009] 一种利用电石渣制备复合钛白粉的方法，所述方法以电石渣为原料，通过氯化铵浸取得到氯化钙溶液，再加入分散剂、二氧化钛制成浆体，最后通过碳化得到TiO2/CaCO3包覆型复合钛白粉。 [0010] 所述方法对原材料选用具有以下要求： [0011] 1)电石渣，工业固废，Ca(OH)2含量85％～95％，细度100～2500目； [0012] 2)二氧化钛，工业级，TiO2含量大于93％； [0013] 3)氯化铵，工业级； [0014] 4)双氧水，工业级； [0015] 5)二氧化碳，分压10％～100％。 [0016] 所述方法包括以下步骤： [0017] 1)溶钙：将电石渣、氯化铵、双氧水与水混合，搅拌反应20～30min，使得钙离子基本溶出，杂质以沉淀形式除去，原料配比要求：电石渣和氯化铵质量比为1:0.5～2，双氧水质量是电石渣质量的1％～5％，水与电石渣质量比为6～10:1； [0018] 2)制浆：将步骤1)得到的浆体过滤，得到澄清的氯化钙溶液，向滤液中加入占电石渣质量0.5％～5％的分散剂，再将二氧化钛加入到氯化钙溶液中，然后将所得混合物放入搅拌罐中，搅拌成浆体，以电石渣中钙换算，二氧化钛质量：碳酸钙质量＝1:1～3； [0019] 3)碳化：向步骤2)得到的浆体中通入流速为1～1.5L/min的CO2气体进行碳化反应，CO2分压10％～100％，待溶液的pH值处于6.0-8.0时停止通入气体，此时氯化钙转化成碳酸钙，且二氧化钛包覆在碳酸钙表面； [0020] 4)制粉：将步骤3)得到的产物过滤、洗涤、干燥、打散即得到具有核壳结构的复合钛白粉。 [0021] 优选的，所述分散剂为聚丙烯酸钠。 [0022] 优选的，所述碳化用的CO2气体可以使用临近工厂烟气。 [0023] 通过本发明所述方法最终制得的复合钛白粉的成分与组成为(质量百分数)：碳酸钙50％-75％，二氧化钛25％-50％。 [0024] 本发明的优点和有益效果为： [0025] 1)以电石渣原料，既解决了工业固废电石渣的再利用问题，减轻了环境压力，又保证了原料的廉价和丰富供应，降低了复合钛白粉的生产成本； [0026] 2)可以利用临近工厂的烟气代替碳化用的CO2气体，更加节能环保，有利于工业化生产。 具体实施方式[0027] 实施例1 [0028] 1)溶钙：称取100g电石渣、100g氯化铵、800mL水、3g双氧水混合，充分搅拌，反应20min后，将产物过滤，得到澄清的氯化钙溶液； [0029] 2)制浆：向滤液中加入1g聚丙烯酸钠，充分搅拌，再加入67.5g二氧化钛，放入搅拌罐中搅拌成浆体； [0030] 3)碳化：边搅拌边向上述浆体中通入分压为50％的CO2气体，稳定流速1.5L/min，待浆体pH为7.0时停止反应； [0031] 4)制粉：将上述产物过滤、洗涤、干燥、打散后得到复合钛白粉。 [0032] 实施例2 [0033] 1)溶钙：称取100g电石渣、50g氯化铵、600mL水、1g双氧水混合，充分搅拌，反应20min后，将产物过滤，得到澄清的氯化钙溶液； [0034] 2)制浆：向滤液中加入0.5g聚丙烯酸钠，充分搅拌，再加入50g二氧化钛，放入搅拌罐中搅拌成浆体； [0035] 3)碳化：边搅拌边向上述浆体中通入分压为10％的CO2气体，稳定流速1L/min，待浆体pH为6.0时停止反应； [0036] 4)制粉：将上述产物过滤、洗涤、干燥、打散后得到复合钛白粉。 [0037] 实施例3 [0038] 1)溶钙：称取100g电石渣、200g氯化铵、1000mL水、5g双氧水混合，充分搅拌，反应30min后，将产物过滤，得到澄清的氯化钙溶液； [0039] 2)制浆：向滤液中加入5g聚丙烯酸钠，充分搅拌，再加入16g二氧化钛，放入搅拌罐中搅拌成浆体； [0040] 3)碳化：边搅拌边向上述浆体中通入分压为100％的CO2气体，稳定流速1.3L/min，待浆体pH为8.0时停止反应； [0041] 4)制粉：将上述产物过滤、洗涤、干燥、打散后得到复合钛白粉。 [0042] 最后应说明的是：显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明本发明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明的保护范围之中。 |
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