本發明涉及鈦黃的制法，尤其是涉及利用合適的納米級水合二氧化鈦制備高著色力顏料級鈦黃的生產方法。
背景技術：
目前國內外對環保日趨重視，含有重金屬和有毒致癌物的顏料，已在全球限制使用。而有機顏料雖然不含劇毒物質，但價格較貴。傳統的顏料，不論是有機顏料還是無機顏料，都不兼有耐熱、耐光、耐候、耐酸堿和耐溶劑等性能，不能完全適應功能涂料和塑料的應用要求。而鈦黃顏料則有較為全面的應用性能，是目前在用黃黃色顏料的理想升級替代品。
鈦黃顏料具有的優異性能：1.由于通過高溫反應和煅燒得來，晶型和晶格結構穩定，耐熱、耐光、耐候和耐各種化學介質性能非常優良，抗粉化性能超過任何一種黃黃色顏料。2.由于具有很高的硬度和較高的比重，鈦黃顏料在能提供高遮蓋力情況下又能呈現很高的耐磨性。3.鈦黃顏料具有中性的PH值，適用于各種介質體系，不會與介質體系起反應。4.鈦黃顏料易分散，具有抗色移性，不發生滲色現象。5.鈦黃顏料雖然含有發色元素，但這些元素進入TiO2晶格，一般條件下不被任何介質浸蝕，完全適用于無害化要求的安全體系，如兒童塑料玩具及所有涂料、食品包裝材料、醫療用品、化妝品、衛生用具等。
市場上較為成熟的鈦黃產品多采用固相法工藝，以鈦白粉為主要原料，雖然工藝較為簡單，成本較低，但由于鈦白粉已經是穩定的晶體結構，需要較高的溫度進行固體氧化物混合煅燒，導致產品粒徑不易控制，分散不均勻，著色力較差，色澤不夠鮮亮，因此鈦黃的應用范圍受到一定限制。利用納米級高活性水合二氧化鈦為主要原料進行鈦黃的生產，物料之間實現分子級別的混合，是一種簡便易行且產品質量穩定可控的生產方法。
技術實現要素：
本發明的目的，是為了提供一種鈦黃顏料的生產方法，該方法解決的技術問題是利用納米級水合二氧化鈦的高反應活性的特點，通過優選納米級高活性水合二氧化鈦、對水合二氧化鈦進行一次水洗、酸處理、二次水洗、加處理劑混合、煅燒、一次粉碎、研磨除鹽、干燥、汽流粉碎等主要步驟，以達到產出高品質鈦黃的目的。
本發明提供的生產方法包括下述步驟：
a、水合二氧化鈦一次水洗：選取硫酸法鈦白生產工藝制備的水解產物水合二氧化鈦，沉降率指標符合90～130mm/30min，以55～70℃自來水對水合二氧化鈦進行水洗，水洗合格的判定指標為一次水洗廢水中的鐵含量(以Fe計)小于100mg/L；
b、酸處理：將一次水洗所得水合二氧化鈦加自來水制成漿料，濃度控制為260～340g/L，溫度在55～70℃，加入硫酸(以H2SO4計)為25～50g/L，三價鈦(以Ti2O3計)為0.5～1.5g/L，在此條件下處理漿料1～2小時；處理結束后，加入煅燒晶種，煅燒晶種中TiO2的質量以占待處理漿料中所含TiO2質量的0.0～5.0％，攪拌30分鐘；
所述煅燒晶種為正鈦酸溶膠煅燒晶種，所述正鈦酸溶膠煅燒晶種為硫酸法鈦白生產工藝制備的金紅石型煅燒晶種。
c、水合二氧化鈦二次水洗：以55～70℃脫鹽水對步驟b酸處理好的水合二氧化鈦漿料進行水洗，水洗合格的判定指標為二次水洗廢水中的鐵含量(以Fe2O3計)控制在小于10mg/L；
d、加處理劑：將二次水洗所得水合二氧化鈦加脫鹽水調節二氧化鈦濃度控制為260～340g/L；用堿調整漿料PH值到2.5～4.0；以占待處理漿料中所含TiO2量的質量分數計，以Sb2O3計，加入的氧化銻的添加比例為10～15％；以NiO計，氧化鎳的添加比例為8～15％；以H3PO4計，磷酸的添加比例為0.00～0.25％；以Al2O3計，硫酸鋁或氯化鋁的添加比例為0.00～0.3％；以ZnO計，氧化鋅或硫酸鋅或氯化鋅的添加比例為0.0～0.5％；以MgO計，氧化鎂或硫酸鎂或氯化鎂添加比例為0.0～0.5％；加完上述試劑后攪拌漿料0.5～1小時，將漿料壓干水分備用；
e、煅燒：將壓干水分的物料進行煅燒，最高煅燒溫度控制在900～1200℃之間，煅燒品中金紅石型晶型含量≥98.5％；
f、粉碎：將煅燒品用粉碎機進行粉碎，控制粉碎細度45μm篩余物小于0.05％，即得鈦黃初級產品；
g、除鹽、砂磨：將鈦黃初級產品用脫鹽水制成漿料，用砂磨機對漿料進行研磨，選用0.6～0.8μm的硅酸鋯珠或釔穩定鋯珠，用脫鹽水對研磨后的漿料進行水洗，控制水洗廢水電導率小于80μm/cm，將漿料壓干水份備用；
h、干燥、汽流粉碎：將壓干水份的物料烘干去除水份，加入三羥甲基乙烷、三羥甲基丙烷、聚二甲基硅氧烷聚合物其中的一種，添加量為占粉碎物料質量的0.1～0.8％，經汽流粉碎得鈦黃產品。
本發明的有益效果：
(1)本發明所得產品為金紅石型晶體結構，具有理想的粒徑分布，粒徑D50介于250～400nm之間，產品具有優異的分散性，較高的著色力。該方法通過優選納米級高活性水合二氧化鈦并經過對其進行除雜后再加入發色元素、助劑，使得鈦黃產品的粒徑可控成長；通過對鈦黃初級產品進行除鹽、研磨、并加入不同的表面活性劑，可使得產品具有更廣泛的適用性。
(2)本發明工藝簡單，操作方便，成本低廉。
具體實施方式
下面結合具體實施例對本發明作進一步的說明，但本發明的保護范圍并不限于此。
實施例1
取硫酸法鈦白生產工藝制備的水解產物水合二氧化鈦，沉降率為130mm/30min，以65～70℃自來水對水合二氧化鈦進行水洗，一次水洗廢水中的鐵含量(以Fe計)95mg/L；將一次水洗所得水合二氧化鈦加自來水制成漿料，濃度為338g/L，溫度在60～65℃，加入硫酸(以H2SO4計)為49g/L，三價鈦(以Ti2O3計)為0.8g/L，處理1小時后以占待處理漿料中所含TiO2量的質量分數計，加入正鈦酸溶膠煅燒晶種(以TiO2計)，添加比例為5.0％；以55～60℃脫鹽水對酸處理好的水合二氧化鈦進行水洗，二次水洗廢水中的鐵含量(以Fe2O3計)為8mg/L；將二次水洗所得水合二氧化鈦加脫鹽水制成漿料，濃度為335g/L；用氫氧化鉀調整漿料PH值到2.5～4.0；以占待處理漿料中所含TiO2量的質量分數計，加入的氧化銻(以Sb2O3計)添加比例為10％；氧化鎳(以NiO計)添加比例為8％；磷酸(以H3PO4計)添加比例為0.00％；硫酸鋁或氯化鋁(以Al2O3計)添加比例為0.1％；加完上述試劑后攪拌0.5～1小時，將漿料壓干水份進行煅燒，最高煅燒溫度控制在1200℃，煅燒品中金紅石型晶型含量為99.5％；將煅燒品用機械粉碎機進行粉碎，粉碎細度0.02％，即得鈦黃初級產品；將鈦黃初級產品用脫鹽水制成漿料，用砂磨機對漿料進行研磨，選用0.6～0.8μm的硅酸鋯珠，用脫鹽水對研磨后的漿料進行水洗，水洗廢水電導率80μm/cm，將漿料壓干水分；將壓干水分的物料烘干去除水分，加入三羥甲基乙烷，添加量為占粉碎物料質量的0.1％，經汽流粉碎得鈦黃產品。
實施例2
取硫酸法鈦白生產工藝制備的水解產物水合二氧化鈦，沉降率為92mm/30min，以55～60℃自來水對水合二氧化鈦進行水洗，一次水洗廢水中的鐵含量(以Fe計)85mg/L；將一次水洗所得水合二氧化鈦加自來水制成漿料，濃度為260g/L，溫度在55～60℃，加入硫酸(以H2SO4計)為26g/L，三價鈦(以Ti2O3計)為1.5g/L，處理2小時后以占待處理漿料中所含TiO2量的質量分數計，加入正鈦酸溶膠煅燒晶種(以TiO2計)，添加比例為0.0％；以60～65℃脫鹽水對酸處理好的水合二氧化鈦進行水洗，二次水洗廢水中的鐵含量(以Fe2O3計)為10mg/L；將二次水洗所得水合二氧化鈦加脫鹽水制成漿料，濃度為265g/L；用碳酸鉀調整漿料PH值到2.5～4.0；以占待處理漿料中所含TiO2量的質量分數計，加入的氧化銻(以Sb2O3計)添加比例為15％；氧化鎳(以NiO計)添加比例為15％；磷酸(以H3PO4計)添加比例為0.25％；氧化鋅或硫酸鋅或氯化鋅(以ZnO計)添加比例為0.5％；加完上述試劑后攪拌0.5～1小時，將漿料壓干水份進行煅燒，最高煅燒溫度控制在900℃，煅燒品中金紅石型晶型含量為98.5％；將煅燒品用機械粉碎機進行粉碎，粉碎細度0.01％，即得鈦黃初級產品；將鈦黃初級產品用脫鹽水制成漿料，用砂磨機對漿料進行研磨，選用0.6～0.8μm的釔穩定鋯珠，用脫鹽水對研磨后的漿料進行水洗，水洗廢水電導率75μm/cm，將漿料壓干水分；將壓干水份的物料烘干去除水分，加入三羥甲基丙烷，添加量為占粉碎物料質量的0.3％，經汽流粉碎得鈦黃產品。
實施例3
取硫酸法鈦白生產工藝制備的水解產物水合二氧化鈦，沉降率為115mm/30min，以60～65℃自來水對水合二氧化鈦進行水洗，一次水洗廢水中的鐵含量(以Fe計)85mg/L；將一次水洗所得水合二氧化鈦加自來水制成漿料，濃度為300g/L，溫度在65～70℃，加入硫酸(以H2SO4計)為38g/L，三價鈦(以Ti2O3計)為1.1g/L，處理1.5小時后以占待處理漿料中所含TiO2量的質量分數計，加入正鈦酸溶膠煅燒晶種(以TiO2計)，添加比例為1.0％；以60～65℃脫鹽水對酸處理好的水合二氧化鈦進行水洗，二次水洗廢水中的鐵含量(以Fe2O3計)為9mg/L；將二次水洗所得水合二氧化鈦加脫鹽水制成漿料，濃度控制為285g/L；用氫氧化鈉調整漿料PH值到2.5～4.0；以占待處理漿料中所含TiO2量的質量分數計，加入的氧化銻(以Sb2O3計)添加比例為12％；氧化鎳(以NiO計)添加比例為12％；磷酸(以H3PO4計)添加比例為0.05％；硫酸鋁或氯化鋁(以Al2O3計)添加比例為0.2％；氧化鋅或硫酸鋅或氯化鋅(以ZnO計)添加比例為0.2％；氧化鎂或硫酸鎂或氯化鎂添加比例為0.5％；加完上述試劑后攪拌0.5～1小時，將漿料壓干水份進行煅燒，最高煅燒溫度控制在1000℃，煅燒品中金紅石型晶型含量≥99.0％；將煅燒品用機械粉碎機進行粉碎，粉碎細度0.03％，即得鈦鉻黃初級產品；將鈦黃初級產品用脫鹽水制成漿料，用砂磨機對漿料進行研磨，選用0.6～0.8μm的硅酸鋯珠，用脫鹽水對研磨后的漿料進行水洗，水洗廢水電導率80μm/cm，將漿料壓干水分；將壓干水分的物料烘干去除水分，加入聚二甲基硅氧烷聚合物，添加量為占粉碎物料質量的0.8％，經汽流粉碎得鈦黃產品。
對實施例的鈦黃產品進行檢測，其中的R％為XRD檢測結果，粒徑為激光粒度儀檢測結果，著色力的檢測標準為GB/T13451.2-92《著色顏料相對著色力和白色顏料相對散射力的測定光度計法》，所得檢測數據在后文表1中列示：
表1：實施例產品檢測數據