硫酸法钛白外加晶种微压水解工艺技术已打印剖析.docx
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硫酸法钛白外加晶种微压水解工艺技术已打印剖析
硫酸法钛白外加晶种微压水解工艺技术
1钛液水解工艺的重要性及基本原理
1.1水解工艺在硫酸法钛白生产中的重要性
1.1.1钛白粉质量的影响
钛白粉生产是极其精细的化工生产过程,产品质量要求高,特别是光学和物理性能及颜料应用性能的要求高,对杂质含量的要求非常严格,生产流程长、技术难度大,许多的机理还不是十分清楚,因此,通过认真学习和研究钛白粉的生产技术、努力提高生产技术水平,充分掌握生产脉搏,减少盲目指挥,实现协调生产,对生产出高质量的钛白粉,提高我国钛白粉的质量,提高我国钛白粉生产企业的竞争力十分重要。
1.1.2水解质量的影响因素
1.1.2.1钛液指标
水解钛液的组成和质量不仅对偏钛酸的纯度、微晶体的结构和颗粒的大小影响很大,而且对水解偏钛酸的过滤性能有一定的影响。
尤其在生产颜料钛白时钛液的总钛含量、F值、铁钛比、三价钛含量、澄清度和稳定性必须符合一定的要求。
1.1.2.2水解操作条件
包括:
晶种的活性、加入量,加入温度,制备方法、水解温度及其升温速度、水解时间、加热方式、搅拌速度及是否停搅拌对水解的质量有影响,会影响到水解的沉降度、过滤速度、及水解粒径大小和粒子集中度,最终影响到成品质量。
1.1.3操作过程
水解是钛白粉生产中极为重要的工序,在颜料钛白的生产过程中,控制偏钛酸沉淀物的粒子大小和均匀是水解工艺的关键。
因为水解的操作条件基本上决定了二氧化钛微晶体、偏钛酸颗粒的大小和组成。
虽然盐类的水解是可逆的,但是水解过程中粒子的成长几乎是不可逆的,操作不当根本无法返工补救,最终直接影响后工序操作和成品钛白粉的质量。
因此水解是硫酸法钛白生产过程中的核心,一旦水解完成后,水解质量的好坏就已经决定了成品质量的高低:
1.1.4外加晶种水解方法的特点
操作稳定性高,承受波动能力强,易于设备的大型化和自动化控制,产品质量稳定、质量高、产品的颜料性能好,对进行金红石深加工更加有利。
1.2硫酸钛液水解的基本原理
1.2.1基本原理
钛液的组成非常复杂,当工业生产中的钛液F值小于2.45时,溶液中的钛成分应该以TiOSO4为主,从理论上来讲只有不含游离酸的中性水溶液中TiOSO4才会全部水解生成H2TiO3,而实际上不仅钛液中含有大量游离酸,并且在水解过程中还会释放出游离酸。
因此钛液的水解产物不仅有TiOSO4。
还有H2TiO3如果把TiOSO4用TiO2·SO3来表示,把H2TiO3用TiO2·H2O来表示,钛液水解的产物实际上是一系列含水并吸附一定量SO3的二氧化钛胶体凝聚物,其分子应为TiO2·xH2O·ySO3,因此正确的名称应是水合二氧化钛,其中F值的高低而不同。
由于氢氧化钛具有两性特征,且偏酸性,故可称为钛酸,其中Ti(OH)4称为α钛酸或正钛酸;TiO2(OH)2则称为钛酸或偏钛酸,通常人们为了记忆和书写的方便,习惯上总把水合一氧化钛称为偏钛酸。
并书写成H2TiO3。
钛液水解所生成的水合二氧化钛中的H2O和SO3不是以化合状态与二氧化钛化学结合在一起的,而是以一种非常牢固的吸附作用而结合在一起,用水洗涤的方法很难全部除干净,工业上可以采取加热煅烧办法,一般SO3在700℃时既可除掉。
水合二氧化钛胶体具有很大的表面积,利用水合二氧化钛的这种强烈地吸附作用,有人曾用偏钛酸来吸附海水中的铀,或用其它吸附金属杂质离子的能力来净化其他容液,如在钛白粉生产中就可以用偏钛酸来吸附硫酸铝溶液中的铁,用它净化后硫酸铝溶液用于二氧化钛的表面处理。
钛液水解生成水合二氧化钛的过程,一般包括钛液的水解和水合二氧化钛的净化。
钛液的水解可以把它当作盐类水解的一部分。
最通俗的理解盐类的水解反应,就是把它当作中和反应的逆反应。
但是由于组成盐类的离子不同,盐类与水作用时会产生电解质而使溶液的pH发生变化,如弱酸强碱盐醋酸钠溶于水时,发生的水解反应使溶液呈碱性:
CH3COONa+H2O-→CH3COOH+NaOH(Na+、OH-)
而强酸碱盐,如氯化铵溶于水时,发生的水解反应使溶液呈酸性:
NH4Cl+H2O-→NHOH+HCl(H+、Cl-)
从以上盐类水解反应可以看,pH值是影响盐类水解的主要因素,在盐类水解达到平衡后,溶液中H+和OH-浓度的变化可以破坏水解反应的平衡,使反应朝左或朝右进行。
对于强酸弱碱盐,在溶液偏碱性的情况下水解率较高,如果此时提高容液的酸性度,水解反应则不能进行;同样对于强碱盐,在溶液呈酸性的情况下水解率才会提高。
表1为部分金属氢氧化物沉淀时的pH值,由于不同的盐类有不同的水解pH值,溶解于钛液中的其他可溶性金属杂质的硫酸盐,如铁(Fe2+、Fe3+)、铝(Al3+)、锰(Mn2+)、铜(Cu+)、铅(pb2+)、镍(Ni2+)、铬(Cr3+)、钻(CO2+)、(Ce4+)等,它们水解时的pH值都较高,如Fe2+开始水解的pH值为4.5~7,Mn2+水解沉淀的pH值8.6~10.8,只有在达到水解pH值时,才会产生它们的氢氧化物沉淀。
硫酸法钛白粉生产工艺中,钛液的水解是在酸度很高的情况下进行的,而且在水解过程中还不断有游离酸产生,因此上述金属杂离子会受到溶液中的酸度抑制而不发生水解沉淀,这样在水解时不仅可以使水合二氧化钛沉淀下来,而其他杂质离子仍留在母液中,使沉淀下来的水合二氧化钛能很好的与钛液中可溶性杂质分离开。
影响盐类水解的因素除了pH值外,当然还有溶液的温度和浓度。
酸、碱中和反应是一个放热反应,它的逆反应盐类的水解肯定是一个吸热反应,提高水解时的反应温度,反应可以向水解方向移动,水解会更完全。
而盐的水解度与其浓度的平方根成反比,因此降低盐的浓度有利于盐的电离,可以提高它的水解速度。
但是钛液的水解与一般盐类的水解有不相同之处,其中最明显的差异是钛液的水解没有一个固定的pH值,只要在加热或稀释的条件下,不需要添加任何反应剂即能水解析出水合二氧化钛的沉淀,甚至在酸度很高的情况下(H2SO4,400~500g/L),经过长时间的煮沸也能产生水合二氧化化钛的沉淀。
由于钛液这种遇加热和稀释会发生水解的性质,所以在钛液制备过程中的浸取、过滤洗涤、浓缩等工序不仅操作温度不能太高,而且要尽可能的避免用水稀释防止发生钛液的早期水解。
在常温下用水稀释钛液水解生成的是a钛酸或正钛酸(H4TiO4)的胶体氢氧化物沉淀,这种组成也可以写成Ti(OH)4相当于二氧化钛的二水合物产一TiO2·2H2O,它能溶于有机酸、稀无机酸和钛液中,其溶液具有明显的胶体特征,如把此溶液陈化或加热会失去胶体特征,同时沉淀物。
钛酸也会转变成钛酸(偏钛酸),这种沉淀物就只能溶于热的浓硫酸中。
其化学反应如下:
如果把钛液直接加热保持沸腾也能生成偏钛酸(H2TiO3)的白色沉淀,这种水合物的组成亦可写成TiO(OH)2,它接近二氧化钛的一水合物(TiO2·H2O),这是目前工业上通过钛液水解制取偏钛酸的唯一方法,其化学反应式如下:
TiOSO4+2H2O-→(煮沸)TiO(OH)2↓+H2SO4
上述水解产物经X衍射分析表明,正钛酸是无定型的化合物,偏钛酸具有不太明显的晶体结构,与锐钛型二氧化钛的晶体结构完全相同。
由于煮沸和稀释都能促进钛液的水解,在工业生产中往往两者并用。
通常钛的硫酸盐水解时的产物是锐钛型二氧化钛,而钛的卤化物或硝酸盐水解时得到的金红石型二氧化钛。
从钛液制取水合二氧化钛,还可以采取碱沉淀法,这是早期从钛液制取氢氧化钛的办法,其化学反应式如下:
TiSO4+Na2CO3+2H2O-→Ti(OH)4+Na2SO4+CO2
TiSO4+Na2CO3+2H2O-→TiO(OH)2+Na2SO4+CO2
关于钛液加热水解的反应机理的报道很多,但比较有代表性的是水解过程中的H+转移和胶体的凝聚过程。
一般认为在F值低、总钛高的钛液中以凝胶过程为主;而F值高、总钛低的钛液中以离子间的反应为主。
由于钛在元素周期表中位于ⅣB族,它的正四价离子的离子半径很小,所以四价态在水溶液中很难以简单的离子形式存在,而是与水形成络合物,以水合离子的形式存在,通常是一个6配位的水合络离子(Ti(H2O)6]4+。
水解的第一步是从一个水分子中脱去1个H+,这样就形成了一个由5个水分子和一个OH-组成的络合离子,从而降低了钛的电荷,OH-起着“桥基”的作用。
随着溶液中酸度的逐渐增高,这时由钛的“羟桥”络合物上的H+继续转移而形成更稳定的“氧桥”。
这种H+的转移随着水解过程的继续,而形成多核络合物。
这种依次生成的多核络合物,呈锁状或网状胶粒结构,最后凝聚成大颗粒,当凝聚粒子达到10μm左右就可沉淀下来。
也有的学者认为这种以氧为链桥的多核络合物,在溶液中实际上呈长链状接构,随着热水解过程的进行,链节越来越长,在加热和搅拌的作用下,互相缠绕在一起发生凝聚而沉淀。
这种凝聚即使在较高的酸度下也能进行,不断重复上述凝聚和沉淀过程,使水解反应继续进行,直至绝大部分钛离子水解生成水合二氧化钛胶粒从母液中沉析分离出来。
美国巴克斯特尔(BarKsdahle)在他的“钛的发现与它的化学与工艺学”一书中是这样论述的:
水解最终沉淀产物是l0~200μm大小的白色絮凝团,它的大小直接决定水解产物偏钛酸过滤与洗涤速度,对颜料性能无关,它是由0.6~0.7μm的一次聚集粒子凝聚而成,一次聚集粒子才是决定颜料性能好粒子,此粒子又是由大约l000个60~75nm的微晶组成,每个60~75nm的微晶是由10个原子呈线性排列而组成的网状结构。
前苏联别连基和利斯庚在他们所著的《颜料化学与工艺学》一书中所述观点与美国巴斯特尔的观点类似,他们认为水解开始前先形成亚稳定的锐钛型微晶体,直径3~10nm,20~30个这样的微晶体定向排列配位成胶体颗粒,它决定着二氧化钛粒子的大小,这种胶粒成片状结构,长度为45~90nm,厚度约0.25nm,随着水解继续进行,胶粒加速凝聚成0.55~0.75μm的一次聚集粒子,它决定颜料粒子的基本性能,其比表面积约60~70m2/g,因此可以吸附大量的水和硫酸盐离子。
正钛酸每摩尔的钛吸附着大约0.3摩尔的硫酸根,偏钛酸每摩尔的钛吸附大约0.1摩尔的硫酸根(SO)42-,所以偏钛酸的组成近似10H2TiO3·SO3。
1.2.2水解过程的三阶段
不管是哪一种水解机理,水解过程总要通过以下三个阶段来完成:
·结晶中心的形成(晶核的形成阶段)这是可以测出来的最小粒子,它不能被溶解,它的大小要取决于晶种浓度;
·晶核的成长与水合二氧化钛开始析出的阶段,晶核成长形成一次聚集体,聚集体大小取决于水解条件,它直接影响颜料的性能,可以被化学和机械力破碎;
·水合二氧化钛的凝聚沉析及沉淀物组成改变的阶段,此时凝聚颗粒大小影响偏钛酸的过滤和洗涤性能,对颜料性能影响不大。
第一阶段是晶核形成阶段。
水解开始首先从澄清的钛液中析出一批极微细的称为晶核的结晶中心,这批晶核的数量、性质、结构、组成为最后水解产物的性质和组成奠定了基础。
在稳定性差的亚稳定钛液中,在水解前的存放过程中就已经形成一部分这种极细的胶体晶核,只不过它的数量不足于作为中心而在短期内诱发水解反应,但是这些不良结晶中心的存在,会严重影响水解产物的性能。
“陈旧”钛液水解时,得到的沉淀物组成是不同的,所以在水解前要先除去不良晶核(包括上批水解后的残留产物)。
为了正确引导水解过程,在溶液中必须具备一批相当数量、具有一定组成结构的晶核来作为结晶中心。
在工业生产中这些受控的结晶中心,可以通过按一定程序加热稀释后产生(自生晶种),或单独人为地制备一批晶核,再把他们放到待水解的钛液中(外加晶种)。
由于这部分晶核的数量和组成往往不固定,因此有时把化学组成完全相同的钛液,在完全相同的条件下水解,由于晶种的不同也会得到性质不同的水解产物。
如果说水解是钛白粉生产中的核心部位,那么晶核的形成又是水解过程中重要的一环。
第二阶段,也就是粒子的成长阶段。
钛以水合二氧化钛的形成式在已经形成的结晶上逐渐沉析长大成为水合二氧化钛颗粒,但还不足以能够沉淀下来,这个阶段就是在水解时发现刚变色的阶段。
此时溶液的化学组成未发生变化,这种物质的组成在相当宽的TiO2与H2SO4浓度范围内是不变的。
但是在采用外加晶种水解时,这段晶核成长的阶段没有自生晶种水解时明显。
第三阶段,水合二氧化钛颗粒逐步凝聚长大而沉淀下来,这些凝聚颗粒的大小、分散程度对以后的水洗操作带来较大的影响。
在这个阶段中由于从溶液中析出了固体偏钛酸颗粒,打破了原来溶液中的水解平衡,水解以较大的速度进行,液相中的二氧化钛组分、不断地转化为固相偏钛酸的沉淀,溶液中的二氧化钛浓度不断降低,游离酸浓度急剧升高,在这期间也同时发生沉淀离子的局部溶解和重新析出新的沉淀过程,直至水解过程结束。
沉淀的偏钛酸表面吸附有母液,也就是母液中所含的游离酸、硫酸亚铁及其它金属杂质离子的硫酸盐等。
幸运的是钛液的热水解可以在较高酸度下进行,这些杂质离子在这样高的酸度下不会水解,由于三价铁离子水解时的酸度较高(pH2.3),很有可能会在水解时与偏钛酸一同沉淀下来。
因此在工业生产中,水解钛液中要含有一定量的三价钛,水解后的母液中也应该含少量的三价钛,三价钛含量一般控制在0.1~0.5g/L。
水解是钛白粉生产中极为重要的工序,在颜料级钛白粉生产过程中,控制沉淀物的粒子大小和使沉淀颗粒均匀是水解工艺的关键。
因为水解时的操作条件基本上决定了二氧化钛微晶体、水合二氧化钛胶粒的大小和偏钛酸的组成,虽然盐类水解反应是可逆的,但是水解过程中粒子成长是不可逆的,操作不当几乎无法返工补救,最终直接影响后工序的操作和成品钛白粉的质量。
2钛液指标对晶种和水解的影响
2.1制备晶种要控制的条件
2.1.1中和速度和中和温度
中和是放热反应,中和的速度过快会使物料的温度过高,而发生硫酸氧钛的热水解反应,生成的是偏钛酸而不是正钛酸,这样会降低晶种的活性。
同时过快的加入碱液,使体系出现局部氢氧化钠过浓,pH值过大,达到硫酸亚铁水解的酸度而发生水解生成氢氧化铁沉淀,这个副反应的发生会影响到晶种的质量。
为了控制中和温度,反应温度保持在40~50℃,只有在保证中和温度的情况下,才可以加快中和速度。
过高的温度和延长中和时间(如超过1h)都会降低晶种的活性。
但中和温度过低也会影响碱液的分散,从而容易引起过度中和使结晶中心的数量和质量均受到影响。
2.1.2中和度
中和度是中和终点时钛液中有效酸被碱液中和的程度,中和度是决定晶种的结晶中心数量和晶种胶体溶液的稳定性和活性的重要因素。
若中和度不够,即加碱量过少,结晶中心就少,不但水解速度受到影响而减慢,水解率也会偏低,而且所得到的偏钛酸粒子过细,会造成水洗困难或形成不沉淀的悬浮体,造成水洗穿滤而流失增大。
若中和过度,即加碱过量,则容易造成晶种过度水解,使之大大降低晶种的活性,甚至有大量的氢氧化铁沉淀而污染晶种。
2.1.3熟化温度和熟化时间
在低温下中和所得的正钛酸分散体是一种无定性体的胶体粒子,有被钛液中的游离酸溶解或在存放时有陈化而改变其结构的危险。
经过加温胶溶、熟化后的晶核,据测定是锐钛型的微晶体,不溶于稀酸中。
晶种的熟化温度为60℃,保温半小时。
晶种的浓度和酸度都比钛液低,过高的熟化温度和过长的保温时间都会引起晶种的过度水解,从而使结晶中心的数量不足和质量变坏。
两者要相互配合,即温度选的高时,保温时间就要相应的短一些。
2.1.4晶种的浓度
晶种的浓度是指晶种溶液中的二氧化钛浓度。
就晶种溶液的稳定性而言,随着晶种浓度的降低,则稳定性也高。
当浓度低于40g/L时,晶种的稳定性很差,同时加入晶种的体积增大,会降低水解时钛液的二氧化钛浓度。
2.1.5中和方式和搅拌速度
锐钛型晶种多采用碱液加入到钛液中的方式,一是保证形成锐钛型晶型;二是减少了铁质进入微晶体的现象。
搅拌的速度是使正钛酸分散的一个重要因素,搅拌与选择的晶种制作方法相适应,搅拌速度要适当。
2.2钛液指标及碱类对晶种的影响
2.2.1钛液指标对晶种的影响
2.2.1.1稳定性对晶种的影响
由于稳定性差的钛液中有许多肉眼无法察觉的不规则的结晶中心,放置时间过长或夏季的高温下容易析出不规则的胶体二氧化钛(早期水解),这些不良结晶中心的数量、组成、粒径等都是无序的,而且吸附较多的杂质,他们的存在使制作晶种的反应过程中,产生许多不规则的结晶中心而影响到晶种的质量,而且在制作好晶种后,由于晶种的F值低,晶种的稳定性就会很差,甚至出现完全早期水解而失去晶种的作用。
2.2.1.2澄清度对晶种的影响
晶种是以它规则的结晶中心来正确诱导水解向我们要求的方向进行的。
品种的要求是单一的、纯净的正钛酸胶体颗粒,澄清度差的钛液说明其中的杂质含量高,这些杂质包括早期水解的胶体二氧化钛颗粒、控制过滤时未能分离干净的助滤剂(木炭粉、硅藻土等)和颗粒极细的泥渣,澄清度的好坏与稳定性有密切的关系,稳定性不好的钛液含有早期水解析出的胶体二氧化钛颗粒,这种结晶中心是不符合要求的,其本身就是一种不良的或不规则的结晶中心,因此,钛液澄清度尽可能要好。
2.2.1.3F值对晶种的影响
晶种的制备过程是一个酸碱中和的过程。
在晶种制备时,碱的量是一个固定值,当F值变动过大时,会对酸和碱的比例带来很大的波动,而超出允许范围,从而影响到品种的中和度,使品种的指标达不到生产的要求,从而影响到晶种的活性和数量。
钛液F值低,则制备出的晶种的F值也低。
在同等条件下,晶种中和过度,晶种的稳定性也低。
如果在允许的范围内,晶种活性会增高,过低到低于一定数值后,则造成晶种早期水解起不到晶种的作用。
钛液F值高则制备出的晶种的F值也高。
在同等条件下,晶种的中和度不足,晶种的稳定性就差,晶种活性就低。
如果,当F值过高且高于一定数值后则造成晶种活性过低,而影响晶种的质量和数量,从而影响水解。
2.2.1.4Ti4+浓度对晶种的影响
钛液的Ti4+浓度高低,反映了总离子浓度的高低,对晶种数量会造成影响,同时也会影响到晶种的活性,因此生产中要尽量减小波动。
在晶种反应过程中,如果Ti4+浓度过高,这时因为钛液和碱液体积一定、比例一定,钛液的F值即使很稳定,由于Ti4+浓度过高造成有效酸的增加,从而影响到晶种中和度,造成晶种中和度不足,晶种的F值偏高,最终会影响到晶种的浓度、活性和数量;如果Ti4+浓度过低则造成晶种F值偏低,最终也会影响到晶种的浓度、活性和数量。
2.2.1.5Ti3+浓度对晶种的影响
由于Ti3+离子的存在,钛液中所含有的铁离子,在晶种反应过程中,可保持二价铁离子状态,从而不被氧化成三价铁,从而形成Fe(OH)3沉淀,避免了三价铁在晶核上的吸附和沉淀。
由于晶种吸附铁的离子后,水解过程中又不断沉淀上新的二氧化钛粒子,这样会造成铁离子在水洗过程中无法洗去。
由于Ti3+离子的存在避免了三价铁在晶核上的吸附和沉淀,从而有利于水洗洗涤降铁,降低水洗终点时偏钛酸中的铁含量,有利于产品质量的提高。
2.2.1.6钛液的体积(晶种钛液的数量)对晶种的影响
晶种钛液的数量多少,影响到晶种制作的碱钛比,影响到品种的中和度,即晶种制作的最终的F值。
由于中和度是决定晶种的结晶中心数量和晶种胶体溶液的稳定性和活性的重要因素,晶种的活性会随晶种钛液的数量多少而受到影响,不但影响水解速度,而且影响到的偏钛酸粒子粗细,会影响到水洗的速度、影响钛液的水解率、水合二氧化钛原级粒子的大小,直接影响产品的消色力、遮盖力等颜料性能。
钛液加量的多少,直接决定了晶种溶液中的结晶中心数量的多少。
一般情况下钛液加量多,晶种数量多,水解速度加快,水解率也高。
例如水解钛液中加入l%的晶种,通过常压水解3h,水解率即可达到90%以上;晶种加量达到2%时,水解速度最快、水解率最高,效果最好。
但当晶种加量超过2%时,水解率提高就不明显。
但晶种加量过少(以二氧化钛计,低于0.6%)引起结晶中心数量太少,钛液在加热水解时会自身形成一些不规则的结晶中心,造成粒子大小不均匀,而降低产品的消色力(着色力),严重时还会出现牛奶状的偏钛酸浆液,使过滤、水洗十分凼难,并且当晶种加量超过2%时,着色力反而有所下降。
通过对晶种钛液加量的调节,就可以实现对晶种加量多少的调节,可以调节水解后水合二氧化钛原级粒子的大小,这是工业生产中控制产品粒径大小、调整产品品种的主要手段之一。
2.2.2碱对晶种的影响及操作对晶种的影响
2.2.2.1碱的浓度对晶种影响
碱的浓度高低,会影响到晶种制备时的中和速度及中和温度。
由于本方法采用了较高浓度的碱浓,而钛液浓度与水解钛液相同的浓度,在锐钛型晶种制备中属于非常高的浓度,因此必须控制合理的浓度,对应的中和速度和温度,以取得最佳的晶种活性。
2.2.2.2碱的温度对晶种的影响
碱温的高低直接影响到中和速度和中和的温度,碱温高则中和速度快,中和温度就高,晶种活性较高。
但碱温过高则会产生过度水解反而造成晶种活性的降低。
碱温低则中和速度慢、中和温度就低,晶种的活性也低。
碱温过低就会造成晶种活性过低影响到晶种的数量从而影响水解质量。
2.2.2.3碱量对晶种的影响(碱钛比,中和速度和中和温度)
碱量高低决定了晶种制作的最终的F值,也就是决定了晶种的中和度。
由于中和度是决定晶种的结晶中心数量和晶种胶体溶液的稳定性和活性的重要因素,若中和度不够,即加碱量过少,结晶中心就少,不但水解速度受到影响而减慢,水解率也会偏低,而且所得到的偏钛酸粒子过细,会造成水洗困难或是不沉淀的悬浮体,使水洗造成穿滤而流失增大。
若中和过度,即加碱过量,则容易造成晶种过度水解,使之大大降低晶种的活性,甚至有大量的氢氧化铁沉淀而污染晶种。
2.2.2.4钛液温度及放料速度的影响
钛液温度及放料速度会影响到晶种制备时的中和速度及中和温度,钛液温度高则中和速度快,中和温度就高,晶种活性较高。
但钛液温度过高则会产生过度水解,与碱温过高一样造成晶种活性的降低。
钛液温度低则中和速度慢、中和温度就低,结果也会造成晶种的活性降低,钛液温度过低就会造成晶种活性过低影响到晶种的数量从而影响水解质量。
2.2.2.5中和方式和搅拌的影响
本水解晶种的中和方式不同于以往其它的晶种,以往都是将碱加入钛液中,而本方法是将预热好的钛液加入到已经预热到一定温度的碱中,而且是快速加入,此方法已经国内大多数厂家所采用,晶种活性高,水解效果好,产品质量高。
此方法在理论上已经跳出了我们以前的理论认识。
搅拌的影响在本晶种制作过程中,影响不可忽视,因为碱的浓度、钛液浓度与以往所用的晶种制作方法相比较,钛液总钛浓度都要高的多,搅拌得均匀与否,直接关系到晶种的活性高低,从而影响到晶种的数量,因此在品种的制作过程中的搅拌速度要掌握好。
2.3晶种的质量对水解的影响
2.3.1晶种活性对水解的影响
晶种的活性一般用晶种的稳定性来表示。
晶种是以它规则的结晶中心来正确诱导水解向我们要求的方向进行的。
因此晶种的质量(活性)和加入的数量对水解的速度、水解率、偏钛酸粒径的大小、粒子的均匀程度、成品平均粒径及分布、消色力等应用性能指标均有很大的影响。
晶种的活性高低是由晶种的制作方法和制备条件决定的。
晶种活性高,水解率就高,水解后沉降度、过滤速度就好,偏钛酸粒子就均匀,水洗速度快、水洗节水,成品质量就高。
2.3.2晶种加量对水解的影响
2.3.2.1晶种加入量对水解率的影响
随着晶种加入量的增加,水解率会升高,当品种加入量大于2%后水解率的升高就不明显了。
随晶种加入量的增加,其结晶中心的数量就会增加,水解产物偏钛酸原级粒子的平均粒径会降低,粒度变细,而凝聚成的二次絮凝颗粒会形成更大的凝聚体,从而影响到水解偏钛酸沉降度和过滤速度,继而影响水洗速度,增加水耗又影响水洗最终铁含量;偏钛酸在后序煅烧时易烧结,最终影响到成品的质
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