一、產品概述

銳鈦型鈦白粉（化學式TiO?）是一種優良的白色粉末顏料，具有優異的光散射能力。其白度高、著色力強、遮蓋力好，同時具備較高的化學穩定性與良好的耐候性。產品無毒無味，對人體無刺激，因此廣泛應用于涂料、塑料、造紙、油墨等工業領域。

二、生產工藝流程

1. 鈦礦粉碎

將鈦鐵礦（主要成分為FeTiO?）用雷蒙機或風掃磨等設備粉碎至符合工藝要求的細度（鈦礦粉），然后送入儲倉進行計量和儲存，以備后續酸解使用。

2. 酸解與還原

用濃硫酸分解鈦礦粉，生成可溶性的鈦的硫酸鹽。反應為強放熱過程（最高可達250℃），需使用高沸點濃硫酸以確保反應完全。礦粉中的大部分金屬雜質（如鐵、釩、鉻、錳等）也同時被分解為可溶性硫酸鹽進入溶液，形成黑鈦液。
為除去鐵雜質，需加入金屬鐵將高價鐵（Fe³?）還原為亞鐵（Fe²?），同時為避免亞鐵再次氧化，還需過量金屬鐵將部分四價鈦（Ti??）還原為三價鈦（Ti³?），以穩定鈦液體系。

3. 沉降凈化

酸解、浸取和還原后的鈦液是一個復雜體系，含有可溶性雜質（如鐵、釩、鉻、錳的硫酸鹽）和不溶性雜質（如未分解的鈦礦、沙粒、硅鋁膠體及早期水解的鈦）。
可溶性雜質可在后續結晶、水洗過程中去除；不溶性雜質中，大部分可通過重力自然沉降除去，而硅鋁膠體等微小顆粒因動力穩定性高，需添加沉降劑強化沉降，使鈦液澄清。

4. 洗渣（殘渣處理）

沉降后的泥渣中含有大量可溶性與不可溶性的鈦。為保證鈦回收率，通過板框壓濾機壓濾回收大部分可溶性鈦，不溶性鈦和其他未溶解雜質作為廢渣排出。

5. 結晶（除鐵）

結晶的目的是降低鈦液溫度，使FeSO?·7H?O（綠礬）結晶析出。常用方法有兩種：

• 冷凍結晶：利用液氨、氟利昂或溴化鋰等制冷介質蒸發吸熱，使冷凍鹽水降溫，再通過盤管換熱降低鈦液溫度，FeSO?過飽和析出。

• 真空結晶：利用溶液絕熱蒸發原理，通過閃蒸使鈦液中水分快速蒸發并吸熱，從而降低鈦液溫度，使FeSO?過飽和結晶。

結晶后的綠礬經分離除去，從而降低鈦液中的鐵含量。

6. 鈦液壓濾（精濾）

沉降后的鈦液中仍含有肉眼不可見的懸浮雜質，會影響產品外觀。因此采用板框壓濾機，以木炭粉、硅藻土或珍珠巖為助濾劑進行精密壓濾，利用助濾劑的強吸附作用去除不溶性雜質，實現鈦液的凈化。

7. 濃縮

濃縮是將精濾后的鈦液濃度提高至水解要求的水平。鈦液沸點較高，且高于水解臨界溫度，故需在低溫下進行。利用真空狀態下沸點降低的原理，使鈦液在低溫下沸騰蒸發水分，從而提高鈦液濃度。

8. 水解

水解是鈦液中的二氧化鈦從溶解態轉變為固相水合二氧化鈦（偏鈦酸）的過程。鈦液具有離子溶液和膠體溶液雙重性質。

• 當pH＞0.5時，鈦液會發生水解。

• 在高游離酸條件下持續加熱至沸騰，也可引發水解。
  通過控制加熱速度，使水解按所需速率進行，生成符合粒徑要求的水合二氧化鈦粒子。

9. 水洗

水解生成的水合二氧化鈦中夾帶硫酸及鐵、鋁、錳、銅、鎳、釩、鉛等雜質離子。若這些雜質隨物料進入煅燒工序，會形成有色氧化物，污染產品外觀。
利用水合二氧化鈦不溶于水而雜質離子溶于水的特性，通過水洗（洗滌用水與固相中雜質離子的濃度差）將可溶性雜質除去。洗滌水對鐵及其他固體雜質含量有嚴格要求，以防止二次污染。

10. 漂白

初水洗后的偏鈦酸在適當濃度下加入濃硫酸，使部分偏鈦酸轉化為硫酸氧鈦，再加入鋁粉將四價鈦還原為三價鈦。漂白后料液中保持一定量的Ti³?，可在后續水洗時將可能被氧化為Fe³?的雜質再次還原為Fe²?，從而更徹底地洗滌偏鈦酸。

11. 鹽處理（煅燒前改性）

煅燒前向偏鈦酸中加入不同類型的添加劑（鹽處理劑），目的是在煅燒過程中調控溫度、促進晶型穩定，使成品TiO?具有良好色相、光澤、著色力、遮蓋力、低吸油量、適宜晶粒尺寸及良好分散性。

• 加入鉀鹽：產品疏松、潔白，降低脫硫溫度，提高著色力等顏料性能。

• 加入磷酸：改善質地柔軟度，增加白度，提高耐候性。

12. 煅燒

將水合二氧化鈦（偏鈦酸）在高溫下進行脫水、脫硫及晶型轉化，最終轉變為銳鈦型二氧化鈦。煅燒過程依次除去游離水、結合水和三氧化硫，在高溫區完成晶粒整理和晶型定型，得到二氧化鈦顆粒料。

13. 粉碎與包裝

煅燒后的物料存在部分結塊，需進行破碎。物料在雷蒙機內經高速旋轉的磨輥與磨環撞擊粉碎，再通過分級葉輪分級：粗料返回粉碎室繼續粉碎，細料進入袋濾器，經星型下料器、螺旋輸送器送至成品料倉，最后進行包裝，即為銳鈦型鈦白粉成品。