水合二氧化钛(偏钛酸)煅烧
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常见的钛白粉的生产工艺流程ﻫ硫酸法锐钛型钛白粉的工艺简述:硫酸法生产钛白粉步骤1、钛矿粉碎将购进的钛矿砂用雷蒙机或者风扫磨等粉碎成符合工艺要求的钛矿粉,并送到储存和计量钛矿粉的料仓。
硫酸法生产钛白粉步骤2、酸解用浓硫酸分解钛矿,制取可溶性的钛的硫酸盐。
钛铁矿的主要成分为偏钛酸铁(FeTiO3),是一种弱酸弱碱盐,可以用强酸把它分解。
用过量的酸就能使反应进行到底。
由于这个反应是一个放热反应,最高温度可以达到250℃,因此必须采用高沸点的酸-—硫酸才能适应这一反应。
在酸分解的过程当中,矿粉当中的各种杂质大部分也被分解,生成相应的可溶性硫酸盐,并在浸取的时候与钛的可溶性盐一起进入溶液当中,形成黑钛液。
为了除铁,用金属铁把钛液中的高价铁还原成亚铁,同时,为了避免亚铁的再一次氧化,还必须用过量的金属铁把定量的四价钛还原成三价钛。
硫酸法生产钛白粉步骤3、沉降酸解浸取、还原以后的体系是一个复杂的体系,含有可溶性杂质和不溶性的杂质。
铁、钒、铬、锰等金属的硫酸盐为可溶性的杂质,在结晶或水解、水洗的过程中除去.不溶性杂质中的大多数,如未分解的钛矿、沙粒等靠重力的作用可以自然沉降除掉。
不溶性杂质中的另一部分是硅和铝的胶体化合物,以及一些早期水解了的钛,虽然数量并不大,但具有很高的动力稳定性,需要另外加沉降剂,强化沉降澄清过程。
硫酸法生产钛白粉步骤4、洗渣经过净化沉降后的泥渣中还含有大量的可溶性与不可溶性的钛,为保证收率,要通过用板框压滤机压滤的办法回收其中的大部分可以溶解的钛元素,不溶性钛和其他的未溶解杂质作为废渣排掉。
硫酸法生产钛白粉步骤5、结晶结晶有两种方式:冷冻结晶和真空结晶。
FeSO4溶解度受溶液的温度影响很大。
因此,在组成一定的钛液中,FeSO4的溶解度随温度的降低而降低,本工序的主要目的就是使钛液的温度降低。
5.1冷冻结晶是利用制冷介质(液氨或者氟利昂或者溴化锂等)的蒸发带走热量,使冷冻盐水温度降低,通过盘管换热,从而使钛液的温度降低下来,造成FeSO4 处于过饱和状态,过饱和的部分便以含七个结晶水的FeSO4•7H2O的形式结晶析出,同时带出部分结晶水,然后将其分离除去.5。
纳米TiO2的制备及其光催化性能的检验实验报告一、实验目的:1、了解纳米TiO2的性质及应用。
2、掌握制备纳米TiO2的原理和方法,并比较不同方法的优缺点。
3、掌握检验纳米TiO2光催化性能的一般方法。
4、掌握离心机、分光光度计等仪器的使用方法。
二、性质:(1)基本化学性质:纳米TiO2化学性能稳定,常温下几乎不与其它化合物反应,不溶于水、稀酸,溶于氢氟酸和热浓硫酸。
不与空气中CO2 ,SO2,O2等反应,具有生物惰性。
纳米TiO2具有热稳定性,无毒性。
与硫酸氢钾或与氢氧化碱或碳酸碱共同熔融成钛酸碱后可溶于水。
相对密度约4.0。
熔点1855℃。
(2)光催化:纳米TiO2是一种n型半导体材料,禁带宽度较宽,其中锐钛型为3.2eV,金红石型为3.0eV,当它吸收了波长小于或等于387.5nm 的光子后,价带中的电子就会被激发到导带,形成带负电的高活性电子e-,同时在价带上产生带正电的空穴h+,吸附在TiO2表面的氧俘获电子形成•O2-,而空穴则将吸附在TiO2表面的OH-和H2O氧化成具有强氧化性的•OH,反应生成的原子氧、氢氧自由基都有很强的化学活性, 氧化降解大多数有机污染物,同时空穴本身也可夺取吸附在半导体表面的有机物质中的电子,使原本不吸收光的物质被直接氧化分解,这两种氧化方式可能单独起作用也可能同时起作用,对于不同的物质两种氧化方式参与作用的程度有所不同。
这些原子氧、氢氧自由基和空穴还能与细菌内的有机物反应,生成CO2、H2O 及一些简单的无机物,从而杀死细菌,清除恶臭和油污。
此外,半导体表面产生的高活性电子具有很强的还原能力,电子受体可直接接受光生电子而被还原, 故也可用来还原去除环境中的某些特定污染物,如: Cu2+等有毒离子。
另外,光催化效率与激发态电子、空穴到达表面的时间有关, 纳米TiO2粒子作为光催化剂, 其粒径越小,电子、空穴到达反应表面的数量越多,光催化效率越高但是,由于TiO2本身禁带宽, 产生的电子-空穴对不仅极易复合而且寿命较短, 光响应范围较窄, 使光催化活性受到了一定的限制,且利用的光谱范围受到一定的限制。
分段煅烧如说明书所述,当采用硅铝包膜时,连续煅烧和分段煅烧获得的钛白性能如表1所示。
当采用锆铝包膜时,连续煅烧和分段煅烧获得的钛白性能如表2所示。
表2 连续煅烧与分段煅烧时钛白性能(ZrO)衡量钛白颜料性能最重要的参数是消色力,消色力也是国际上广泛使用的通用指标。
参见《钒钛产品生产工艺与设备》专著(化学工业出版社,2014年1月出版,ISBN 978-7-122-18990-5,作者:邹建新、李亮等)第181-184页,以及《硫酸法钛白粉生产技术创新》专著(化学工业出版社,2010年5月出版,ISBN 978-7-122-07757-8,作者:张益都)第348-355页。
从表1和表2可以看出,分段煅烧的消色力相比连续煅烧分别高出49和36,其它指标综合起来相差不大,表明分段煅烧时钛白颜料性能明显高于连续煅烧。
对包膜后的纳米级偏钛酸聚合体(经验分子式:10H2TiO3·SO3)之所以采取分段煅烧而不用直接连续煅烧的重要原因在于SO3(SO2)脱除率随温度的热力学变化和偏钛酸的动力学变化过程。
如图1所示(参见《硫酸法钛白粉生产技术创新》专著第209-212页,同上),加热温度导致偏钛酸的灼热减量和硫酸含量的变化,可以直观地看出硫酸的脱硫温度点,初期硫酸含量的增加是由水分脱除所导致的。
图1 加热温度导致的灼热减量、硫酸含量变化如图2所示(参见《硫酸法钛白粉生产技术创新》专著第209-212页,同上),水合二氧化钛的比表面积是随温度变化的,比表面积下降非常厉害的阶段集中在了脱硫区开始的地方,说明脱硫区和晶型转化及粒子成长有交织的部分。
图2 水合二氧化钛的加热温度和比表面积此外,偏钛酸煅烧时,其转化动力学遵循等温过程一级反应方程式:C a = C a0·exp(-kt),其中C a为t时间内某晶型的质量分数(参见《钒钛产品生产工艺与设备》专著第92-94页,同上),煅烧温度越高,粒子成长的速率便越快,在600℃以下,粒子成长的速率非常慢。
二氧化钛制作工艺流程《二氧化钛制作工艺流程》想象一下,你走进了一个现代化的化工工厂,这里到处是错综复杂的管道、巨大的反应釜和忙碌的工作人员。
我就是其中一名小小的化工操作员,今天就由我来给你讲讲二氧化钛这个神奇物质的制作工艺流程,就像是揭秘一场奇妙的魔法表演一样。
我每天一到工厂,就像战士奔赴战场一样,精神抖擞地走向我的工作岗位。
在制作二氧化钛之前,我们得先准备好原材料。
这原材料就像厨师做菜的食材一样重要,对于二氧化钛来说,钛铁矿和金红石是常见的“食材”。
首先,要对这些原材料进行选矿处理。
这选矿就像是从一群混杂的人中挑选出最适合某个任务的人一样。
工作人员操纵着各种大型设备,将钛铁矿和金红石从其他杂质中分离出来。
他们眼睛紧紧盯着仪器,那专注的神情就像老鹰盯着猎物。
我常常看到老张在选矿机器前忙碌,嘴里还时不时嘟囔着:“嘿,你们这些小杂质,可别想混在我的宝贝原料里。
”选好矿之后,就进入到了氯化法或者硫酸法的流程。
我们先来说说硫酸法吧。
这一步就像是一场化学反应的大冒险。
把选好的钛铁矿或者金红石放进反应釜里,然后加入浓硫酸。
这时候,反应釜里就像一个热闹的小世界,各种分子在里面碰撞、结合。
我站在反应釜旁边,仿佛能听到里面分子们的“呼喊声”。
这一反应过程会产生一种叫做钛液的东西。
但是这个钛液可不像我们想象的那么纯净,里面还有很多杂质呢。
这就好比一锅粥里还有一些沙子,那肯定不行呀。
于是,就有了净化的过程。
这个过程就像是给钛液进行一场“大清洗”。
工作人员要通过各种方法把杂质去除掉,就像细心的主妇挑出菜里的烂叶子一样。
经过这一系列操作,钛液就变得纯净多了。
接下来,就是水解的环节了。
这一步可是相当关键的,就像盖房子的关键一步一样。
把纯净的钛液在一定的条件下进行水解,就会产生一种白色的沉淀物,这白色的沉淀物就像是雪一样,而这个雪就是二氧化钛的前身——偏钛酸。
我第一次看到这个偏钛酸的时候,心里就在想:“哇,这就是二氧化钛的雏形呀,就像看到一个小婴儿慢慢成长起来一样。
硫酸法钛白煅烧工艺及影响因素【摘要】钛白粉的本质是一种无机化工颜料,在我们平时的工业生产活动中经常会用到。
通常我们都会采用硫酸法来生产钛白粉,但是,在利用硫酸法进行钛白粉生产的过程中,对于各种变量的控制要求比较高,因为煅烧过程直接影响了成品的质量,所以现在许多企业都着力于钛白粉生产煅烧过程的研究。
在下文,我们将详细钛白生产煅烧的原理和过程,并且对成品质量的影响因素进行了分析和探究。
【关键词】钛白废酸;硫酸法;浓缩新工艺;方向国外钛白煅烧技术比我国要早很多,而且技术比较纯熟,虽然我国硫酸法钛白粉处理工艺起步晚,但是这些年也一直在进行相关研究并且有了较大的进步。
一、钛白生产煅烧目的和原理及工艺1、煅烧目的煅烧目的:通过高温,使偏钛酸脱水、脱硫,促进晶型转化和粒子成长,形成具有一定晶型和颜料性能的二氧化钛。
2、煅烧原理通常情况下,工业生产要利用窖内逆流升温的原理来回转窑煅烧:①在偏钛酸经过脱水反应后再入窖,物料会因为旋转和摩擦而缓慢地向前运动。
②煤气、助燃风、二次风等与燃煤形成的高温废气与偏钛酸逆流而行,不断提高原物料温度,并产生相应的温度梯度,从而完成了煅烧过程。
3、工艺过程(1)脱水、脱硫煅烧过程中的偏钛酸会大量吸热,从而发生化学反应:TiO2.xSO3.yH2O → TiO2+xSO3↑+yH2O ↑脱水过程在温度150℃-300℃的范围内进行,脱硫工程在温度范围600℃-650℃之间进行。
(2)晶型转化在进行煅烧的时候,偏钛酸会由无定形转变为锐钛型晶体。
影响晶型转化的因素主要有以下几种:①水解偏钛酸的粒子小,其比表面积大,有利于晶型转化;②正催化剂很好的达到了降温效果并且缩短了转化时间;③尽量减少阴离子的存在,因为它会对晶型转化造成干扰;④窑内气氛也是影响晶型转化的因素之一;(3)粒子成长经过水解之后偏钛酸凝胶的粒度是非常小的,其中包含了微晶体。
①随着脱水、脱硫的进行,微晶体会逐步增长,最后变为颜料粒子。
常见的钛白粉的生产工艺流程硫酸法锐钛型钛白粉的工艺简述:硫酸法生产钛白粉步骤1、钛矿粉碎将购进的钛矿砂用雷蒙机或者风扫磨等粉碎成符合工艺要求的钛矿粉,并送到储存和计量钛矿粉的料仓。
硫酸法生产钛白粉步骤2、酸解用浓硫酸分解钛矿,制取可溶性的钛的硫酸盐。
钛铁矿的主要成分为偏钛酸铁(FeTiO3),是一种弱酸弱碱盐,可以用强酸把它分解。
用过量的酸就能使反应进行到底。
由于这个反应是一个放热反应,最高温度可以达到250℃,因此必须采用高沸点的酸--硫酸才能适应这一反应。
在酸分解的过程当中,矿粉当中的各种杂质大部分也被分解,生成相应的可溶性硫酸盐,并在浸取的时候与钛的可溶性盐一起进入溶液当中,形成黑钛液。
为了除铁,用金属铁把钛液中的高价铁还原成亚铁,同时,为了避免亚铁的再一次氧化,还必须用过量的金属铁把定量的四价钛还原成三价钛。
硫酸法生产钛白粉步骤3、沉降酸解浸取、还原以后的体系是一个复杂的体系,含有可溶性杂质和不溶性的杂质。
铁、钒、铬、锰等金属的硫酸盐为可溶性的杂质,在结晶或水解、水洗的过程中除去。
不溶性杂质中的大多数,如未分解的钛矿、沙粒等靠重力的作用可以自然沉降除掉。
不溶性杂质中的另一部分是硅和铝的胶体化合物,以及一些早期水解了的钛,虽然数量并不大,但具有很高的动力稳定性,需要另外加沉降剂,强化沉降澄清过程。
硫酸法生产钛白粉步骤4、洗渣经过净化沉降后的泥渣中还含有大量的可溶性与不可溶性的钛,为保证收率,要通过用板框压滤机压滤的办法回收其中的大部分可以溶解的钛元素,不溶性钛和其他的未溶解杂质作为废渣排掉。
硫酸法生产钛白粉步骤5、结晶结晶有两种方式:冷冻结晶和真空结晶。
FeSO4溶解度受溶液的温度影响很大。
因此,在组成一定的钛液中,FeSO4的溶解度随温度的降低而降低,本工序的主要目的就是使钛液的温度降低。
水合二氧化钛(偏钛酸)煅烧煅烧是水合二氧化钛转变成二氧化钛的过程,这一步操作过程的要求是:(a)通过脱水脱硫使物料达到中性;(b)最好使希望的晶型得到100%的转化;(c)粒子成长大小均匀整齐,对颜料级钛白粉要求在0.2~0.3μm之间;(d)粒子的形状最好近似球型;(e)要求煅烧后生成的二氧化钛没有晶格缺陷,物理化学性质稳定。
水合二氧化钛的煅烧是一个强烈的吸热反应,工业上一般在回转窑内进行,采用直接内加热,其化学反应式如下:但是水合二氧化钛的煅烧绝非是上述反应中的加热脱水和脱硫的过程,它还涉及到TiO2粒子的成长、聚集和晶型转化等过程,因此随着煅烧温度的提高,二氧化钛的各种物性也随之发生变化。
一般水合二氧化钛在150~300℃之间是脱去游离水和结晶水的过程,650℃左右为脱硫过程,700~950℃期间开始锐钛型向金红石型转化,在碱金属催化剂(盐处理剂)的存在下,转化温度可降低,转化速率可加快。
在煅烧过程中二氧化钛的相对密度,随着晶型结构的改变而变化,从600℃的3.92(锐钛型)到1000~1200℃金红石型的4.25,加入促进剂后金红石型的转化温度可降低至850~900℃。
折射率也随煅烧温度的改变而改变,通过煅烧可以使无定晶型的水合二氧化钛1.8的折射率,转化成锐钛型时的2.55和金红石型的2.71。
在煅烧过程中二氧化钛的粒径也不断发生变化,水合二氧化钛通常是0.6~0.7μm的微晶胶体的聚集体,它们是由3~10mμm的微晶组成,在煅烧时不断增大,至750℃时这些微晶体一般都长大到0.2~0.4μm,同时粒子的表面积减少到1/10~1/20,在转化成一定晶型后这些颜料粒子的大小基本上不发生太大的变化,但是继续升高温度长时间的煅烧,粒子会进一步聚集在一起成为大颗粒。
煅烧的结果使二氧化钛获得必要的颜料性能(消色力、遮盖力等),同时二氧化钛的光化学活性减弱,在酸中的溶解度降低,化学性质趋于稳定。
上图是水合二氧化钛和石英对比的差热分析,从图中可以看出由于脱水所产生的吸热过程发生在150℃,脱硫的吸热过程发生在650℃,900℃以下的放热过程是由于粒子表面积的缩小,900℃时的转折点是锐钛型变成金红石型。
从图中还以看出,水分蒸发所需要的总热量比脱硫所需要的热量大得多,因此降低煅烧前物料中的水分含量是煅烧操作节能的重要措施之一。
图中1已超过图框外形成一条完整的曲线;2为TiO2;3为石英。
煅烧是钛白粉生产中水解以后操作要求最严的地方,虽然它没有多少化学反应机理可探讨(盐处理时有一些简单的化学反应),煅烧过程中大多数是物理变化如:相对密度、折射率、遮盖力、消色力、吸油量、晶型、粒子大小等,这些物理变化直接影响到成品的光学性质和颜料性能,它与煅烧温度、煅烧时间、煅烧强度、煅烧气氛有关,并且直接受盐处理剂的品种和加量影响。
1、水合二氧化钛的煅烧过程煅烧用的回转窑通常是钢壳内衬优质高铝耐火砖,一般不采用硅砖,硅砖会使产品中硅的含量增高,回转窑的长径比一般为12~20:1,如国内常用的ф2400×38000mm、ф2800×50000mm等。
加热方式为逆向内加热,燃料多采用煤气、天然气。
液化气、柴油、重油、低碳烃(C9或C10)等,窑头为出料和加热部位,窑尾为进料部位及废气排放出口并设有挡料板或收缩段防止物料倒流。
窑身多为直筒型,细而长的窑身结构可以有足够的热量和时间来脱水、脱硫,并保证有粒子成长和晶型转化的时间。
也有异型窑如:在窑的不同部位砌有挡圈、窑尾设有缩小段、窑头设有护大段等,颜料级钛白粉用的回转窑一般都设有燃烧室,避免燃烧不完全的燃料污染产品。
回转窑的布置一般尾高、头低,通常斜率为2%~5%,转速每转一圈3~7min,物料的填充系数为10%~20%,物料的停留时间一般8~16h。
水合二氧化钛的进料常采用往复式挤压泵、软管泵、螺杆泵、螺旋推进器等,物料在旋转搅拌和重力的作用下缓缓向前移动,窑头、窑尾、窑中的前半部设有若干个测温点,有的还设有取样口,以便随时掌握窑内物料的煅烧情况。
物料进入回转窑后首先是脱水过程,理论上游离水超过100℃就能蒸发掉,但是水合二氧化钛中还含有大量的化学结合水,因此脱水过程一般在100~300℃区间。
按道理脱硫过程应在脱完水以后,实际上由于化学键的结合,在脱水时总会夹带部分酸和各种氧化硫的混合物与水蒸汽一道排出来。
水合二氧化钛中吸附有大量的硫酸根,需要通过煅烧除去,一般脱硫温度为500~800℃(通常在650℃左右),添加钾盐脱硫温度最低可达480℃,添加铝盐可以延长脱硫时间,脱硫时所需要的温度也较高,随着硫的脱尽,二氧化钛由酸性变为中性。
由于在煅烧期间有大量的H2O、SO3、CO2(钾盐分解时的产物)释放出来,团块状的物料会变得疏松呈分散颗粒状态。
脱硫时间的推迟或硫未脱尽都会影响二氧化钛粒子的成长和晶型的转变。
经过脱水和脱硫后的水合二氧化钛,随着在回转窑内的转动而逐步移至粒子成长和晶型转化的高温区,这个范围内首先是原来不定晶型的水合二氧化钛转变成锐钛型二氧化钛(由四氯化钛水解生成的水合二氧化钛直接转变为金红石型),同时粒子开始长大,当温度达到600℃以后粒子开始显著增长,直至形成0.2~0.4μm左右的颜料颗粒,到950℃左右,锐钛型开始转化成金红石型,如果添加了金红石型促进剂(ZnO、TiO2溶胶等),其转化温度可降到850℃左右但是在高温下长时间的煅烧,这些0.2~0.4μm的基本颜料颗粒会进一步增长,当达到1000℃时粒子可长大到1μm,有时在高温区颜料粒子既使不继续长大,也会烧结在一起形成粗颗粒,这可能是一些低熔点的盐类熔化后造成二氧化钛粒子烧结在一起。
最后物料落入冷却窑(筒)中,通过风冷或水冷后送入粉碎工序。
煅烧后物料是温度很高的二氧化钛颜料粒子的聚集体,需要慢慢冷却使晶体得到松弛,可以减轻其晶格缺陷,否则二氧化钛颜料可能会变色,甚至发生光色互变现象。
一般冷却至40℃即可,温度太低容易吸收空气中的水分。
2、煅烧温度与煅烧强度煅烧温度与煅烧强度的影响煅烧产品质量的最主要因素。
煅烧强度包括煅烧温度和煅烧时间,它是煅烧温度和煅烧时间的函数。
把握好煅烧温度和煅烧时间不仅产品白度好、消色力、遮盖力高,吸油量低、耐候性也好,产品颗粒软硬适中,否则就很难兼顾上述所有的颜料性能,因此在煅烧操作时不仅要使物料达到一定的温度,还要保证物料在这一区域停留的时间,不能太长也不能太短。
通常遮盖力、消色力和耐候性随煅烧温度的提高而提高,吸油量随煅烧温度的提高而降低。
但是温度过高或在高温区间停留时间过长,粒子变硬、白度下降泛黄变灰;吸油量由于烧结在一起的粗颗粒中空隙较多而增高;消色力和遮盖力有可能因为基本粒子的进一步长大,导致对光反射和散射能力下降而降低;温度过高有时也会造成二氧化钛晶格脱氧而带灰相。
相反如果煅烧温度较低,表面上对干粉白度可能有一点好处,粒子也较松软好粉碎,但对提高消色力和遮盖力没有好处。
二氧化钛颜料粒子的成长和晶型转化都是发生在脱水、脱硫后的煅烧后期(靠近窑头部位的高温区),而粒子的增长和晶型转化时的晶格重新排列都需要一定的时间和温度,也就是需要一定的煅烧强度。
如果煅烧温度达到要求,或停留时间太短,会造成物料烧不透,用pH试液检查可以明显看到有未烧透的夹生料混在其中,产品分析时可以发现晶型转化率低、吸油量高、pH、消色力和遮盖力都偏低,颜料性能不好;如果采取相对较低的温度,延长停留时间的办法虽然可以减轻上述弊病,但产量太低,而且在窑头接近火焰的地方,由于在高温下煅烧时间过长,会发生物料过烧,可以在窑头前设置燃烧室,避免高温火焰直接接触物料,对产品质量有很大的帮助,因此正确掌握煅烧温度和煅烧时间是提高产品质量的基本保证。
3、煅烧气氛与温度梯度二氧化钛的煅烧需要在氧化气氛中进行,因为二氧化钛属于n型半导体,煅烧时的氧气分压越小,越容易产生晶格缺陷,同时使金红石化加快,会使锐钛型产品中混入金红石型而降低产品的白度。
煅烧气氛主要靠燃烧时助燃空气的比例如窑内的通风情况以及烟囱的拔风状况来决定。
窑内气氛好。
烧出来产品的白度、光泽好,通风的状况可用窑内的压差来表示,压差大窑内煅烧气氛好,以利煅烧时H2O、SO3及进排出,但压差过大,热量损失大,随尾气带走的粉尘也较多。
空气过剩的比例一般≥20%,以煤气为燃料时过剩比例还要高一些,由于许多燃烧器和燃烧喷嘴的空气混合方式和混合比例,制造厂出厂时已设定好,不宜随便调节,因而都采用风机供风的方法来调节。
一般燃烧器和喷嘴所用的助燃空气称为一次风,它直接关系到燃料是否燃烧完全;窑头观察孔、炉门、落料口的挡板开启大小,可以补充自然风又称三次风,它对减少窑头过烧现象有帮助,因此正确掌握和调节这3种风量的比例是优化煅烧操作的重要手段。
温度梯度指回转窑窑头至窑尾之间的温度梯度。
窑头温度直接决定产品的煅烧强度,对产品的pH、白度、消色力、遮盖力、吸油量、晶型转化、粒子大小及聚集程度影响很大,但窑尾温度的高低也不可忽视,它影响脱水、脱硫的时间,也影响物料的停留时间和煅烧强度。
窑尾温度一般要求在250~400℃之间,窑头温度因测温点设置的位置不同和是否有燃烧室,各个工厂表示的温度范围略有差异。
对于颜料级钛白粉最重要的是距窑头出料部位15%长度内(如窑长38m,即距窑头5~6m)的温度梯度以及达到预期晶型转化温度前50℃的温度控制和停留时间是十分重要的,因为这一段是二氧化钛粒子成长、晶型转化的区域,对最终二氧化钛粒子的大小、形状、颜料性能都有十分重要的影响。
一般要求这一段的加热速率不应超过100℃,如在煅烧锐钛型钛白粉时,窑头温度920℃,那么离之一点5m处的温度不应超过820℃,所以有的工厂在这段窑身上设有4~5个测温点,至于窑的中部和后半部是否设有测温点并不重要,关键是窑头、窑尾和窑头前5~6m处的温度一定要严格掌握。
温度梯度的调整主要靠控制燃烧室和窑头的温度以及控制窑尾空气的流量来解决。
4、盐处理剂及其他杂质对煅烧的影响由于二氧化钛颜料在煅烧时对煅烧温度、煅烧时间十分敏感,因此在严格控制煅烧温度和煅烧时间的同时,调整盐处理剂的品种和用量,不仅可以相互补偿,而且可以获得优良而完整的颜料性能,盐处理剂中特别是碳酸钾、磷酸、氧化锌二氧化钛溶胶的作用最明显。
增加碳酸钾用量可以明显减轻煅烧强度过高的负作用,使粒子松软、白度提高,但对吸油量无益;磷酸具有同样的效果,但效果不如碳酸钾明显;氧化锌和二氧化钛溶胶是很好的金红石型转化促进剂,它可以显著降低金红石型转化时所需要的温度,特别是二氧化钛溶胶可以使二氧化钛粒子生长得比较规则,成为浑圆形的颗粒,但氧化锌加入过多会使涂料泛黄、变稠,这一点用铝盐可以弥补氧化锌的缺点,但煅烧时的温度比氧化锌高。