钛白粉学习资料课件讲解材料
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第5章钛白粉5.1钛白粉的性质、种类和用途5.1.1 钛白粉简介钛白粉学名为二氧化钛,分子式为TiO2,相对分子质量79.90,属于惰性颜料,被认为是目前世界上性能最好的一种白色颜料,因同分异构体的不同决定了产品的晶型不同,二氧化钛有锐钛型、板钛型和金红石型三种晶型,不同的晶型有着不同的物理和化学性能。
其中有工业利用价值的是锐钛型和金红石型。
板钛型是不稳定的晶型,无工业利用价值,锐钛型(Anatase)简称A型,和金红石型(Rutile)简称R型,都具有稳定的晶格,是重要的白色颜料和瓷器釉料,与其他白色颜料比较有优越的白度、着色力、遮盖力、耐候性、耐热性和化学稳定性,特别是没有毒性。
5.1.2 二氧化钛的物理性质自然界存在三种结晶形态:金红石型、锐钛型和板钛型。
板钛型不稳定,尚没有工业用途。
金红石型和锐钛型都属于四方晶系,但因晶型不同,所以有不同的晶体习性。
金红石型是细长的成对的孪生晶体,每个金红石晶胞含有两个二氧化钛分子,以两个棱边相连。
而锐钛型则以八面体的形式出现,氧位于八面体的顶角,每个锐钛晶胞含有四个二氧化钛分子,以八个棱边相接。
图5-1 不同钛白晶型的晶胞图表5-1 二氧化钛的物理性质物性金红石型锐钛型结晶系四方晶系四方晶系相对密度 3.9~4.2 3.8~4.1折射率 2.76 2.55莫氏硬度6-7 5.5-6熔点(℃) 1858 高温时转变为金红石型晶格常数A轴0.458,c轴0.795 A轴0.378,c轴0.949 电导率(S/m)10-11~10-1210-11~10-12吸油度16~48 18~30着色强度1650~1900 1200~1300 颗粒大小(微米) 0.2~0.3 0.35.1.3 二氧化钛的化学性质二氧化钛的化学性质极为稳定,是一种偏酸性的两性氧化物,常温下几乎不与其他元素和化合物作用,对氧、氨、氮、硫化氢、二氧化碳、二氧化硫都不起作用。
也不溶于水、稀酸、脂肪酸和其他有机酸及弱无机酸,只微溶于氢氟酸,在长时间高温煮沸下才溶于浓硫酸,微溶于碱和热硝酸。
`第一章概述第一节钛白的发展简史钛元素(Ti)发现于1790年。
当时,一位英国传教士格列高(William Gregor)从他家乡康华尔州(Cornwall)产的一种黑色矿砂中提炼出了一种白色金属氧化物,经检定这个金属是一种未知的新元素。
后来证明,这个黑矿砂就是钛铁矿,那白色氧化物就是二氧化钛。
这是钛的第一次被发现。
五年后,德国的克拉浦洛(M.H.Klaproth)从匈牙利产的金红石矿中也提炼出了同一种金属氧化物,他根据希腊神话中地神的儿子泰顿(Titan)之名,命名为Titanium,汉语中称之为钛。
钛在地壳中的蕴藏量比较多,仅次于氧、硅、铝、铁、钙、钠、钾、镁、氢而占第十位,约为总量之0.6%左右,超过常见的锌、铅、锡等很多,为铜之600倍左右。
但由于它不易提炼和制造,长久以来,在工业上未得到应用,因此被列入稀有金属类内。
直至1940年,克劳尔(W.J.Kroll)发明了用镁还原四氯化钛制出纯度较高的金属钛的方法,并发现钛是一种优良的结构材料后,金属钛1的生产才得到了工业化。
1948年后,金属钛的产量与日俱增,已不再稀有,目前,已划入轻金属类内。
但是,二氧化钛生产工业的建立,却比金属钛早得多,而且人们发现了它那无与伦比的卓越的光学和颜料性能,因此二氧化钛工业的发展十分迅速,是钛系产品中最重要的一种产品。
目前所开采的各种钛矿资源,有90%以上用于生产二氧化钛,它在商品上人们习惯于称为钛白粉。
钛白粉的生产,最早采用的是硫酸法。
此法是1910年由挪威的杰布生(Jebenen)和法鲁普(Farup)所发明,并于1916年建成了世上第一座钛白厂,年产量为1000吨。
此法沿用至今已有七十余年,虽然对过程的细节有了很大的改进和提高,但基本流程并无变化。
氯化法是钛白生产的一种新方法。
1932年,德国拜耳公司的前身法本公司发表了第一个专利。
1933年,克菜布颜料公司也发表了专利。
此公司在1943年被美国杜邦公司吞并,并在1957年得到氯化法工业应用的成功。