水合二氧化钛煅烧

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二氧化钛的化学性质

二氧化钛的化学性质化学性质二氧化钛无毒，化学性质很稳定，常温下几乎不与其他物质发生反应，是一种偏酸性的两性氧化物。

与氧、硫化氢、二氧化硫、二氧化碳和氨都不起反应，也不溶于水、脂肪酸和其他有机酸及弱无机酸，微溶于碱和热硝酸，只有在长时间煮沸条件下才能完全溶于浓硫酸和氢氟酸。

其反应方程式如下：TiO2 + 6HF = H2TiF6 + 2H2OTiO2+ 2H2SO4 = Ti(SO4)2 + 2H2OTiO2+ H2SO4 = TiOSO4 + H2O其溶解速度与水合二氧化钛的煅烧温度有关，煅烧温度越高溶解速度越慢。

为了加速溶解，可在硫酸中加入硫酸铵、碱金属硫酸盐或过氧化氢。

这是因为硫酸铵等的加入，使硫酸的沸点增高，加速了二氧化钛的溶解。

与酸式硫酸盐（如硫酸氢钾）或焦硫酸盐（如焦硫酸钾）共熔，可转变微可溶性的硫酸氧钛或硫酸钛：TiO2+ 2KHSO4 = TiOSO4 +K2SO4 + H2OTiO2+ 4K2S2O7 = Ti(SO4)2 +4K2SO4 + 2SO3能熔于碱，与强碱（氢氧化钠、氢氧化钾）或碱金属碳酸盐（碳酸钠、碳酸钾）熔融，可转化为可溶于酸的钛酸盐：TiO2 + 4NaOH = Na4TiO4 + 2H2O在高温下，如有还原剂（碳、淀粉、石油焦）存在，二氧化钛能被氯气氯化成四氯化钛，其反应方程式如下：TiO2 +2C +2Cl2 = TiCl4 + 2CO这个反应就是氯化法生产钛白粉的理论基础，但是此反应若无还原剂混配，即使在1800℃下，也不会与氯气发生氯化反应。

同样二氧化钛与氯化硫蒸汽共热，或与COCl2、CCl4、SiCl4、POCl3等作用，也能被氯化成四氯化钛。

二氧化钛在高温下可被氢、钠、镁、铝、锌、钙及某些变价元素的化合物还原成低价钛的化合物，但很难还原成金属钛。

如将干燥的氢气通入赤热的二氧化钛，可得到Ti2O3；在2000℃、15.2MPa的氢气中，也只能获得TiO，但是若将金红石型钛白粉喷入等离子室中，则可与氢气反应而被还原成金属钛。

钛沉淀流程

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②酸解转化：将磨细的钛矿粉与浓硫酸(H₂SO₄)在一定温度下反应，生成可溶的钛硫酸盐及不溶副产物，如：FeTiO₃ + 3H₂SO₄→ Ti(SO₄)₂ + FeSO₄ + 3H₂O③过滤分离：通过过滤或离心分离，去除不溶固体杂质，滤液中含有溶解的钛盐。

④水解沉淀：调节滤液pH值或加热，促使钛盐水解，生成水合二氧化钛沉淀：Ti(SO₄)₂ + 2H₂O → H₂TiO₃↓ + 2H₂SO₄或 TiO₂·xH₂O↓⑤洗涤过滤：用水洗涤沉淀，除去附着的硫酸根及其他杂质，多次洗涤至中性，减少损失。

⑥干燥煅烧：将洗净的水合二氧化钛在一定温度下干燥，进一步在高温下煅烧，转化为所需的二氧化钛（TiO₂）或其他钛化合物：H₂TiO₃→ TiO₂ + H₂O（脱水）⑦产品分级：根据需要对煅烧后的二氧化钛进行粉碎、筛分，得到不同粒度和纯度的产品。

⑧质量检测：对最终产品进行化学成分、物理性质等检测，确保符合行业标准或特定应用要求。

煅烧温度对工业钛液制备多孔二氧化钛的影响

电流４０ｍＡ，扫描范围２０＝２０。～７０。，扫描步长０．０２。，每步扫描时间０．２Ｓ。样品形貌分析采用￥３４００Ｎ扫描电子显微镜（日本日立公司）观察。比表面积测试采用北京彼奥德电子技术股份有限责任公司的ＳＳＡ一３５００型比表面积测定仪。
第４ｌ卷第２Ｏ期
蒲洪：煅烧温度对工业钛液制备多孔二氧化钛的影响
５
１．２光催化性能评价
采用自制双圆筒封底的石英环作光化学反应器，中心光源为８ｗ的黑光灯，主波长为３６５ｎｍ。在光反应器中亚甲基蓝的初始浓度为６ｍｇ／Ｌ，催化剂用量为１．０ｇ／Ｌ；反应在室温下进行，空气流量为４０Ｌ／ｈ，通过气体分布器在反应器底部鼓泡。光催化反应前，先将加有催化剂的悬浮液在无光照下通空气搅拌１０ｍｉｎ，使氧气在催化剂表面达到吸附平衡。然后打开光源进行反应，反应１ｈ后取样，离心分离，用７２２型可见分光光
度计在６６６ａｍ处测定离心上层清液的吸光度值。由上清液吸光值变化求得亚甲基蓝的降解率。亚甲基蓝的降解率＝（Ａ０一Ａ）／Ａ０Ｘ１００％式中：Ａ ——无光照下吸附１０ｍｉｎ平衡后亚甲基蓝溶液的
８０．１９％ｆｏｒ１ｈ．ＡｎｄｉｔｓＳＢＥＴｗａｓｏｆ９３．３ｍ／ｇ．ａｎｄｃｙｓｒｔａｌｓｉｚｅｏｆ１６．４８ｎｍ．Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：Ｉｎｄｕｓｔｉａｒｌｔｉｔａｎｙｌｓｕｌｆａｔｅｓｏｌｕｔｉｏｎ；ｐｏｒｏｕｓＴｉＯ２；ｈｙｄｒｏｔｈｅｒｍａｌｓｙｎｔｈｅｓｉｓ；ｃｌｃａｉｎａｔｉｏｎｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ

二氧化钛生产工艺简介

从硫酸氧钛溶液中沉淀出TiO2为锐钛型。但是，在此阶段加入金红石晶种是为了在煅烧时易于使偏钛酸沉降物转化成旳TiO2为金红石型。若采用锐钛型或本身晶种，则在煅烧时要加入金红石型煅烧晶种才有利于金红石TiO2 旳生成。
偏钛酸旳沉淀是经过几小时旳钛液沸腾到达旳。整个水解沉淀过程需要 3~5h。
水解沉淀物浆料经过滤、洗涤后，在还原条件下用硫酸酸
三、二氧化钛旳用途
具有稳定旳物理、化学性质，优良旳光学、电学性质以及优异旳颜料性能，所以其用途十分广泛，涂料、塑料、造纸、化纤、油墨、橡胶、电子工业、化装品、电焊条、搪瓷、陶瓷和冶金等都要用到钛白粉。
尤其是颜料钛白粉，因其具有其他白色颜料无可比拟旳多种优异性能，以至于其面世后，不久就取代了老式旳铅白、锌白、锌钡白等白色颜料，成为白色颜料之王。
Байду номын сангаас 后处理
后处理主要有湿磨、无机包膜、干燥、气流磨及有机包膜和产品包装等工序。
1.湿磨
TiO2在无机或有机分散剂旳存在下进行湿磨。将TiO2汇集粒子尽量磨细解聚为原级粒子，以利于进行无机包膜。此工艺是在90年代开始大量使用，其关键时刻取得愈加好旳包膜处理旳颜料性能愈加旳钛白粉。
2.无机物包膜与干燥
用旋转耙从沉降池中将固体物质清除。沉降后旳钛液经过精滤除掉细小旳残余粒子。
整个沉降过程大约8h。
3.水解
水解工序是硫酸法钛白生产非常关键旳一步。这一步将可溶性硫酸氧钛在90℃时水解成不溶于水旳水合TiO2沉淀物，或称偏钛酸。
为控制水解速度、水解物旳过滤洗涤性能和最终产品旳细度及质量指标，需要在水解时加入晶种。晶种旳加入方式有两种：本身晶种和外加晶种。
本身晶种是在水解时利用预先加入旳水解肽液和水所产生旳晶种进行水解工序，不用另外制备晶种。

水合二氧化钛(偏钛酸)煅烧

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。

钛白粉的生产工艺流程

钛白粉的生产工艺流程硫酸法生产锐钛型钛白粉生产中的硫酸其实是充当了一个载体，就是先把钛拿出来，经过除杂，然后再弄成钛。

氯化法钛白粉生产中的氯气也是这样。

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。

联产法硫酸法钛白

联产法硫酸法钛白
硫酸法钛白是一种广泛应用的白色颜料，主要用于涂料、塑料、造纸等行业。

其生产过程通常包括以下几个步骤：
1. 矿石准备：选用含钛矿石，如钛铁矿、金红石等，进行破碎、选矿等处理，以提高矿石品位。

2. 硫酸浸出：将矿石与硫酸反应，使钛矿物溶解在硫酸中，得到钛液。

3. 水解：将钛液加水稀释后，加入碱（如氢氧化钠）进行水解反应，生成水合二氧化钛沉淀。

4. 过滤和洗涤：将水合二氧化钛沉淀进行过滤，去除液体，然后用清水洗涤，以除去杂质。

5. 煅烧：将水合二氧化钛沉淀在高温下煅烧，使其脱水、晶型转变，得到二氧化钛颗粒。

6. 表面处理：根据需要，对二氧化钛颗粒进行表面处理，以改善其分散性、耐候性等性能。

7. 包装和储存：将二氧化钛成品进行包装，并存放在干燥、通风的地方。

硫酸法钛白生产过程中需要消耗大量的硫酸和能源，同时产生大量的废液、废渣等污染物，对环境造成一定的影响。

因此，在生产过程中需要采取有效的环保措施，减少污染物排放，保护环境。

需要注意的是，具体的生产工艺和参数可能因厂家和产品要求而有所不同。

以上内容仅为一般性描述，供参考。

如果你对硫酸法钛白的生产过程有更详细的问题，建议咨询相关专业人士或参考相关文献资料。

二氧化钛纳米材料的合成及在水中降解的应用

二氧化钛纳米材料的合成及在水中降解的应用林晓亮摘要二氧化钛及其他半导体光催化材料由于在各种传感器、太阳能电池、光催化降解污染物等环境领域具有广泛的潜在应用前景而被人们深入研究。

其中，二氧化钦由于其具有生物和化学惰性、氧化能力强、抗光、化学腐蚀能力强以及较低的生产成本等优点而被广泛用作光催化反应的催化剂。

然而，由于二氧化钦光催化材料的太阳能利用率低，使其光催化活性在实际应用上需要得到进一步的提高。

本文采用溶胶-凝胶法制备了粉末 TiO2，并通过正交实验优化了粉末TiO2的制备工艺，探讨了影响溶胶-凝胶过程和 TiO2催化性能的主要因素。

又采用溶胶-凝胶法制备了TiO2，研究了钛酸丁酯、无水乙醇、去离子水、冰乙酸和浓盐酸的用量以及热处理温度对 TiO2吸附性能和光催化性能的影响，通过工艺优化，制备了具有良好吸附性能和光催化性能的 TiO2。

研究表明当钛酸丁酯、无水乙醇、去离子水和盐酸的用量分别为 10mL、40mL、4mL、8滴，TiO2的吸附性能和光催化性能最好。

并制备了一系列不同比例的掺硫TiO2，在紫外光下对亚甲基蓝溶液做降解反应，在实验室的最佳条件下，确定出最佳掺杂量。

经实验证明，适量掺硫TiO2的光催化性能要明显优于纯的TiO2。

关键词光催化；二氧化钛；溶胶-凝胶法； S-掺杂量；降解反应；紫外光AbstractAlthough TiO2 pHotocatalytic material has a low efficient utilization of solar energy ，the preparation of pHotocatalyst with high pHotocatalytic activity ，the immobilization of powder pHotocatalyst.In this paper，TiO2 powder was prepared by sol-gel method firstly，and the preparation conditions werer optimized by the orthogonal experiments.The main factors which affected the gelation process and catalytic capability were discussed.Then TiO2powder was prepared by sol-gel method too.The amount of reagents including anhydrous ethanol ，distilled water，hydrochloric acid，and calcination temperature were were optimized，and the optimum preparation conditions were obtained. Through process optimization，prepared with good adsorption properties and pHotocatalytic properties of TiO2. Studies show that when tetrabutyl titanate，ethanol，deionized water and the amount of hydrochloric acid are 10mL，40mL，4mL，8 drops，TiO2 adsorption and pHotocatalytic properties of the best. And prepared a series of different proportions of cerium-doped TiO2，under ultraviolet light to do on the degradation of methylene blue reaction，under the best conditions in the laboratory to determine the optimal doping. The experiments show that cerium-doped Ce-doped amount TiO2catalytic properties of light is much better than pure TiO2.Key words pHotocatalysis；TiO2；sol-gel method；S- doping degradation；目录第一章绪论 (1)1.1前言 (1)1.2有机小分子凝胶的形成机理 (1)1.3凝胶的制备 (2)1.4.1纳米二氧化钛光催化剂制备方法研究进展 (2)1.4.2 TiO2的掺杂改性 (7)1.4.3 TiO2的实际应用及前景 (8)1.4.4本课题的目的与研究内容 (9)第二章二氧化钛的合成及掺杂硫的合成 (10)2.1 实验药品与仪器 (10)2.1.1 实验试剂 (10)2.1.2 实验仪器 (10)2.2溶胶-凝胶的形成原理 (11)2.3合成线路 (11)2.4光催化剂的制备 (11)2.5光催化剂活性测试 (12)2.6影响成胶的因素 (12)2.6.1温度对溶胶速率的影响 (12)2.6.2冰乙醇加入量对凝胶速率的影响 (13)2.6.3乙酸加入量对凝胶速率的影响 (14)2.6.4浓盐酸滴加量对凝胶速率的影响 (14)2.6.5去离子水对凝胶速率的影响 (15)2.7结构表征 (16)2.7.1 XRD分析 (16)2.7.2比表面积的测定 (17)2.8结果与讨论 (19)2.8.1煅烧温度对凝胶的催化活性的影响 (19)2.8.2 pH 对催化活性的影响 (20)2.8.3催化剂加入量对催化活性的影响 (21)2.9本章小结 (22)第三章非金属掺杂光催化剂的制备及催化性能的研究 (23)3.1实验药品与仪器 (23)实验仪器 (23)3.2 非金属掺杂纳米TiO2的制备 (24)3.3掺杂TiO2催化剂活性测试 (25)3.4掺杂量对二氧化钛催化活性的影响 (26)3.4.1紫外光下 (26)3.4.2太阳光下 (27)第四章实验结论 (28)致谢 (29)第一章绪论1.1前言日常生活中会经常看到一些凝胶的实例：凝胶溶液冷却后变成冻胶；豆浆是流体，加卤水后变成任意切割的豆腐；水玻璃是硅酸盐水溶液，加适量的酸后即凝胶成硅胶。

温度对水热法合成二氧化钛纳米粉体的影响

图 1 以水热法在 140-180℃合成的纳米 TiO2 粉体的 XRD 图
Fig.1 XRD patterns of TiO2 nanopowders prepared at 140-180℃
中国陶瓷│ CHINA CERAMICS │ 2009(45) 第 7 期│ 25
中国陶瓷
2009 年第 7 期
water at a semiconductor electrode, Nature，1972, 37: 28
[2]Asahi R, Morikawa T, Ohwaki T, Aoki K, Taga
Y.Visible-Light Photocatalysis in Nitrogen-Doped
Titanium Oxides, Science, 2001, 293:269-271
decomposed by TiO2 powders
图 3 140-180℃ 水热 4h 合成的纳米 TiO2 粉体的颗粒分布柱状图 Fig.3 Histograms of size distribution by number of TiO2 nanoparticles prepared at 140-180℃ for 4h
三种粉体进行动态光散射激光粒度分析，结果如图 3 和
表 1 所示，可以看到三种粉体晶粒尺寸峰值均在 15nm 左
右，颗粒分布窄，这与 TEM 直观观察的结果基本一致，
与根据谢乐公式计算的结果也相互吻合。以上分析表明
本实验得到的 TiO2 是分散良好的纳米锐钛矿粉体，二乙醇胺作为水解抑制剂和分散剂起到了良好的作用，阻止
分别是 11.6nm（140 ℃），10.8nm（160 ℃）和 10.2nm

二氧化钛煅烧碳

二氧化钛煅烧碳二氧化钛煅烧碳是一种常见的工业过程，它在许多领域都有广泛的应用。

本文将从二氧化钛煅烧碳的定义、工艺过程、应用领域等方面进行详细介绍。

一、二氧化钛煅烧碳的定义二氧化钛煅烧碳是指将二氧化钛和碳材料在高温下进行反应，使碳材料燃烧氧化，从而得到二氧化钛的过程。

煅烧碳是一种重要的制备二氧化钛的方法，其产物具有高纯度、高晶体度和良好的光催化性能。

1. 原料准备：将粉末状的二氧化钛和碳材料按照一定的比例混合均匀。

常用的碳材料有活性炭、木炭等。

2. 煅烧设备：将混合物放入高温炉中进行煅烧。

炉温一般在800-1000摄氏度之间，煅烧时间根据需求而定。

3. 煅烧反应：在高温下，碳材料与氧气发生反应，产生大量的热量。

碳材料被氧化，生成二氧化碳气体释放出来，而二氧化钛则得到还原。

4. 产物处理：将煅烧后的产物进行冷却、分散、洗涤等处理，得到粉末状的二氧化钛。

三、二氧化钛煅烧碳的应用领域1. 光催化：二氧化钛具有良好的光催化性能，可以将太阳光转化为化学能，用于水的分解和有机物的降解等环境治理领域。

2. 光电子器件：二氧化钛薄膜可以作为光电子器件的电极材料，如太阳能电池、光电导电等。

3. 功能涂料：二氧化钛颗粒具有优良的遮盖力和白度，可以用于制备防紫外线涂料、自洁涂料等。

4. 医疗用途：二氧化钛具有抗菌、消炎和促进伤口愈合的作用，可用于医疗材料的制备，如医用纱布、外科缝线等。

5. 环境保护：二氧化钛具有吸附和催化分解有害气体的能力，可用于大气污染治理、废水处理等领域。

二氧化钛煅烧碳是一种重要的工业制备二氧化钛的方法，具有广泛的应用前景。

通过合理控制煅烧条件和处理工艺，可以获得高质量的二氧化钛产品，满足不同领域的需求。

随着科学技术的不断进步，二氧化钛煅烧碳的工艺和应用还将不断得到改进和拓展。

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水合二氧化钛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：粒子的成长、聚集和晶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。

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。

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。

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。