對于顏料金紅石型鈦,除了生產(chǎn)上采取一些措施來提高白度以外,關鍵還在于雜質的去除,雜質對白度的不良影響是很大的,雜質去除得越徹底,產(chǎn)品白度就越高,這對用在涂料中的意義就更大。
在金紅石型鈦生產(chǎn)過程中,如果雜質去除不徹底,當用高溫煅燒時,很多雜質元素如鐵、錳、釩、鉛、鉻、鈷、鈰銅、鎘、鎳、鉬等以氧化物狀態(tài)存在,這些帶色的氧化物就表現(xiàn)出各種色相,使整個金紅石型鈦的色相受到影響而不純白,以致大大影響了產(chǎn)品的質量。因此,必須采用多種方法除去雜質。
選礦除雜質
要除去雜質,首先就要選礦。因為任何鈦鐵礦一般都混雜有不少脈石和共生、伴生、復合的其它礦物。選礦就是利用礦物不同的物理化學性質,采用各種有效方法,將鈦鐵礦與它們分離。例如搖床的重力選礦,可以除去鑄鐵礦中的大部分脈石,再用磁選機進行磁選,讓礦物通過磁場,由于鈦鐵礦是導磁率高、能被磁鐵吸引而本身不能吸鐵、可磁化又可去磁的順磁性礦物,而能磁盤吸引,其它導磁率低的非鈦鐵礦,不能被磁盤吸引而得到分離。
除不溶性雜質
法生產(chǎn)金紅石型鈦,由酸解浸取得到的是渾濁不清的鈦液,其不溶性雜質主要是顆粒較大的機械雜質和顆粒較小的膠體雜質。機械雜質是未起反應的鈦鐵礦物,屬于粗分散狀態(tài),很容易沉析下來;膠體雜質主要是硅酸鋁酸鹽等,由于顆粒小,吸附H而帶有相同的正電荷,由于同種電荷相斥,膠粒很難接近成比較大的顆粒而沉淀下來,因而具有較高的穩(wěn)定性。解決的辦法是用帶負電荷的改性的聚膠體進行電性中和,使膠體粒子凝聚沉降而除去。但是由于膠體沉降不完全,經(jīng)過亞鐵的過濾后,仍有一些穿濾而存在于鈦液中,必須用帶有木炭粉為助濾層的板框壓濾機進行壓濾,直到檢測濾液的澄清度合格為止.
除鐵雜質
在鈦鐵礦中,非鈦雜質多的是鐵,并以二價和三價兩種狀態(tài)存在。將鈦鐵礦與作用,即生成FeSO和(SO)。由于FeSO只有在pH值大于6.5時才開始水解,因此在鈦液水解過程中,因鈦液的酸性較大,F(xiàn)eSO就始終保持溶解狀態(tài),在偏鈦酸洗滌時得以除去。而Fe(SO)在pH值為1.7的酸性溶液中即開始水解生成 Fe(OH)沉淀,其混雜在偏鈦酸中,煅燒時即生成紅棕色的FeO而使成品不夠純白。所以應用鐵屑把Fe(SO)還原為FeSO。為了保證鈦液中的三價鐵全部還原為二價鐵,還原反應還應略為過度,此時鈦液中就有小部分四價鈦還原為三價鈦。三價鈦的存在就可保證三價鐵還原完全,可避免三價鐵水解生成 Fe(OH)進而影響產(chǎn)品白度。經(jīng)過還原,鈦液中全部是FeSO,此時冷凍鈦液,F(xiàn)e即達到過飽和狀態(tài)而大量結晶析出,過濾即可除去大部分鐵鈦液中剩下的未結晶的FeSO,待水解生成偏鈦酸進行水洗時,用水洗除去。由于濾餅的FeO質量分數(shù)超過90×10時,產(chǎn)品白度將受到影響。所以可采取漂白措施使 FeO質量分數(shù)降低到30×10,并進一步除去痕量的釩、鉻、銅等雜質。