本發明涉及一種鈦白粉生產工藝，尤其是一種硫酸法鈦白粉生產工藝。
背景技術：
鈦白粉化學性質穩定，在一般情況下與大部分物質不發生反應。在自然界中二氧化鈦有三種結晶：板鈦型、銳鈦和金紅石型。板鈦型是不穩定的晶型，無工業利用價值，銳鈦型(Anatase)簡稱A型，和金紅石型(Rutile)簡稱R型，都具有穩定的晶格，是重要的白色顏料和瓷器釉料，與其他白色顏料比較有優越的白度、著色力、遮蓋力、耐候性、耐熱性、和化學穩定性，特別是沒有毒性，是目前世界上性能最好的一種白色顏料，廣泛應用于涂料、塑料、造紙、印刷油墨、化纖、橡膠、化妝品等工業。
典型的硫酸法鈦白粉生產工藝包括以下步驟：
(1)用鈦精礦或酸溶性鈦渣與硫酸進行酸解反應，得到硫酸氧鈦溶液；
(2)水解硫酸氧鈦溶液得到粗偏鈦酸漿料；
(3)對粗偏鈦酸漿料進行漂白、水洗，得到水洗合格偏鈦酸；
(4)水洗合格偏鈦酸進行鹽處理，得預處理偏鈦酸；
(5)煅燒：預處理偏鈦酸送入轉窯煅燒得到鈦白粉基料；
(6)鈦白粉基料經過后處理工序制得鈦白粉產品。
其中步驟(5)煅燒工序的主要操作過程為：將經鹽處理后的預處理偏鈦酸送入具有一定斜度且緩慢回轉的窯體尾端(筒體的高端)，同時窯頭方向(筒體的低端)的燃燒混合室將潔凈的火焰及熱風吹入窯內對濾餅加以脫水、煅燒。經1000℃以上高溫進行脫水，煅燒后的水解二氧化鈦濾餅借助傾斜的回轉窯體，既沿圓周方向翻滾又沿軸向(從高端向低端)移動，不斷完成脫水。最終通過窯頭罩下部的雙液壓翻板卸料閥進入冷卻機，經冷卻、篩分后的物料即為鈦白粉基料。
長期的生產實踐證明，為得到較好的金紅石轉化及粒子成長的鈦白粉基料，煅燒溫度至少需要在1000℃以上，并需要維持較長的煅燒時間。但是在這樣的高溫長時間煅燒之下，很容易造成基料燒結嚴重，晶格缺陷增多，物料變硬。進而造成后續工序粉碎難度加大，基料的白度、亮度、分散性不高。
技術實現要素：
為獲得高白度、高分散性的鈦白粉基料，本發明提供了一種鈦白粉基料的生產方法。
本發明所采用的技術方案是：鈦白粉基料的生產方法，包括以下步驟：
A、取水洗合格偏鈦酸進行打漿后，向漿料中加入計量堿性試劑進行中和，充分攪拌，熟化，得到中和漿料；
B、過濾中和漿料得到濾餅，洗滌濾餅以去除其中鹽分，得到洗滌后濾餅；
C、對洗滌后濾餅進行鹽處理，得預處理偏鈦酸；
D、對預處理偏鈦酸進行煅燒得到鈦白粉基料。
發明人在生產檢測中發現，水洗合格偏鈦酸中仍然含有8～10％(質量百分比，以H2SO4計)的化學吸附硫酸，這些硫酸無法通過水洗去除。發明人認為，這些殘留的吸附硫酸是金紅石轉化及成長強烈的抑制劑，因此煅燒的過程不僅僅是預處理偏鈦酸脫水的過程，同時也是脫硫的過程，必須通過高溫脫去吸附硫酸后，金紅石粒子才能很好的成長和轉化，這直接導致煅燒高溫的產生。
因此發明人設計出本發明的方法，向水洗合格偏鈦酸漿料中加入堿性試劑預先除去水洗合格偏鈦酸中的吸附硫酸。實驗證明，經過預先中和脫硫處理的預處理偏鈦酸的硫酸含量可降低到小于0.10％(質量百分比)，在煅燒過程中達到相同的金紅石轉換率所需煅燒終點溫度可降低50～70℃，可在很大程度上改善鈦白粉基料的燒結情況，減少晶格缺陷，基料更加松軟，物料易于研磨易于分散，可以制備出高白度，高分散的鈦白粉產品。
作為本發明的進一步改進，步驟A中所述的堿性試劑選自堿金屬的碳酸鹽，堿金屬的氫氧化物，堿金屬的碳酸氫鹽，氨水中的一種。這些堿性試劑經中和反應后不會產生無法通過洗滌除去的沉淀類雜質，而產生的雜質是可溶性鹽，可通過后續洗滌工序除去，不會影響最終產品的質量。
更佳的，所述堿性試劑選自碳酸鉀、氫氧化鉀、碳酸氫鉀中的一種。在步驟C的鹽處理過程中，通常需要添加氫氧化鉀作為鹽處理劑，因此如果采用以上鉀鹽試劑作為步驟A的堿性試劑，可大大降低步驟B的洗滌工序負荷(因鹽處理劑本身含鉀，因此洗滌后濾餅中殘留微量的鉀不會影響產品鹽處理配方及質量，從而無需將洗液的電導率控制在較低值)。
作為本發明的進一步改進，步驟A中加入堿性試劑調整漿料的3.0≤pH≤4.0。以保證吸附硫酸被充分中和生成可溶性鹽，同時又不加入過多的堿性試劑，避免因中和反應不到位導致的脫硫不徹底或因堿性試劑大量過量導致的水洗困難。
作為本發明的進一步改進，步驟A水洗合格偏鈦酸干基中鐵含量≤40ppm。
作為本發明的進一步改進，步驟B的洗滌終點為：洗滌后產生的洗液的電導率小于100μs。當洗液電導率小于100μs時，干基濾餅的鹽分含量小于0.1％(質量百分比)，確保系統中的鹽分含量足夠低以達到生產高白度高分散鈦白粉基料的標準，當然在采用碳酸鉀、氫氧化鉀或碳酸氫鉀作為堿性試劑時，不需要將洗液電導率控制在100μs以下。
作為本發明的進一步改進，步驟B采用摩爾過濾機或板框壓濾機對濾餅進行洗滌。
本發明的有益效果是：1)經過預先中和脫硫處理的預處理偏鈦酸在煅燒過程中達到相同的金紅石轉換率所需煅燒終點溫度可降低50～70℃，可在很大程度上改善鈦白粉基料的燒結情況，減少晶格缺陷，基料更加松軟，物料易于研磨易于分散，可以制備出高白度，高分散的鈦白粉產品。2)煅燒溫度的降低使得煅燒過程能耗降低。3)后續煅燒尾氣中無硫排放，減少環境污染。
具體實施方式
下面結合實施例對本發明進一步說明。
實施例一：
(1)取水洗合格偏鈦酸，加水打漿至TiO2＝301g/l(干基中Fe＝28ppm)，向漿料中加入氫氧化鈉溶液(NaOH濃度為100g/l)調整漿料pH＝3.0，充分攪拌后熟化120min，得到中和漿料；
(2)將中和漿料直接進行抽濾，水洗濾餅至洗水電導率＝47μs，得到洗滌后濾餅；
(3)往洗滌后濾餅中加入鹽處理劑磷酸，氫氧化鉀，硫酸鋁，調整漿料中P2O5/TiO2＝0.20％；K2O/TiO2＝0.30％；Al2O3/TiO2＝0.30％，漿料烘干，得預處理偏鈦酸；
(4)預處理偏鈦酸經過實驗室煅燒條件：先經過30min升溫至600℃，再以0.5℃/min的速率升溫至基料金紅石轉化率＝98.5％時，記錄煅燒終點溫度，再經冷卻、篩分后得到鈦白粉基料。
(5)檢測鈦白粉基料的干粉L，黑漿b值，亮度，油性20°光澤，檢測結果見表1。
實施例二：
(1)取水洗合格偏鈦酸，加水打漿至TiO2＝301g/l(干基中Fe＝28ppm)，向漿料中加入氫氧化鉀溶液(KaOH濃度為100g/l)調整漿料pH＝4.0，充分攪拌后熟化120min，得到中和漿料；
(2)將中和漿料直接進行抽濾，水洗濾餅至洗水電導率＝2980μs，得到洗滌后濾餅；
(3)往洗滌后濾餅中加入鹽處理劑磷酸，氫氧化鉀，硫酸鋁，調整漿料中P2O5/TiO2＝0.20％；K2O/TiO2＝0.30％；Al2O3/TiO2＝0.30％，漿料烘干，得預處理偏鈦酸；
(4)預處理偏鈦酸經過實驗室煅燒條件：先經過30min升溫至600℃，再以0.5℃/min的速率升溫至基料金紅石轉化率＝98.5％時，記錄煅燒終點溫度，再經冷卻、篩分后得到鈦白粉基料。
(5)檢測鈦白粉基料的干粉L，黑漿b值，亮度，油性20°光澤，檢測結果見表1。
實施例三：
(1)取水洗合格偏鈦酸，加水打漿至TiO2＝301g/l(干基中Fe＝28ppm)，向漿料中加入固體碳酸氫鉀調整漿料pH＝3.2，充分攪拌后熟化120min，得到中和漿料；
(2)將中和漿料直接進行抽濾，水洗濾餅至洗水電導率＝2973μs，得到洗滌后濾餅；
(3)往洗滌后濾餅中加入鹽處理劑磷酸，氫氧化鉀，硫酸鋁，調整漿料中P2O5/TiO2＝0.20％；K2O/TiO2＝0.30％；Al2O3/TiO2＝0.30％，漿料烘干，得預處理偏鈦酸；
(4)預處理偏鈦酸經過實驗室煅燒條件：先經過30min升溫至600℃，再以0.5℃/min的速率升溫至基料金紅石轉化率＝98.5％時，記錄煅燒終點溫度，再經冷卻、篩分后得到鈦白粉基料。
(5)檢測鈦白粉基料的干粉L，黑漿b值，亮度，油性20°光澤，檢測結果見表1。
對比例四：
(1)取水洗合格偏鈦酸，加水打漿至TiO2＝301g/l(干基中Fe＝28ppm)；往該水洗合格偏鈦酸漿料中加入鹽處理劑磷酸，氫氧化鉀，硫酸鋁，調整漿料中P2O5/TiO2＝0.20％；K2O/TiO2＝0.30％；Al2O3/TiO2＝0.30％，漿料烘干，得預處理偏鈦酸；
(2)預處理偏鈦酸經過實驗室煅燒條件：先經過30min升溫至600℃，再以0.5℃/min的速率升溫至基料金紅石轉化率＝98.5％時，記錄煅燒終點溫度，再經冷卻、篩分后得到鈦白粉基料。
(3)檢測鈦白粉基料的干粉L，黑漿b值，亮度，油性20°光澤，檢測結果見表1。
對比例五：(用于說明不使用堿性鉀鹽作為中和試劑的情況下洗滌不到位對產品的影響)
(1)取水洗合格偏鈦酸，加水打漿至TiO2＝301g/l(干基中Fe＝28ppm)，向漿料中加入氫氧化鈉溶液(NaOH濃度為100g/l)調整漿料pH＝3.3，充分攪拌后熟化120min，得到中和漿料；
(2)將中和漿料直接進行抽濾，水洗濾餅至洗水電導率＝2976μs，得到洗滌后濾餅；
(3)往洗滌后濾餅中加入鹽處理劑磷酸，氫氧化鉀，硫酸鋁，調整漿料中P2O5/TiO2＝0.20％；K2O/TiO2＝0.30％；Al2O3/TiO2＝0.30％，漿料烘干，得預處理偏鈦酸；
(4)預處理偏鈦酸經過實驗室煅燒條件：先經過30min升溫至600℃，再以0.5℃/min的速率升溫至基料金紅石轉化率＝98.5％時，記錄煅燒終點溫度，再經冷卻、篩分后得到鈦白粉基料。
(5)檢測鈦白粉基料的干粉L，黑漿b值，亮度，油性20°光澤，檢測結果見表1。
表1：鈦白粉基料檢測結果表