Спосіб одержання пігментного діоксиду титану анатазної модифікації

Корисна модель відноситься до технології одержання пігментного діоксиду титану анатазної модифікації, який широко використовується в лакофарбовій, паперовій, гумовій та ін. галузях. Відомий спосіб одержання пігментного діоксиду титану анатазної модифікації, що включає стадії гідролізу титанілсульфатних розчинів, фільтрацію, солеобробку, прожарювання гідратованого діоксиду титану в присутності сульфату калію або гідрооксиду калію і фосфорної кислоти . Цей спосіб модифікування на стадії солеобробки не сприяє отриманню діоксиду титану з високим вмістом анатазної структури пігменту, крім того перехід аморфного діоксиду титану в анатазну структуру відбувається при температурі прожарювання пасти в межах 920°С-950°С. Домішки рутильної модифікації досягають більше 3%..[а.с. СССР №722925, кл С09C1/36]. В основу корисної моделі поставлена задача покращення якості пігменту, зменшення енерговитрат, а також матеріальних затрат на виробництво. Поставлена задача досягається тим, що в способі одержання анатазного діоксиду титану, що включає стадії гідролізу, фільтрації, солеобробку, прожарювання гідратованого діоксиду титану - модифікування на стадії солевої обробки здійснюється розчинами монофосфату калію та рідкого скла в кількості: КН2РО4 від 0,2% до 0,3% в перерахунку на Р2О5 і К2О від 0,13 до 0,2% до маси ТіО2, та рідким склом в кількості від 0,3% до 0,5% в перерахунку на SiO2 до маси ТіО2. Сольова обробка суспензії розчинами монофосфату калію в присутності рідкого скла сприяє формуванню діоксиду титану структури анатаз вже за температури від 850°С до 880°С, замість 920°С-950°С. Модифікуюча добавка SiO2 являється активним антирутилізатором, покращує процес десульфатизації. Підібраний склад і кількість мікродобавок солей однозаміщеного фосфату калію і рідкого скла, що визначає процес кристалізації і модифікування поверхні кристалів анатазу при прожаренні. Кількість добавок не повинна перевищувати сорбційну здатність поверхні частинок, в супротивному випадку погіршується оптична якість продукту. Модифікуючі добавки Р2О5, K2O, SiO2 сорбуються на поверхні аморфного гідратованого діоксиду титану і впливають на величину надмірної поверхневої енергії кристала, яка визначає формування кристала анатазної структури, перешкоджають спіканню їх і обмежують зростання кристалів анатазу у високотемпературній області. Обґрунтування оптимальних параметрів модифікуючих добавок Р 2О5, К2О, SiO2 наведені в таблиці та прикладах конкретного виконання. Оптимальна кількість добавки рідкого скла в перерахунку на SiO2 0,3% до 0,5% SiO2 від маси ТіО2 Введення SiO2 більше ніж 0,5% від маси ТіО2 приводить до пониження якості продукції по показнику розбілююча здатність. При введення рідкого скла менше 0.3% до маси ТіО2 процес утворення аморфної структури ТіО2 проходить при температурі вище ніж 880°С. Спосіб здійснюється таким чином: До суспензії гідратованого діоксиду титану на стадії солевої обробки додають розчини монофосфату калію з масовою концентрацією Р 2О5 20г/дм3 в кількості від 0,2% до 0,3% Р2О5 і відповідно 0,1%-0,2% К2О від маси ТіО2 і рідкого скла зі щільністю 1,065г/дм3-1,067г/дм3 в кількості від 0,3% до 0,5% SiO2 до маси ТіО2. Після подачі кожного реагенту суспензію перемішують протягом 20-30хв. Після модифікування суспензію фільтрують, отриману пасту прожарюють в муфельній печі 1 год. за температури 850°С-880°С. Продукт після печі випробовують за показниками масова частка діоксиду титану, масова частка рутилу, білизна, розбілююча здатність, масова частка сульфатів. Приклад (по прототипу) Для отримання анатазної модифікації солеобробку діоксиду титану проводять розчинами сульфату калію або гідрооксид калію в кількості від 0,1%-0,3% в перерахунку на К2О і розчином фосфорної кислоти в кількості не більше 0,5% Р2О5 від маси ТіО2. Температура прожарювання пасти в печі 950°С. Приклад 1 До 250см3 суспензії, що містить 300г/дм3 ТіО2 додають розчини монофосфату калію з масовою концентрацією Р2О5 20г/дм3 (13,3г/дм3 К2О) в кількості 0,3% Р2О5 і відповідно 0,2% К2О від маси ТіО2 і рідкого скла зі щільністю 1,065г/дм3-1,067г/дм3 в кількості 0,3% SiO2 до маси ТіО2. Після подачі кожного реагенту суспензію перемішують протягом 20-30хв. Суспензію після солеобробки фільтрують і отриману пасту прожарюють в муфельній печі за температури 850°С протягом 1 часу. Приклад 2 До 250см3 суспензії, що містить 300г/дм3 ТіО2 додають розчини монофосфату калію з масовою концентрацією Р2О5 20г/дм3 в кількості 0,2% Р2О5 і відповідно 0,13% К2О від маси ТіО2 і рідкого скла зі щільністю 1,065г/дм31,067г/дм3 в кількості 0,3% SiO2 до маси ТіО2. Після подачі кожного реагенту суспензію перемішують протягом 2030хв. Суспензію після солеобробки фільтрують і отриману пасту прожарюють в муфельній печі за температури 860°С протягом 1 часу. Приклад 3 До 250см3 суспензії, що містить 300г/дм3 ТіО2 додають розчини монофосфату калію з масовою концентрацією Р2О5 20г/дм3 в кількості 0,2% Р2О5 і відповідно 0,13% К2О від маси ТіО2 і рідкого скла зі щільністю 1,065г/дм31,067г/дм3 в кількості 0,2% SiO2 до маси ТіО2. Після подачі кожного реагенту суспензію перемішують протягом 2030хв. Суспензію після солеобробки фільтрують і отриману пасту прожарюють в муфельній печі за температури 890°С протягом 1 часу. Приклад 4 До 250см3 суспензії, що містить 300г/дм3 ТіО2 додають розчини монофосфату калію з масовою концентрацією Р2О5 20г/дм3 в кількості 0,3% Р2О5 і відповідно 0,2% К2О від маси ТіО2 і рідкого скла зі щільністю 1,065г/дм31,067г/дм3 в кількості 0,2% SiO2 до маси ТіО2. Після подачі кожного реагенту суспензію перемішують протягом 2030хв. Суспензію після солеобробки фільтрують і отриману пасту прожарюють в муфельній печі за температури 890°С протягом 1 часу. Приклад 5 До 250см3 суспензії, що містить 300г/дм3 ТіО2 додають розчини монофосфату калію з масовою концентрацією Р2О5 20г/дм3 в кількості 0,2% Р2О5 і відповідно 0,13% К2О від маси ТіО2 і рідкого скла зі щільністю 1,065г/дм31,067г/дм3 в кількості 0,5% SiO2 до маси ТіО2. Після подачі кожного реагенту суспензію перемішують протягом 2030хв. Суспензію після солеобробки фільтрують і отриману пасту прожарюють в муфельній печі за температури 850°С протягом 1 часу. Приклад 6 До 250см3 суспензії, що містить 300г/дм3 ТіО2 додають розчини монофосфату калію з масовою концентрацією Р2О5 20г/дм3 в кількості 0,2% Р2О5 і відповідно 0,13% К2О від маси ТіО2 і рідкого скла зі щільністю 1,065г/дм31,067г/дм в кількості 0,7% SiО2 до маси ТіО2. Після подачі кожного реагенту суспензію перемішують протягом 2030хв. Суспензію після солеобробки фільтрують і отриману пасту прожарюють в муфельній печі за температури 850°С протягом 1 часу. Продукт діоксид титану анатазної модифікації аналізують на відповідність вимогам ГОСТ-9808-94 за показниками, наведеними в таблиці. Таблиця Масова частка рутилу, % Масова частка ТіО2% Білизна, у.о. Розбілююча здатність, у.о. Масова частка SО3, % Температура прожарювання, °С Прототип Приклад 1 Приклад 2 Приклад 3 Приклад 4 Приклад 5 Приклад 6 4,6 1,9 1,4 1,7 1,6 1,2 1,0 98,0 98,0 98,2 98,2 98,0 97,8 97,7 97,6 97,7 97,8 97,8 97,7 97,7 97,7 1210 1225 1220 1225 1230 1200 1165 0,08 0,03 0,03 0,04 0,03 0,03 0,02 950 850 860 890 890 850 850 Використання даної корисної моделі дозволить знизити собівартість продукції, що випускається покращити її якість.