高纯微细钛酸盐粉体生产方法.pdf

高纯微细钛酸盐粉体生产方法，是用初级二氧化钛(或偏钛酸)和碱土金属(如钡、锶、钙等)碳酸盐为原料，经提纯、合成、细化、副产品回收等工序产出品位大于(或等于)99.5％，平均粒度小于4.5微米的钛酸盐粉体的一种新方法。本发明由于原料均为初级化工产品，提纯、合成、细化、副产品回收等工序在一个流程中完成，流程简单，能耗低，易于实现低成本、大规模、高质量地生产钛酸盐粉体。产品主要用于电子工业。

1： 1、一种高纯微细钛酸盐粉体生产方法，其特征在于，工艺流程由初级二氧化 钛(或偏钛酸)的提纯，初级碳酸盐的提纯，合成包裹体与煅烧三大部分组 成，即：二氧化钛(或偏钛酸)用纯盐酸浸出，经过净化、过滤、洗涤得到 高品位二氧化钛(或偏钛酸)滤饼，滤液和洗涤液送碳酸盐提纯工序；碳酸 盐放入上述工序送来的滤液和洗涤液中进行浸出，控制浸出结束时液体的PH 值为5～6，加入氨水调浆液至PH值稳定在11以上，静置、过滤得到清液，清 液经蒸发结晶，结晶体配成饱和盐离子精液送合成包裹工序；在合成包裹工 序中，二氧化钛(或偏钛酸)滤饼用盐离子精液(或饱和碳酸氢铵液)打 浆，同时加入烷醇胺类化合物作为添加剂，然后缓慢加入饱和碳酸氢铵液 (或盐离子精液)合成碳酸盐对二氧化钛(或偏钛酸)的包裹体，即固相包 裹体，经过滤、洗涤后送煅烧工序；固相包裹体经980～1200℃煅烧后，冷却 得钛酸盐粉体， 具体操作步骤和工艺条件是： (一)、二氧化钛(或偏钛酸)的提纯 (1)、把合成钛酸盐所需的二氧化钛(或偏钛酸)(品位＞95％)过量 0.5～2.0％，加入到25～35％的化学纯盐酸液中，液固比为2.0～4.0，搅 拌浸出温度为室温，浸出时间为3～6小时，搅拌强度大于180转/分； (2)、离心过滤浆液，滤饼返回搅拌槽，并用去离子水打浆洗涤，液固比 4.0，再次离心过滤；如此反复洗涤过滤到洗液PH值约为3.5；浸出液和洗液 送碳酸盐提纯工序，洗干净的二氧化钛(或偏钛酸)滤饼待用， (二)、碱土金属(如钡、锶、钙等)碳酸盐提纯 (1)、将碳酸盐(品位＞95％)按预期合成钛酸盐所需量过量40％，放入 二氧化钛(或偏钛酸)液的浸出液和洗液中，如果盐酸不够再补充部分盐 酸，直到搅拌槽底只剩少量碳酸盐固体，液体的PH值约为5～6，加入氨水调 浆液PH值稳定在11以上，继续搅拌1个小时，再静置2个小时以上，细心过滤出清 液，滤渣洗涤后弃之； (2)、清液进行一次蒸发结晶至残留母液中主金属离子的量为主金属离子 总量的15～25％，母液返回一次蒸发或开路除杂质，结晶体配成饱和液后进 行二次蒸发结晶至残留母液中主金属离子的量为主金属离子总量的10～15 ％，母液返回一次蒸发，结晶体配成饱和盐离子精液， (三)、合成与煅烧 (1)、洗干净并计量的二氧化钛(或偏钛酸)滤饼用饱和碳酸氢铵液打 浆，碳酸氢铵量为沉淀合成钛酸盐中的盐离子生成碳酸盐所需量的110～125 ％，打浆强度大于150转/分。打浆时间约30分钟，在打浆液中加入添加剂 (烷醇胺类化合物)，然后，按产品方案缓慢加入合成钛酸盐所需的盐离子 精液，搅拌速度大于200转/分，搅拌时间大于120分钟； (2)、也可以将洗干净的二氧化钛(或偏钛酸)滤饼用盐离子精液打浆， 打浆强度大于200转/分，打浆时间约60分钟，在打浆液中加入添加剂(烷醇 胺类化合物)，然后，缓慢加入合成钛酸盐所需的饱和碳酸氢铵液，碳酸氢 铵过量10～20％，搅拌速度大于200转/分，搅拌时间大于120分钟； (3)、合成所得碳酸盐对二氧化钛(或偏钛酸)的包裹体用离心机过滤， 滤液为氯化铵，送蒸发结晶得氯化铵，滤饼用去离子水反复搅拌过滤洗涤至 洗水中氯离子浓度低于0.01克/升； (4)、洗干净的碳酸盐对二氧化钛(或偏钛酸)的包裹体送煅烧炉煅烧， 煅烧温度为980～1200℃，时间为120分钟，煅烧产品钛酸盐粉体冷却到250℃ 出炉，所得钛酸盐粉体品级大于(或等于)99.5％，粉体平均粒度为4.5～ 3.5微米； (5)、当要求钛酸盐粉体平均粒度小于3.5微米时，将煅烧产品钛酸盐粉体 进行超细湿磨即可，例如，用氧化锆球(直径3毫米)湿磨3小时钛酸钡粉体 平均粒度将小于
2： 0微米。 2、根据权利要求1所述的高纯微细钛酸盐粉体生产方法，其特征在于，生产 钛酸钡粉体的工艺及技术条件如下： 初级二氧化钛粉体品位98％ 初级碳酸钡粉体品位95％ 添加剂为乙醇胺 选用的技术条件： (一)、二氧化钛的提纯工序 (1)、初级二氧化钛过量2.0％； (2)、化学纯盐酸浓度25％，液固比为4.0； (3)、浸出时间为6小时，搅拌强度190转/分； (4)、离心过滤浆液。滤饼打浆洗涤液固比为4.0。反复洗涤过滤到洗液 PH值约为3.5， (二)、碳酸钡提纯工序 (1)、初级碳酸钡过量40％； (2)、浸出到液体的PH值为5～6，加入氨水调浆液PH值稳定在12，继续搅拌 1个小时，再静置4个小时； (3)、一次蒸发结晶至残留母液中钡离子的量为钡离子总量的15％，二次 蒸发结晶至残留母液中钡离子的量为钡离子总量的10％， (三)、合成与煅烧工序 (1)、洗干净并计量的二氧化钛滤饼用饱和碳酸氢铵液打浆，碳酸氢铵量 为理论所需量的120％； (2)、打浆强度180转/分，在打浆液中加入干二氧化钛量0.5％的乙醇胺； (3)、缓慢加入钡离子精液时，搅拌速度210转/分，搅拌时间120分钟； (4)、合成所得碳酸钡对二氧化钛的包裹体用离心机过滤，滤饼用去离子 水反复搅拌过滤洗涤至洗水中氯离子浓度低于0.01克/升； (5)、煅烧温度为1000℃，时间为120分钟，煅烧产品钛酸钡粉体冷却到 250℃出炉。 3、根据权利要求1所述的高纯微细钛酸盐粉体生产方法，其特征在于，生产 钛酸锶粉体的工艺及技术条件是： 初级偏钛酸粉体品位98％ 初级碳酸锶粉体品位95％ 添加剂为乙醇胺 选用的技术条件： (一)、偏钛酸的提纯工序 (1)、初级偏钛酸过量2.0％； (2)、化学纯盐酸浓度30％，液固比为4.0； (3)、浸出时间为3小时，搅拌强度190转/分； (4)、离心过滤浆液，滤饼打浆洗涤液固比为4.0，反复洗涤过滤到洗液 PH值约为3.5， (二)、碳酸锶提纯工序 (1)、初级碳酸锶过量40％； (2)、浸出到液体的PH值为5～6，加入氨水调浆液PH值稳定在14，继续搅拌 1个小时，再静置4个小时； (3)、一次蒸发结晶至残留母液中锶离子的量为锶离子总量的20％。二次 蒸发结晶至残留母液中锶离子的量为锶离子总量的15％， (三)、合成与煅烧工序 (1)、洗干净并计量的偏钛酸滤饼用饱和锶离子精液打浆； (2)、打浆强度180转/分，在打浆液中加入干偏钛酸量0.5％的乙醇胺； (3)、缓慢加入饱和碳酸氢铵液量为理论所需量的120％，搅拌速度200转/ 分，搅拌时间120分钟； (4)、合成所得碳酸锶对偏钛酸的包裹体用离心机过滤，滤饼用去离子水 反复搅拌过滤洗涤至洗水中氯离子浓度低于0.01克/升； (5)、煅烧温度为1150℃，时间为120分钟，煅烧产品钛酸锶粉体冷却到 250℃出炉； (6)、煅烧产品钛酸锶粉体用氧化铬球(直径3毫米)进行湿磨三小时。
3： 0％，加入到25～35％的化学纯盐酸液中，液固比为2.0～4.0，搅 拌浸出温度为室温，浸出时间为3～6小时，搅拌强度大于180转/分； (2)、离心过滤浆液，滤饼返回搅拌槽，并用去离子水打浆洗涤，液固比 4.0，再次离心过滤；如此反复洗涤过滤到洗液PH值约为
4： 5；浸出液和洗液 送碳酸盐提纯工序，洗干净的二氧化钛(或偏钛酸)滤饼待用， (二)、碱土金属(如钡、锶、钙等)碳酸盐提纯 (1)、将碳酸盐(品位＞95％)按预期合成钛酸盐所需量过量40％，放入 二氧化钛(或偏钛酸)液的浸出液和洗液中，如果盐酸不够再补充部分盐 酸，直到搅拌槽底只剩少量碳酸盐固体，液体的PH值约为5～6，加入氨水调 浆液PH值稳定在11以上，继续搅拌1个小时，再静置2个小时以上，细心过滤出清 液，滤渣洗涤后弃之； (2)、清液进行一次蒸发结晶至残留母液中主金属离子的量为主金属离子 总量的15～25％，母液返回一次蒸发或开路除杂质，结晶体配成饱和液后进 行二次蒸发结晶至残留母液中主金属离子的量为主金属离子总量的10～15 ％，母液返回一次蒸发，结晶体配成饱和盐离子精液， (三)、合成与煅烧 (1)、洗干净并计量的二氧化钛(或偏钛酸)滤饼用饱和碳酸氢铵液打 浆，碳酸氢铵量为沉淀合成钛酸盐中的盐离子生成碳酸盐所需量的110～125 ％，打浆强度大于150转/分。打浆时间约30分钟，在打浆液中加入添加剂 (烷醇胺类化合物)，然后，按产品方案缓慢加入合成钛酸盐所需的盐离子 精液，搅拌速度大于200转/分，搅拌时间大于120分钟； (2)、也可以将洗干净的二氧化钛(或偏钛酸)滤饼用盐离子精液打浆， 打浆强度大于200转/分，打浆时间约60分钟，在打浆液中加入添加剂(烷醇 胺类化合物)，然后，缓慢加入合成钛酸盐所需的饱和碳酸氢铵液，碳酸氢 铵过量10～20％，搅拌速度大于200转/分，搅拌时间大于120分钟； (3)、合成所得碳酸盐对二氧化钛(或偏钛酸)的包裹体用离心机过滤， 滤液为氯化铵，送蒸发结晶得氯化铵，滤饼用去离子水反复搅拌过滤洗涤至 洗水中氯离子浓度低于0.01克/升； (4)、洗干净的碳酸盐对二氧化钛(或偏钛酸)的包裹体送煅烧炉煅烧， 煅烧温度为980～1200℃，时间为120分钟，煅烧产品钛酸盐粉体冷却到250℃ 出炉，所得钛酸盐粉体品级大于(或等于)99.5％，粉体平均粒度为4.5～ 3.5微米； (5)、当要求钛酸盐粉体平均粒度小于3.5微米时，将煅烧产品钛酸盐粉体 进行超细湿磨即可，例如，用氧化锆球(直径3毫米)湿磨3小时钛酸钡粉体 平均粒度将小于1.0微米。 2、根据权利要求1所述的高纯微细钛酸盐粉体生产方法，其特征在于，生产 钛酸钡粉体的工艺及技术条件如下： 初级二氧化钛粉体品位98％ 初级碳酸钡粉体品位95％ 添加剂为乙醇胺 选用的技术条件： (一)、二氧化钛的提纯工序 (1)、初级二氧化钛过量2.0％； (2)、化学纯盐酸浓度25％，液固比为4.0； (3)、浸出时间为6小时，搅拌强度190转/分； (4)、离心过滤浆液。滤饼打浆洗涤液固比为4.0。反复洗涤过滤到洗液 PH值约为3.5， (二)、碳酸钡提纯工序 (1)、初级碳酸钡过量40％； (2)、浸出到液体的PH值为5～6，加入氨水调浆液PH值稳定在12，继续搅拌 1个小时，再静置4个小时； (3)、一次蒸发结晶至残留母液中钡离子的量为钡离子总量的15％，二次 蒸发结晶至残留母液中钡离子的量为钡离子总量的10％， (三)、合成与煅烧工序 (1)、洗干净并计量的二氧化钛滤饼用饱和碳酸氢铵液打浆，碳酸氢铵量 为理论所需量的120％； (2)、打浆强度180转/分，在打浆液中加入干二氧化钛量0.5％的乙醇胺； (3)、缓慢加入钡离子精液时，搅拌速度210转/分，搅拌时间120分钟； (4)、合成所得碳酸钡对二氧化钛的包裹体用离心机过滤，滤饼用去离子 水反复搅拌过滤洗涤至洗水中氯离子浓度低于0.01克/升； (5)、煅烧温度为1000℃，时间为120分钟，煅烧产品钛酸钡粉体冷却到 250℃出炉。 3、根据权利要求1所述的高纯微细钛酸盐粉体生产方法，其特征在于，生产 钛酸锶粉体的工艺及技术条件是： 初级偏钛酸粉体品位98％ 初级碳酸锶粉体品位95％ 添加剂为乙醇胺 选用的技术条件： (一)、偏钛酸的提纯工序 (1)、初级偏钛酸过量2.0％； (2)、化学纯盐酸浓度30％，液固比为4.0； (3)、浸出时间为3小时，搅拌强度190转/分； (4)、离心过滤浆液，滤饼打浆洗涤液固比为4.0，反复洗涤过滤到洗液 PH值约为3.5， (二)、碳酸锶提纯工序 (1)、初级碳酸锶过量40％； (2)、浸出到液体的PH值为5～6，加入氨水调浆液PH值稳定在14，继续搅拌 1个小时，再静置4个小时； (3)、一次蒸发结晶至残留母液中锶离子的量为锶离子总量的20％。二次 蒸发结晶至残留母液中锶离子的量为锶离子总量的15％， (三)、合成与煅烧工序 (1)、洗干净并计量的偏钛酸滤饼用饱和锶离子精液打浆； (2)、打浆强度180转/分，在打浆液中加入干偏钛酸量0.5％的乙醇胺； (3)、缓慢加入饱和碳酸氢铵液量为理论所需量的120％，搅拌速度200转/ 分，搅拌时间120分钟； (4)、合成所得碳酸锶对偏钛酸的包裹体用离心机过滤，滤饼用去离子水 反复搅拌过滤洗涤至洗水中氯离子浓度低于0.01克/升； (5)、煅烧温度为1150℃，时间为120分钟，煅烧产品钛酸锶粉体冷却到 250℃出炉； (6)、煅烧产品钛酸锶粉体用氧化铬球(直径3毫米)进行湿磨三小时。
5： 0，搅 拌浸出温度为室温，浸出时间为3～6小时，搅拌强度大于180转/分； (2)、离心过滤浆液，滤饼返回搅拌槽，并用去离子水打浆洗涤，液固比 4.0，再次离心过滤；如此反复洗涤过滤到洗液PH值约为3.5；浸出液和洗液 送碳酸盐提纯工序，洗干净的二氧化钛(或偏钛酸)滤饼待用， (二)、碱土金属(如钡、锶、钙等)碳酸盐提纯 (1)、将碳酸盐(品位＞95％)按预期合成钛酸盐所需量过量40％，放入 二氧化钛(或偏钛酸)液的浸出液和洗液中，如果盐酸不够再补充部分盐 酸，直到搅拌槽底只剩少量碳酸盐固体，液体的PH值约为5～6，加入氨水调 浆液PH值稳定在11以上，继续搅拌1个小时，再静置2个小时以上，细心过滤出清 液，滤渣洗涤后弃之； (2)、清液进行一次蒸发结晶至残留母液中主金属离子的量为主金属离子 总量的15～25％，母液返回一次蒸发或开路除杂质，结晶体配成饱和液后进 行二次蒸发结晶至残留母液中主金属离子的量为主金属离子总量的10～15 ％，母液返回一次蒸发，结晶体配成饱和盐离子精液， (三)、合成与煅烧 (1)、洗干净并计量的二氧化钛(或偏钛酸)滤饼用饱和碳酸氢铵液打 浆，碳酸氢铵量为沉淀合成钛酸盐中的盐离子生成碳酸盐所需量的110～125 ％，打浆强度大于150转/分。打浆时间约30分钟，在打浆液中加入添加剂 (烷醇胺类化合物)，然后，按产品方案缓慢加入合成钛酸盐所需的盐离子 精液，搅拌速度大于200转/分，搅拌时间大于120分钟； (2)、也可以将洗干净的二氧化钛(或偏钛酸)滤饼用盐离子精液打浆， 打浆强度大于200转/分，打浆时间约60分钟，在打浆液中加入添加剂(烷醇 胺类化合物)，然后，缓慢加入合成钛酸盐所需的饱和碳酸氢铵液，碳酸氢 铵过量10～20％，搅拌速度大于200转/分，搅拌时间大于120分钟； (3)、合成所得碳酸盐对二氧化钛(或偏钛酸)的包裹体用离心机过滤， 滤液为氯化铵，送蒸发结晶得氯化铵，滤饼用去离子水反复搅拌过滤洗涤至 洗水中氯离子浓度低于0.01克/升； (4)、洗干净的碳酸盐对二氧化钛(或偏钛酸)的包裹体送煅烧炉煅烧， 煅烧温度为980～1200℃，时间为120分钟，煅烧产品钛酸盐粉体冷却到250℃ 出炉，所得钛酸盐粉体品级大于(或等于)99.5％，粉体平均粒度为4.5～ 3.5微米； (5)、当要求钛酸盐粉体平均粒度小于3.5微米时，将煅烧产品钛酸盐粉体 进行超细湿磨即可，例如，用氧化锆球(直径3毫米)湿磨3小时钛酸钡粉体 平均粒度将小于1.0微米。 2、根据权利要求1所述的高纯微细钛酸盐粉体生产方法，其特征在于，生产 钛酸钡粉体的工艺及技术条件如下： 初级二氧化钛粉体品位98％ 初级碳酸钡粉体品位95％ 添加剂为乙醇胺 选用的技术条件： (一)、二氧化钛的提纯工序 (1)、初级二氧化钛过量2.0％； (2)、化学纯盐酸浓度25％，液固比为4.0； (3)、浸出时间为6小时，搅拌强度190转/分； (4)、离心过滤浆液。滤饼打浆洗涤液固比为4.0。反复洗涤过滤到洗液 PH值约为3.5， (二)、碳酸钡提纯工序 (1)、初级碳酸钡过量40％； (2)、浸出到液体的PH值为5～6，加入氨水调浆液PH值稳定在12，继续搅拌 1个小时，再静置4个小时； (3)、一次蒸发结晶至残留母液中钡离子的量为钡离子总量的15％，二次 蒸发结晶至残留母液中钡离子的量为钡离子总量的10％， (三)、合成与煅烧工序 (1)、洗干净并计量的二氧化钛滤饼用饱和碳酸氢铵液打浆，碳酸氢铵量 为理论所需量的120％； (2)、打浆强度180转/分，在打浆液中加入干二氧化钛量0.5％的乙醇胺； (3)、缓慢加入钡离子精液时，搅拌速度210转/分，搅拌时间120分钟； (4)、合成所得碳酸钡对二氧化钛的包裹体用离心机过滤，滤饼用去离子 水反复搅拌过滤洗涤至洗水中氯离子浓度低于0.01克/升； (5)、煅烧温度为1000℃，时间为120分钟，煅烧产品钛酸钡粉体冷却到 250℃出炉。 3、根据权利要求1所述的高纯微细钛酸盐粉体生产方法，其特征在于，生产 钛酸锶粉体的工艺及技术条件是： 初级偏钛酸粉体品位98％ 初级碳酸锶粉体品位95％ 添加剂为乙醇胺 选用的技术条件： (一)、偏钛酸的提纯工序 (1)、初级偏钛酸过量2.0％； (2)、化学纯盐酸浓度30％，液固比为4.0； (3)、浸出时间为3小时，搅拌强度190转/分； (4)、离心过滤浆液，滤饼打浆洗涤液固比为4.0，反复洗涤过滤到洗液 PH值约为3.5， (二)、碳酸锶提纯工序 (1)、初级碳酸锶过量40％； (2)、浸出到液体的PH值为5～6，加入氨水调浆液PH值稳定在14，继续搅拌 1个小时，再静置4个小时； (3)、一次蒸发结晶至残留母液中锶离子的量为锶离子总量的20％。二次 蒸发结晶至残留母液中锶离子的量为锶离子总量的15％， (三)、合成与煅烧工序 (1)、洗干净并计量的偏钛酸滤饼用饱和锶离子精液打浆； (2)、打浆强度180转/分，在打浆液中加入干偏钛酸量0.5％的乙醇胺； (3)、缓慢加入饱和碳酸氢铵液量为理论所需量的120％，搅拌速度200转/ 分，搅拌时间120分钟； (4)、合成所得碳酸锶对偏钛酸的包裹体用离心机过滤，滤饼用去离子水 反复搅拌过滤洗涤至洗水中氯离子浓度低于0.01克/升； (5)、煅烧温度为1150℃，时间为120分钟，煅烧产品钛酸锶粉体冷却到 250℃出炉； (6)、煅烧产品钛酸锶粉体用氧化铬球(直径3毫米)进行湿磨三小时。