资源化利用废弃二氧化钛基催化剂制备高纯纳米二氧化钛的方法

技术特征：
1.一种资源化利用废弃二氧化钛基催化剂制备高纯纳米二氧化钛的方法，其特征在于：包括以下步骤：(ⅰ)反应液的配置将预处理后的浸出渣分散于碱溶液中形成悬浊液；(ⅱ)碱解反应将步骤(ⅰ)所得悬浊液加入到反应器中进行碱解反应，使得浸出渣中的杂质组分快速转化成相应的可溶性盐，经离心、洗涤后得到高纯固相钛酸盐；(ⅲ)酸解反应将步骤(ⅱ)中得到的高纯固相钛酸盐与酸溶液混合形成悬浊液，将悬浊液加入到反应器中，利用在限域空间内的强制微观混合和强化反应能力，实现高纯固相钛酸盐的快速酸解，反应完成后经离心、洗涤、干燥，即得到纳米水合二氧化钛；(ⅳ)焙烧处理将步骤(ⅲ)所得纳米水和二氧化钛进行焙烧处理，焙烧后自然冷却至室温后得到的白色固体，即为纳米二氧化钛。2.根据权利要求1所述的资源化利用废弃二氧化钛基催化剂制备高纯纳米二氧化钛的方法，其特征在于：所述浸出渣是指废弃二氧化钛基催化剂经水洗、酸洗处理去除催化剂中金属组分后，留下的固体相。3.根据权利要求1所述的资源化利用废弃二氧化钛基催化剂制备高纯纳米二氧化钛的方法，其特征在于：所述步骤(ⅰ)中的碱为氢氧化钠、氢氧化钾、碳酸钠、碳酸钾中的任意一种或多种混合，所述碱溶液中碱的质量百分含量为15％～40％；所述步骤(ⅰ)的悬浊液中的浸出渣的质量百分含量为5％～30％。4.根据权利要求1所述的资源化利用废弃二氧化钛基催化剂制备高纯纳米二氧化钛的方法，其特征在于：所述步骤(ⅲ)中的酸为硫酸、盐酸或醋酸中的任意一种或多种混合，酸溶液中酸的质量百分含量为15％～20％；步骤(ⅲ)的悬浊液中的高纯固相钛酸盐的质量百分含量为5％～20％。5.根据权利要求1所述的资源化利用废弃二氧化钛基催化剂制备高纯纳米二氧化钛的方法，其特征在于：所述步骤(ⅲ)中干燥的条件为：60℃～100℃下干燥6h～12h。6.根据权利要求1所述的资源化利用废弃二氧化钛基催化剂制备高纯纳米二氧化钛的方法，其特征在于：所述步骤(ⅳ)中焙烧处理的条件为：在300℃～500℃下焙烧2h～4h，升温速率设定在2℃/min～10℃/min。7.根据权利要求1所述的资源化利用废弃二氧化钛基催化剂制备高纯纳米二氧化钛的方法，其特征在于：步骤(ⅱ)和(ⅲ)中所述反应器均为三级乳化装置。8.根据权利要求7所述的资源化利用废弃二氧化钛基催化剂制备高纯纳米二氧化钛的方法，其特征在于：所述步骤(ⅱ)中反应器的转子转速为2000rad/min～6000rad/min，转动反应时间为10min～60min；所述步骤(ⅲ)中反应器的转子转速为2000rad/min～6000rad/min，转动反应时间为10min～30min。9.一种高纯纳米二氧化钛，其特征在于：通过权利要求1～8之一所述的方法制备。10.根据权利要求9所述的高纯纳米二氧化钛，其特征在于：所述高纯纳米二氧化钛为纯相锐钛矿型二氧化钛，粒径大小在20nm～90nm；icp检测高纯纳米二氧化钛中二氧化钛含
量>96.8％，硅含量<0.05％，铝含量<0.01％；高纯纳米二氧化钛的ph值在6.5～7.6，比表面积在120m2/g～380m2/g，堆密度在0.35g/cm3～0.49g/cm3；产品外观呈白色，白度>92。

技术总结
本发明公开了一种资源化利用废弃二氧化钛基催化剂制备高纯纳米二氧化钛的方法，方法包括：(Ⅰ)反应液的配置；(Ⅱ)碱解反应；(III)酸解反应；(IV)焙烧处理等步骤。本发明利用三级乳化装置内的强化混合和反应能力，利用水洗、酸解、碱解反应去除催化剂中的杂质金属组分得到高纯钛酸钠，将钛酸钠酸解得到高纯纳米二氧化钛，产品粒径、纯度、杂质含量指标均符合《GB/T 19591-2004纳米二氧化钛》的标准。本发明操作简单、工艺流程短、易于规模化生产，为废弃二氧化钛基催化剂的资源化利用及高纯纳米二氧化钛产品的制备提供了重要途径。化钛产品的制备提供了重要途径。化钛产品的制备提供了重要途径。


技术研发人员：范国利 刘恒 孙智 李峰
受保护的技术使用者：北京化工大学
技术研发日：2022.03.15
技术公布日：2022/6/4