一种油墨用氯化钛白初品的生产方法

1.本发明总体上涉及氯化法钛白生产技术领域，更具体地，涉及一种油墨用氯化钛白初品的生产方法。


背景技术：

2.目前有两种主流的生产钛白粉的工艺：氯化法和硫酸法。与硫酸法相比，氯化法具有自动化程度高、技术先进、优质环保的优点，因而逐步成为钛白行业发展的主要趋势。在氯化钛白生产过程中，氧化初品的制备基本原理为利用气态的四氯化钛和氧气在反应区域充分混合，在高温1600-2000℃下进行反应。该气相氧化反应的速度为毫秒级，反应物接触瞬间便生成初品二氧化钛。所述初品二氧化钛经包膜后处理工艺，制造为满足不同领域需求的钛白粉成品。钛白粉的性质稳定，是目前最好的白色颜料，广泛应用于涂料、塑料、造纸、油墨等领域。
3.近年来，油墨行业发展迅速，已成为钛白粉第二大应用领域。但是，油墨行业对钛白粉颜料的粒度要求较为苛刻，一般要求在210nm～220nm之间，并且要求粒度散布均匀，具有高散射能力，颗粒外形润滑、无锋芒，其粒径需求低于涂料行业通用钛白粉230nm的标准。210nm～220nm之间这样的粒径能够很好的避免油墨使用中刀线的形成，特别适合应用于油墨行业。
4.基于上述背景，本技术的发明人认识到，在现有技术的该类解决方案中仍然存在进一步的改进空间。


技术实现要素：

5.本公开总结了实施例的各方面，并且不应当用于限制权利要求。根据在此描述的技术可设想到其他实施方式，这对于本领域普通技术人员来说在研究以下附图和具体实施方式后将是显而易见的，并且这些实施方式意图被包含在本技术的范围内。
6.本技术的发明人认识到，需要一种油墨用氯化钛白初品的生产方法，该方法生成的钛白初品平均粒径应该能够达到210
±
10nm的水平，而且应当粒度散布均匀，具有高散射能力，颗粒外形润滑、无锋芒，能够很好的避免油墨使用中刀线的形成。
7.根据本发明的一个方面，提供了一种油墨用氯化钛白初品的生产方法，包括以下步骤：
8.将氧气预热至1400℃～1600℃并与氯化钾水溶液混合通入氧气通道；
9.将ticl4预热至400℃～590℃并与alcl3混合通入进料口，与氧气和氯化钾在高温反应区进行反应，控制反应后产物在所述高温反应区平均停留时间为6.19～10.61毫秒之间；
10.对生成的氯化钛白初品进行冷却和分离。
11.根据本发明的一个实施例，其中，所述步骤120将ticl4预热至400℃～590℃并与alcl3混合通入进料口，与氧气和氯化钾在高温反应区进行反应，控制反应后产物在所述高
温反应区平均停留时间为6.19～10.61毫秒之间包括：
12.控制ticl4和o2的动量比处于1.7～2.13之间，反应后产物流速处于70m/s～120m/s之间。
13.根据本发明的一个实施例，其中，所述将氧气预热至1400℃～1600℃并与氯化钾水溶液混合通入氧气通道包括：
14.将氧气预热至1600℃并与氯化钾水溶液混合通入氧气通道。
15.根据本发明的一个实施例，其中，将ticl4预热至400℃～590℃并与alcl3混合通入进料口，与氧气和氯化钾在高温反应区进行反应，控制反应后产物在所述高温反应区平均停留时间为6.19～10.61毫秒之间包括：
16.将ticl4预热至450℃并与alcl3混合通入进料口，与氧气和氯化钾在高温反应区进行反应，使反应后产物在所述高温反应区平均停留时间为6.19～10.61毫秒之间。
17.根据本发明的一个实施例，其中，所述ticl4的加入速度为5.5吨/小时。
18.根据本发明的一个实施例，其中，所述氧气的加入速度为1200千克/小时。
19.根据本发明的一个实施例，其中，所述alcl3的质量占ticl4的0.6％～1％，加入速度为11-12千克/小时。
20.根据本发明的一个实施例，其中，所述氯化钾的质量占ticl4的0.002％～0.01％。
21.根据本发明的一个实施例，其中，所述氯化钾水溶液浓度为5g/l，加量为8l/h。
22.根据本发明的一个实施例，其中，对生成的氯化钛白初品进行冷却和分离包括：
23.将氧化反应生成的气固混合物经过水浴金属导管进行冷却，控制导管末端温度为150℃，循环氯气压力为220kpa，冷却后的气固混合物经过气固分离即得氯化钛白初品。
24.采用本发明的方法生产的氯化钛白初品粒度微细于通用钛白粉粒度，平均粒径能够达到210
±
10nm的水平，而且粒度散布均匀，具有高散射能力，颗粒外形润滑、无锋芒，其粒径低于涂料行业通用钛白粉230nm的标准，能够很好的避免油墨使用中刀线的形成，特别适合应用于油墨行业中。
附图说明
25.为了更好地理解本发明，可以参考以下附图中所示的实施例。附图中的部件不一定按比例绘制，并且可以省略相关的元件，或者在一些情况下比例可能已经被放大，以便强调和清楚地示出本文描述的新颖特征。另外，如本领域中已知的，系统部件可以被不同地布置。此外，在附图中，贯穿几个视图，相同的附图标记表示相应的部分。
26.图1示出了根据本发明一实施例的一种油墨用氯化钛白初品的生产方法的框图；
27.图2示出了根据本发明另一实施例的一种油墨用氯化钛白初品的生产方法的框图。
28.附图标记说明：
29.100、200、油墨用氯化钛白初品的生产方法的两个实施例；110-130、油墨用氯化钛白初品的生产方法一实施例的步骤一至三；210-240、油墨用氯化钛白初品的生产方法另一实施例的步骤一至四。
具体实施方式
30.以下描述了本公开的实施例。然而，应该理解，所公开的实施例仅仅是示例，并且其他实施例可以采取各种替代形式。附图不一定按比例绘制；某些功能可能被夸大或最小化以显示特定部件的细节。因此，本文公开的具体结构和功能细节不应被解释为限制性的，而仅仅是作为用于教导本领域技术人员以各种方式使用本发明的代表性基础。如本领域普通技术人员将理解的，参考任何一个附图所示出和描述的各种特征可以与一个或多个其他附图中所示的特征组合以产生没有明确示出或描述的实施例。所示特征的组合为典型应用提供了代表性实施例。然而，与本公开的教导相一致的特征的各种组合和修改对于某些特定应用或实施方式可能是期望的。
31.如在以上背景技术中所提到的，本发明人意识到，现有技术中的油墨用氯化钛白初品的生产方案存在一定的改进空间。本技术的发明人在一个或多个实施例中提供了一种油墨用氯化钛白初品的生产方法，相信其能解决现有技术中的一个或多个问题。
32.参考图1，基于如前所述的背景，本发明构思提供了一种油墨用氯化钛白初品的生产方法100，包括如下步骤：
33.步骤110将氧气预热至1400℃～1600℃并与氯化钾水溶液混合通入氧气通道；
34.步骤120将ticl4预热至400℃～590℃并与alcl3混合通入进料口，与氧气和氯化钾在高温反应区进行反应，控制反应后产物在所述高温反应区平均停留时间为6.19～10.61毫秒之间；
35.步骤130对生成的氯化钛白初品进行冷却和分离。
36.本领域技术人员可以理解，上述及以下阐明的方法的步骤顺序并不局限于所列出的顺序，在实际应用中可以根据需要进行调整，某些步骤也可以合并或者省略，而不脱离本发明的保护范围。
37.进一步地，参考如图2所示出的根据本发明另一实施例的一种油墨用氯化钛白初品的生产方法200的流程图，其中，所述步骤120将ticl4预热至400℃～590℃并与alcl3混合通入进料口，与氧气和氯化钾在高温反应区进行反应，控制反应后产物在所述高温反应区平均停留时间为6.19～10.61毫秒之间可以包括：
38.步骤230控制ticl4和o2的动量比处于1.7～2.13之间，反应后产物流速处于70m/s～120m/s之间，控制反应后产物在所述高温反应区平均停留时间为6.19～10.61毫秒之间。
39.在本发明的一些实施方式中，根据油墨用氯化钛白初品的生产方法200，所述步骤110将氧气预热至1400℃～1600℃并与氯化钾水溶液混合通入氧气通道可以包括：
40.步骤210将氧气预热至1600℃并与氯化钾水溶液混合通入氧气通道。
41.在本发明的一些实施方式中，根据油墨用氯化钛白初品的生产方法200，所述步骤120将ticl4预热至400℃～590℃并与alcl3混合通入进料口，与氧气和氯化钾在高温反应区进行反应，控制反应后产物在所述高温反应区平均停留时间为6.19～10.61毫秒之间可以包括：
42.步骤220将ticl4预热至450℃并与alcl3混合通入进料口，与氧气和氯化钾在高温反应区进行反应。
43.进一步地，在本发明的一些实施方式中，其中，所述ticl4的加入速度可以为5.5吨/小时。根据本发明的一些实施例，其中，所述氧气的加入速度为1200千克/小时。根据本
发明的一些实施例，其中，所述alcl3的质量占ticl4的0.6％～1％，加入速度为11-12千克/小时。根据本发明的一些实施例，其中，所述氯化钾的质量占ticl4的0.002％～0.01％。进一步地，所述氯化钾水溶液浓度为5g/l，加量为8l/h。
44.此外，根据油墨用氯化钛白初品的生产方法200，步骤130对生成的氯化钛白初品进行冷却和分离可以包括：
45.步骤240将氧化反应生成的气固混合物经过水浴金属导管进行冷却，控制导管末端温度为150℃，循环氯气压力为220kpa，冷却后的气固混合物经过气固分离即得氯化钛白初品。
46.以下将结合一个实施例详细阐述油墨用氯化钛白初品的生产方法涉及的生产步骤。
47.首先将氧气预热至1600摄氏度，与气化的氯化钾水溶液混合后共同输送至氧气通道中，氧气的供给速度设定为1200千克/小时，设定氯化钾的质量占四氯化钛的0.01％，氯化钾水溶液浓度为5g/l，加量为8l/h；
48.将四氯化钛预热至450摄氏度并与三氯化铝水溶液混合后通过进料通道进入氧气通道端部，设定四氯化钛的供给速度5.5吨/小时，设定三氯化铝的质量占四氯化钛的1％、供给速度约为11-12千克/小时；
49.其中，将四氯化钛与氧气动量比控制在1.7～2.13之间，在高温反应区中发生气相氧化反应，生成二氧化钛，生成的二氧化钛流速控制在70m/s～120m/s，反应后产物在高温反应区平均停留时间为6.19～10.61毫秒；
50.全部物料在高温反应区中进行反应，随后将氧化反应生成的气固混合物经过水浴金属导管进行冷却，控制导管末端温度为150℃，循环氯气压力为220kpa，冷却后的气固混合物经过气固分离即得氯化钛白初品，实际测得氯化钛白初品粒度为210
±
10nm。
51.综上所述，相比于现有技术，本发明提出了一种油墨用氯化钛白初品的生产方法，采用本发明的方法生产的氯化钛白初品粒度微细于通用钛白粉粒度，平均粒径能够达到210
±
10nm的水平，而且粒度散布均匀，具有高散射能力，颗粒外形润滑、无锋芒，其粒径低于涂料行业通用钛白粉230nm的标准，能够很好的避免油墨使用中刀线的形成，特别适合应用于油墨行业中。。
52.应当理解，在技术上可行的前提下，以上针对不同实施例所列举的技术特征可以相互组合，从而形成本发明范围内的另外实施例。
53.在本技术中，反意连接词的使用旨在包括连接词。定或不定冠词的使用并不旨在指示基数。具体而言，对“该”对象或“一”和“一个”对象的引用旨在表示多个这样对象中可能的一个。此外，可以使用连接词“或”来传达同时存在的特征，而不是互斥方案。换句话说，连接词“或”应理解为包括“和/或”。术语“包括”是包容性的并且具有与“包含”相同的范围。当一个元件或者部分被称为“在...上”、“接合至”、“连接至”或者“耦接至”另一元件或者部分时，该元件或者部分可直接在另一元件或者部分上，接合、连接或者耦接至另一元件或者部分，或者可存在介于其间的元件或者部分。相反，当一个元件被称为是“直接在...上”、“直接接合至”、“直接连接至”或者“直接耦接至”另一元件或者部分时，可不存在介于其间的元件或者部分。用于描述元件之间的关系的其他词应当以类似的方式来解释。
54.上述实施例是本发明的实施方式的可能示例，并且仅是为了使本领域技术人员清
楚地理解本发明的原理而给出。本领域技术人员应当理解：以上针对任何实施例的讨论仅为示例性的，并非旨在暗示本发明实施例公开的范围(包括权利要求)被限于这些例子。在本发明的整体构思下，以上实施例或者不同实施例中的技术特征之间也可以彼此进行组合，并产生如上所述的本发明实施例的不同方面的许多其它变化，为了简明，它们没有在具体实施方式中提供。因此，凡在本发明实施例的精神和原则之内，所做的任何省略、修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明所要求的保护范围之内。