本發(fā)明涉及鈦白粉領(lǐng)域，尤其涉及一種醫(yī)藥級鈦白粉的制作工藝。

背景技術(shù)：

醫(yī)藥級二氧化鈦是較高分性非包膜處理的銳鈦型二氧化鈦，食品醫(yī)藥領(lǐng)域中常俗稱為白色素，也可以稱為食品級鈦白粉，或者醫(yī)藥級鈦白粉，食用二氧化鈦，也作為食品增白劑使用，無毒、無味、白色粉末狀，有時候為了方便分散，也制成液體狀，廣泛應(yīng)用于制藥，食品和化妝品行業(yè)中。

而高純度的二氧化鈦目前應(yīng)用范圍很廣,在化學(xué)試劑、醫(yī)藥、食品、化妝品、電子等方面都是重要的化工原料,這些領(lǐng)域常要求二氧化鈦的含量在98%以上。因高純度的二氧化鈦具有優(yōu)異的顏料性能,有害雜質(zhì)的含量很低,因而可作為醫(yī)藥產(chǎn)品,主要用于各種軟膏、乳膏、霜劑、膠囊、壓縮粉丸、藥片的糖衣和醫(yī)用橡膠、醫(yī)藥用塑料制品、藥用油墨中；因其粒度均勻,分散性好可作為食品用二氧化鈦,主要用于牙膏、巧克力、食品著色劑、食品包裝材料及包裝容器等。

硫酸法鈦白粉生產(chǎn)是我國鈦白粉生產(chǎn)廠家普遍使用的技術(shù)，其主要原理是通過鈦礦與硫酸混合、反應(yīng)，制得鈦液，然后經(jīng)沉降、熱過濾、結(jié)晶、分離、精濾、濃縮等工序，提高黑鈦液的濃度與澄清度，去除其中的亞鐵，得到符合水解指標(biāo)的鈦液。 隨著技術(shù)的發(fā)展，國外很多鈦白粉生產(chǎn)企業(yè)，開始用品位高、雜質(zhì)少的高鈦渣作為鈦白粉生產(chǎn)的主要原料。

現(xiàn)有的醫(yī)藥級二氧化鈦沒有專門的生產(chǎn)制備方法，它是通過對工業(yè)級二氧化鈦進行檢測，對其中一些成分達標(biāo)的產(chǎn)品作為醫(yī)藥級使用。這種程序得到的醫(yī)藥二氧化鈦質(zhì)量沒保證，而且產(chǎn)量不高，由于不能保證所有的產(chǎn)品均能檢測完全，所以具有一定的安全隱患。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題，是針對上述存在的技術(shù)不足，提供了一種醫(yī)藥級鈦白粉的制作工藝，采用高鈦渣鈦液制作方法，解決了鈦鐵礦中，鈦鐵比低、雜質(zhì)多的技術(shù)問題，達到了鈦液制造成本低、品質(zhì)高的技術(shù)效果；采用堿法鈦白粉生產(chǎn)工藝，使用NaOH溶鹽與硫酸溶液反應(yīng)高鈦渣，達到了可以通過控制硫酸質(zhì)量分?jǐn)?shù)和酸固質(zhì)量比可以得到不同 F 值和質(zhì)量濃度的硫酸鈦溶液的技術(shù)效果；采用通過在水解過程中加入鋁合金添加劑的技術(shù)方法，到達了提高鈦白粉的遮蓋力,分散性和耐光性并增高了的二氧化鈦的穩(wěn)定性的技術(shù)效果；同時采用堿法鈦白粉制作工藝與硫酸法鈦白粉制作工藝，達到了提高本制作工藝所生產(chǎn)出醫(yī)藥級二氧化鈦的品質(zhì)的技術(shù)效果。

為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是：包括如下步驟：

A、按酸礦比1:1.5將鈦礦加入到濃硫酸A中，加入引發(fā)液，通過蒸汽加熱引發(fā)反應(yīng)，濃硫酸濃度為92.5%-98%，引發(fā)溫度為90℃-120℃，反應(yīng)完成后熟化3-5小時，然后加入水浸取，得到鈦液A；

按摩爾比1:6將高鈦渣與NaOH熔鹽反應(yīng)，將得到熔鹽反應(yīng)產(chǎn)物水洗，并使用硫酸B溶解水洗產(chǎn)物，得到鈦液B；

B、將鈦液A與鈦液B按1：2質(zhì)量比混合，得到混合鈦液C，濃縮鈦液C，使鈦液C總鈦濃度為230g/L，并恒溫水浴預(yù)熱至96℃；

C、取去離子水，加入鋁合金添加劑與硫酸鈉，鋁合金添加劑與硫酸鈉的摩爾比為1:1，得到溶液D；

D、按容量比1:4將溶液D與鈦液C混合均勻進行水解，并使用攪拌器攪拌，加熱至沸騰，待溶液變?yōu)殇摶疑珪r，停止加熱，攪拌減速，保溫30min，繼續(xù)加熱至再次沸騰，水解完成得到偏鈦酸；

E、偏鈦酸進行酸洗、漂白、水洗、鹽處理、煅燒并粉碎機粉碎得到高品質(zhì)二氧化鈦。

進一步優(yōu)化本技術(shù)方案，所述的步驟A硫酸B質(zhì)量分?jǐn)?shù)為43.4%，酸固質(zhì)量比為1:1。

進一步優(yōu)化本技術(shù)方案，所述的步驟A中加入引發(fā)液后硫酸濃度控制在80%-90%，浸取溫度小于80℃，浸取時間為五小時。

進一步優(yōu)化本技術(shù)方案，所述的步驟A中鈦礦中TiO₂的含量大于50%，高鈦渣中TiO₂的含量大于75%。

進一步優(yōu)化本技術(shù)方案，所述的步驟C中鋁合金添加劑添加量以其金屬氧化物含量為標(biāo)準(zhǔn)，占鈦液C中二氧化鈦含量的0.3%。

進一步優(yōu)化本技術(shù)方案，所述的步驟C中去離子的PH小于2，并使用恒溫油浴預(yù)熱至96℃。

進一步優(yōu)化本技術(shù)方案，所述的步驟D水解溫度為110℃，時間為四小時。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下優(yōu)點：1、鈦渣的 TiO2 品位高，雜質(zhì)含量大幅度下降，有利于鈦白粉產(chǎn)量的提高；2、鐵鈦比低，雜質(zhì)含量少，水洗時間及廢水排放量也縮減；3、添加了鋁合金添加劑的二氧化鈦光催化劑比沒有添加的顯示出更高的光吸收能力；4、添加后鋁合金添加劑后水解得到的產(chǎn)物,粒子更細小,其過濾時間比傳統(tǒng)水解工藝的過濾時間大大增加；5、有效降低了鈦液中鐵、錳、鉻、鎂等金屬雜質(zhì)的含量。

附圖說明

圖1是鈦液制作過程結(jié)構(gòu)圖圖；

圖2是鈦液水解過程結(jié)構(gòu)圖；

圖3是二氧化鈦生成后續(xù)流程圖；

圖4是生產(chǎn)過程中的化學(xué)反應(yīng)方程式圖。

具體實施方式

為使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點更加清楚明了，下面結(jié)合具體實施方式并參照附圖，對本發(fā)明進一步詳細說明。應(yīng)該理解，這些描述只是示例性的，而并非要限制本發(fā)明的范圍。此外，在以下說明中，省略了對公知結(jié)構(gòu)和技術(shù)的描述，以避免不必要地混淆本發(fā)明的概念。

具體實施方式一：如圖1-3所示，包括如下步驟：

A、按酸礦比1:1.5將鈦礦加入到濃硫酸A中，加入引發(fā)液，通過蒸汽加熱引發(fā)反應(yīng)，濃硫酸濃度為92.5%-98%，引發(fā)溫度為90℃-120℃，反應(yīng)完成后熟化3-5小時，然后加入水浸取，得到鈦液A；

按摩爾比1:6將高鈦渣與NaOH熔鹽反應(yīng)，將得到的熔鹽反應(yīng)產(chǎn)物水洗，并使用硫酸B溶解水洗產(chǎn)物，得到鈦液B；

B、將鈦液A與鈦液B按1：2質(zhì)量比混合，得到混合鈦液C，濃縮鈦液C，使鈦液C總鈦濃度為230g/L，并恒溫水浴預(yù)熱至96℃；

C、取去離子水，加入鋁合金添加劑與硫酸鈉，鋁合金添加劑與硫酸鈉的摩爾比為1:1，得到溶液D；

D、按容量比1:4將溶液D與鈦液C混合均勻進行水解，并使用攪拌器攪拌，加熱至沸騰，待溶液變?yōu)殇摶疑珪r，停止加熱，攪拌減速，保溫30min，繼續(xù)加熱至再次沸騰，水解完成得到偏鈦酸；

E、偏鈦酸進行酸洗、漂白、水洗、鹽處理、煅燒并粉碎機粉碎得到高品質(zhì)二氧化鈦；所述的步驟A硫酸B質(zhì)量分?jǐn)?shù)為43.4%，酸固質(zhì)量比為1:1；所述的步驟A中加入引發(fā)液后硫酸濃度控制在80%-90%，浸取溫度小于80℃，還原時間為五小時；所述的步驟A中鈦礦中TiO₂的含量大于50%，高鈦渣中TiO₂的含量大于75%；所述的步驟C中鋁合金添加劑添加量以其金屬氧化物含量為標(biāo)準(zhǔn)，占鈦液C中二氧化鈦含量的0.3%；所述的步驟C中去離子的PH小于2，并使用恒溫油浴預(yù)熱至96℃；所述的步驟D水解溫度為110℃，時間為四小時。

圖1中，通過兩種方式制作生產(chǎn)二氧化鈦所必需的鈦液，第一種方式同傳統(tǒng)硫酸法制作鈦液方式相同，使用鈦礦與濃硫酸反應(yīng)生成鈦液；而第二種方式使用品位高、雜質(zhì)少的高鈦渣作為二氧化鈦生產(chǎn)的主要原料，高鈦渣的主要成分是 Ti₃O₅ ，Ti₃O₅ 在NaOH熔鹽中發(fā)生如圖4中式1-2的反應(yīng)，并水洗洗后的固相(xNa₂O·TiO₂·yH₂O)與硫酸反應(yīng)形成硫酸鈦溶液 ,反應(yīng)式如式1-3，可以通過控制硫酸質(zhì)量分?jǐn)?shù)和酸固質(zhì)量比可以得到不同 F 值和質(zhì)量濃度的硫酸鈦溶液，得要所需要的鈦液；而同時由鈦礦制備鈦液，原理如圖4中的式1-1，將兩種鈦液混合，既能通過高鈦渣鈦液降低雜質(zhì)含量，又能夠通過鈦礦鈦液提高產(chǎn)量，結(jié)合兩者優(yōu)點，為得到高品質(zhì)的鈦白粉提供條件，而生產(chǎn)成本比單獨使用鈦礦和高鈦渣都低；同時結(jié)合堿法鈦白粉制作工藝與硫酸法鈦白粉制作工藝，提高本制作工藝所生產(chǎn)出醫(yī)藥級二氧化鈦的品質(zhì)。

圖2為鈦白粉生成中最主要的水解過程，水解方程式如圖4中式1-4，本發(fā)明通過在水解過程中加入添加劑來改善二氧化鈦的顏料性能,并將此步驟與水解工藝結(jié)合起來,也就是在鈦液水解時引入鋁合金添加劑,在現(xiàn)有水解工藝的基礎(chǔ)上制得鈦白粉,其目的是以鋁合金添加劑全部代替自生晶種或作為自生晶種的引發(fā)與調(diào)節(jié)劑,對水解起誘導(dǎo)作用，加少量的添加劑,可以改進鈦白粉的遮蓋力,分散性和耐光性。另外,添加了的二氧化鈦的穩(wěn)定性比沒有添加的要高，首先在去離子水中加入一定量的鋁合金添加劑，鋁合金添加劑的添加量為以其金屬氧化物作為標(biāo)準(zhǔn),占鈦液中二氧化鈦含量的3%左右，并在去離子水中加入硫酸鈉以此來抵抗其他離子的作用，達到消除其他雜質(zhì)的目的。

隨后將預(yù)熱后的鈦液分兩步加至含有鋁合金添加劑與硫化鈉的去離子水中:第一步加入鈦液量的10%,保溫5-10min;第二步,將剩余鈦液快速加入,升溫速度要快,加熱至沸騰,待溶液顏色變?yōu)殇摶疑珪r,停止加熱,攪拌減慢,保溫20-30min,繼續(xù)加熱至再次沸騰。待反應(yīng)即將結(jié)束時,緩慢加入沸水,使得反應(yīng)更加完全。整個反應(yīng)時間為4小時。在此得到雜質(zhì)少，純度較高的偏鈦酸水解產(chǎn)物；

如圖3，在得到偏鈦酸產(chǎn)物后，隨后的步驟與傳統(tǒng)二氧化硅制作工藝相同，即酸洗、漂白、水洗、鹽處理、煅燒并粉碎機粉碎這幾個步驟，最終得到醫(yī)藥級銳鈦型二氧化鈦，并使二氧化鈦含量達到醫(yī)用標(biāo)準(zhǔn)；圖4中式1-5為煅燒二氧化鈦生成反應(yīng)方程式。

而鹽處理過程所使用的鹽為鉀鹽碳酸鉀、硫酸鉀和硫酸氫鉀，鉀鹽對改善本制作工藝的顏料性能有很大的好處,可以使顆粒疏松,提高白度和消色力,可以使二氧化鈦在較高溫度下煅燒而不失去優(yōu)良的顏料性能,因為在較高溫度下煅燒時二氧化鈦顆粒比較致密,有利于提高耐候性和降低吸油量。鉀鹽的添加量一般為TiO₂的0.25%~0.70%(以K₂O計)。磷酸能改善產(chǎn)品白度和耐候性,顆粒比較柔軟,容易粉碎。添加量一般為的(以計)；另外，磷酸還能消除鐵雜質(zhì)、可溶性鈦以及重金屬元素的影響。本制作工藝鹽處理中氯化鋅添加0.15%,碳酸鉀添加0.25%,稀磷酸添加0.15%。

而最后的過程，煅燒強度對制造結(jié)果影響最大,較高的煅燒溫度和較長的保溫時間能夠獲得較高的白度、pH值。本制作工藝確定最佳煅燒溫度為870℃,最佳保溫時間為兩小時。

應(yīng)當(dāng)理解的是，本發(fā)明的上述具體實施方式僅僅用于示例性說明或解釋本發(fā)明的原理，而不構(gòu)成對本發(fā)明的限制。因此，在不偏離本發(fā)明的精神和范圍的情況下所做的任何修改、等同替換、改進等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。此外，本發(fā)明所附權(quán)利要求旨在涵蓋落入所附權(quán)利要求范圍和邊界、或者這種范圍和邊界的等同形式內(nèi)的全部變化和修改例。