硫酸法中的硫酸其實(shí)是充當(dāng)了一個(gè)載體，就是先把鈦拿出來，經(jīng)過除雜，然后再弄成鈦。氯化法中的氯氣也是這樣。
硫酸法銳鈦型鈦白粉生產(chǎn)的工藝簡(jiǎn)述：
1、鈦礦粉碎
將購(gòu)進(jìn)的鈦礦砂用雷蒙機(jī)或者風(fēng)掃磨等粉碎成符合工藝要求的鈦礦粉，并送到儲(chǔ)存和計(jì)量鈦礦粉的料倉(cāng)。
2、酸解
用濃硫酸分解鈦礦，制取可溶性的鈦的硫酸鹽。鈦鐵礦的主要成分為偏鈦酸鐵(FeTiO3)，是一種弱酸弱堿鹽，可以用強(qiáng)酸把它分解。用過量的酸就能使反應(yīng)進(jìn)行到底。由于這個(gè)反應(yīng)是一個(gè)放熱反應(yīng)，最高溫度可以達(dá)到250℃，因此必須采用高沸點(diǎn)的酸--硫酸才能適應(yīng)這一反應(yīng)。在酸分解的過程當(dāng)中，礦粉當(dāng)中的各種雜質(zhì)大部分也被分解，生成相應(yīng)的可溶性硫酸鹽，并在浸取的時(shí)候與鈦的可溶性鹽一起進(jìn)入溶液當(dāng)中，形成黑鈦液。為了除鐵，用金屬鐵把鈦液中的高價(jià)鐵還原成亞鐵，同時(shí)，為了避免亞鐵的再一次氧化，還必須用過量的金屬鐵把定量的四價(jià)鈦還原成三價(jià)鈦。
3、沉降
酸解浸取、還原以后的體系是一個(gè)復(fù)雜的體系，含有可溶性雜質(zhì)和不溶性的雜質(zhì)。鐵、釩、鉻、錳等金屬的硫酸鹽為可溶性的雜質(zhì)，在結(jié)晶或水解、水洗的過程中除去。不溶性雜質(zhì)中的大多數(shù)，如未分解的鈦礦、沙粒等靠重力的作用可以自然沉降除掉。不溶性雜質(zhì)中的另一部分是硅和鋁的膠體化合物，以及一些早期水解了的鈦，雖然數(shù)量并不大，但具有很高的動(dòng)力穩(wěn)定性，需要另外加沉降劑，強(qiáng)化沉降澄清過程。
4、洗渣
經(jīng)過凈化沉降后的泥渣中還含有大量的可溶性與不可溶性的鈦，為保證收率，要通過用板框壓濾機(jī)壓濾的辦法回收其中的大部分可以溶解的鈦元素，不溶性鈦和其他的未溶解雜質(zhì)作為廢渣排掉。
5、結(jié)晶
結(jié)晶有兩種方式：冷凍結(jié)晶和真空結(jié)晶。FeSO4溶解度受溶液的溫度影響很大。因此，在組成一定的鈦液中，F(xiàn)eSO4的溶解度隨溫度的降低而降低，本工序的主要目的就是使鈦液的溫度降低。
5.1 冷凍結(jié)晶是利用制冷介質(zhì)(液氨或者氟利昂或者溴化鋰等)的蒸發(fā)帶走熱量，使冷凍鹽水溫度降低，通過盤管換熱，從而使鈦液的溫度降低下來，造成FeSO4 處于過飽和狀態(tài)，過飽和的部分便以含七個(gè)結(jié)晶水的FeSO4•7H2O的形式結(jié)晶析出，同時(shí)帶出部分結(jié)晶水，然后將其分離除去。
5.2 根據(jù)溶液絕熱蒸發(fā)的原理，利用閃蒸的方式使鈦液中的水分快速絕熱蒸發(fā)，吸收鈦液的熱量從而使鈦液的溫度降低，造成FeSO4 處于過飽和狀態(tài)，過飽和的部分便以含七個(gè)結(jié)晶水的FeSO4•7H2O的形式結(jié)晶析出，同時(shí)帶出部分結(jié)晶水，然后將其分離除去。
6、鈦液壓濾
沉降后的鈦液當(dāng)中還有一些肉眼看不到的懸浮雜質(zhì)，這些雜質(zhì)如果不除去的話，將會(huì)影響到成品的色相。因此，必須要進(jìn)行精密過濾。利用板框壓濾機(jī)，并以木炭粉(或者硅藻土、珍珠巖)為助濾劑進(jìn)行壓濾，利用木炭粉的強(qiáng)吸附作用進(jìn)一步除去鈦液中的不溶性雜質(zhì)，達(dá)到凈化的目的。
7、濃縮
濃縮是為了將鈦液的濃度提高到水解所要求的指標(biāo)。鈦液的沸點(diǎn)較高，已經(jīng)高于鈦液水解的臨界溫度，因此，鈦液的濃縮必須在較低溫度下進(jìn)行。利用溶液在真空狀態(tài)下沸點(diǎn)降低的原理，在低溫下使鈦液沸騰，將鈦液中的水分蒸發(fā)掉，使精濾后的鈦液濃度得以提高，以符合水解要求。
8、水解
鈦液的水解是二氧化鈦從液相(鈦液)重新轉(zhuǎn)變?yōu)楣滔嗟倪^程。鈦液具有普通離子溶液的性質(zhì)，在PH值>0.5時(shí)便發(fā)生水解。更重要的是，鈦液具有膠體溶液的性質(zhì)。在游離酸很高的情況下，使其維持沸騰狀態(tài)也會(huì)發(fā)生水解反應(yīng)，這是我們制取一定應(yīng)用性能和制品性能的水合二氧化鈦的依據(jù)。通過控制加熱的速度，使鈦液按照需要的水解速度發(fā)生水解反應(yīng)，生成我們需要的水和二氧化鈦粒子。
9、水洗
水解后的水合二氧化鈦含有硫酸以及鐵、鋁、錳、銅、鎳、釩、鉛等離子，這些離子如果隨著水合二氧化鈦進(jìn)入轉(zhuǎn)窯，經(jīng)過煅燒就生成相應(yīng)的氧化物，顯示各種顏色，從而不同程度的污染產(chǎn)品，所以必須進(jìn)行水洗，將它們除去。水合二氧化鈦不溶于水，而硫酸以及鐵、鋁、錳、銅、鎳、釩、鉛等離子是可以溶于水的，這是進(jìn)行水洗的先決條件，利用洗滌用水和水合二氧化鈦中雜質(zhì)離子的濃度差將雜質(zhì)用水除去。水洗過程主要是防止可溶性的雜質(zhì)離子轉(zhuǎn)變成不溶性的雜質(zhì)沉淀，因此，對(duì)洗滌水中的鐵以及其它固體雜質(zhì)的含量有一定的要求，不然雜質(zhì)在水合二氧化鈦上積聚而污染產(chǎn)品。
10、漂白
經(jīng)過初次水洗的偏鈦酸，在一定的濃度下，加入定量的濃硫酸，使部分偏鈦酸與濃硫酸反應(yīng)生成硫酸氧鈦，然后加入鋁粉，把硫酸氧鈦溶于水中的四價(jià)鈦還原成三價(jià)鈦，保持漂白以后的料液中有一定量的三價(jià)鈦，把在水洗過程中又被氧化的鐵離子還原為低價(jià)鈦鐵離子，使偏鈦酸洗滌的更徹底。
11、鹽處理
偏鈦酸在煅燒前需要加入不同類型的添加劑，以使得在煅燒過程中，溫度適當(dāng)，內(nèi)部變化平穩(wěn)，使成品的二氧化鈦具有穩(wěn)定的晶型，良好的色相、光澤，較好的著色力、遮蓋力，較低的吸油量和合適的晶粒大小、形狀，以及在使用介質(zhì)中良好的分散性。
鹽處理劑的作用如下：加入鉀鹽，可以使產(chǎn)品疏松、潔白，并且降低脫硫的溫度，改變煅燒的條件，提高著色力等顏料性能;加入磷酸，可以使產(chǎn)品質(zhì)地柔軟，色澤比較白，并提高產(chǎn)品的耐候性。
12、煅燒
煅燒是把水合二氧化鈦經(jīng)過脫水、脫硫轉(zhuǎn)變?yōu)殇J鈦型二氧化鈦。高溫下，將水合二氧化鈦中的游離水、結(jié)合水、三氧化硫等除去，然后在高溫區(qū)進(jìn)行晶型的整理和轉(zhuǎn)化，形成二氧化鈦的顆粒料。
13、粉碎和包裝
將煅燒后的有些粘結(jié)的物料進(jìn)行破碎。物料在雷蒙機(jī)內(nèi)，經(jīng)過高速旋轉(zhuǎn)的磨輥和磨環(huán)的撞擊，迅速被粉碎，再經(jīng)過分級(jí)葉輪的分級(jí)，粗料返回粉碎室細(xì)料進(jìn)入袋濾器，經(jīng)星型下料器進(jìn)入螺旋送料器，送至成品料倉(cāng)，進(jìn)行包裝后即為成品。
鈦液制備
將高鈦渣礦碾磨細(xì)，計(jì)量后送入已加入一定量濃硫酸的酸解罐中，待礦、酸攪拌均勻后，加入24%稀廢酸廢稀酸引發(fā)反應(yīng)，反應(yīng)產(chǎn)生的固相物熟化后，加廢稀酸、回收液以及自來水予以浸取，生成硫酸氧鈦溶液和鐵等雜質(zhì)的硫酸鹽溶液，當(dāng)溶液中含TiO2的量以及三價(jià)鈦的量合格后送去沉降槽，同時(shí)加入一定量的絮凝劑進(jìn)行自然沉降，沉清過濾后的鈦液送去蒸發(fā)濃縮。經(jīng)蒸發(fā)濃縮至水解規(guī)定濃度后送去水解。
酸解反應(yīng)和還原反應(yīng)產(chǎn)生的尾氣經(jīng)水洗、堿洗達(dá)到污染物排放標(biāo)準(zhǔn)后排空。
沉降槽底部的泥漿待積累到一定位置后用泵送到泥漿處理工序，泥漿在泥漿槽中通過蒸汽間接加熱，加熱后的泥漿用板框過濾，濾液返回到沉降槽，泥渣用壓縮空氣吹干、工藝水洗滌、再用酸解尾氣處理后廢水打漿后送污水處理場(chǎng)�；厥詹糠治捶磻�(yīng)的粗礦粉。
(2)偏鈦酸制備
濃縮來的鈦液進(jìn)入預(yù)熱鍋加熱后，放入水解鍋，采用常壓法水解鈦液成偏鈦酸，偏鈦酸經(jīng)冷卻后送去分離和水洗，濾出的廢酸部分返回酸解用，剩余部分外銷用于生產(chǎn)過磷酸鈣或鉻渣解
毒，分離得到的偏鈦酸漿液經(jīng)過水洗合格后，用泵打入漂白鍋，加入一定量硫酸、三價(jià)鈦鹽液并加熱，將漿料中的高價(jià)鐵轉(zhuǎn)變成低價(jià)鐵，再用壓濾機(jī)將其壓濾，除掉大部分洗水后得到偏鈦酸濾餅。若生產(chǎn)金紅石型鈦白產(chǎn)品時(shí)，還需制備煅燒晶種，并在漂白時(shí)加入定量的煅燒晶種。 洗凈后的偏鈦酸濾餅通過均勻加入鹽處理劑，再送入轉(zhuǎn)窯。
(3)煅燒
偏鈦酸在轉(zhuǎn)窯內(nèi)進(jìn)行高溫煅燒，完成脫水、脫硫及晶型轉(zhuǎn)換等過程，產(chǎn)生具有一定晶型的TiO2，所得TiO2經(jīng)冷卻后送去粉碎工序。
煅燒產(chǎn)生的尾氣經(jīng)沉降室回收TiO2粉塵后，經(jīng)水噴淋塔洗滌，所產(chǎn)生的洗水去中和處理，不凝氣經(jīng)電除霧裝置凈化后排空。
(4)粉碎
來自煅燒工段的TiO2煅燒料，通過斗提機(jī)螺旋輸送機(jī)進(jìn)入大貯倉(cāng)，再經(jīng)螺旋輸送機(jī)送入磨前TiO2貯斗，磨粉時(shí)物料經(jīng)星形給料器、螺旋輸送機(jī)加入輥壓/濕磨一體化設(shè)備，排出漿料送至后處理。生產(chǎn)銳鈦型產(chǎn)品時(shí), 適當(dāng)調(diào)整部分工序工藝操作，經(jīng)中間粉碎后，包裝即為銳鈦成品。生產(chǎn)金紅石型產(chǎn)品時(shí)，漂白時(shí)加入煅燒晶種在煅燒過程中使之銳鈦晶型轉(zhuǎn)化為金紅石晶型。
(5)后處理
表面處理即人們所說后處理，絕大多數(shù)銳鈦產(chǎn)品是不經(jīng)過后處理的，金紅石型產(chǎn)品一般都是經(jīng)過后處理的。后處理過程包括將中間粉碎后的中間品打漿加入分散劑調(diào)PH值,濕磨分級(jí)、表面包膜、水洗、干燥、微粉、冷卻包裝幾個(gè)工序。
后處理首先是將已經(jīng)粉碎好的中間產(chǎn)品，用除鹽水打漿加入六偏磷酸鈉、稀堿液使之充分分散并調(diào)整PH值，然后經(jīng)過濕磨分級(jí)去除粗粒子，再送去表面處理罐進(jìn)行化學(xué)包膜處理。包膜過程可以理解為酸堿中和的一些復(fù)分解反應(yīng)，目的是使之鹽類變成氧化物包覆于二氧化鈦表面。 包膜后的二氧化鈦用除鹽水洗滌，水洗過程基本上同偏鈦酸水洗，這里主要除去包膜時(shí)產(chǎn)生的鹽類雜質(zhì)。洗滌合格后的二氧化鈦送去干燥，干燥后的二氧化鈦用引進(jìn)的氣粉機(jī)粉碎。
在后處理工序除純鈦液外還包括一系列的包膜劑制備。諸如硫酸鋁、硅酸鈉、稀硫酸、稀堿液等的制備。
