硫酸法在1931年商業(yè)化,先是生產(chǎn)A型二氫化鈦(A—Type),后來(lái)(1941年)生產(chǎn)R型二氧化鈦(R—Type),在這種方法中,含鈦的礦砂溶于硫酸中,產(chǎn)生鈦的溶液及鐵和其他金屬的硫酸鹽。然后經(jīng)過(guò)一連串的步驟,包括化學(xué)還原、純化、沉淀、洗滌、燃燒。最后產(chǎn)生顏料大小的二氧化鈦中間體。A型二氧化鈦和R型二氧化鈦硅晶體結(jié)構(gòu)是由核晶過(guò)程和燃燒過(guò)程控制的。
FeTiO3十2H2SO4TiOSO4十FeSO4十2H2O
TiOSO4十H2OTiO2十H2SO4
氯化法大約是在1950年由杜邦公司商業(yè)化的,只用于生產(chǎn)R型二氧化鈦。自從1975年以來(lái),亦已用于生產(chǎn)A型二氧化鈦了。這個(gè)方法包括兩個(gè)高溫?zé)o水蒸汽相反應(yīng)。鈦礦和氯氣在還原條件下發(fā)生反應(yīng),生成四氯化鈦和金屬氯化物雜質(zhì),雜質(zhì)隨后清除。然后,將高純度的四氯化鈦征高溫下氧化,生成非常光亮的二氧化鈦中間體。利用氯化法中的氧化階段能夠嚴(yán)格控制粒子的大小和晶體類型,能生產(chǎn)有高覆蓋能力和著色強(qiáng)度的二氧化鈦。
2FeTiO3十7Cl2十3C2TiCl4十2FeCl3十3CO2
TiCl4十O2TiO2十2Cl2
在硫酸法和氯化法兩種方法中,中間產(chǎn)品都是顏料粒子的成簇二氧化鈦晶體,這種成簇品粒必須加以分離(研磨)以得到最佳光學(xué)性能。根據(jù)最后用途的要求,采用各種濕加工方法來(lái)改良二氧化鈦,包括硅、鋁或鋅的水合氧化物征顏料粒子表面上沉淀,可以使用個(gè)別的水合氧化物處理法或不同處理法的組合,以獲得特殊用途上的最佳性能。
制造二氧化鈦顏料的重要問(wèn)題足鈦礦的供應(yīng),雖然鈦的蘊(yùn)藏量列在前十名元素之中,但它在自然界中卻以低濃度廣泛地分布,需要提高采礦和礦物加工操作的效率,以滿足制造二氧化鈦的經(jīng)濟(jì)要求。