氧化钛的用途和生产方法

氧化钛（化学式:TiO₂，式量:79.87）白色粉末，熔点1840℃，沸点2900℃，密度4.26g/mL（25℃），折射率2.61。常温常压下稳定。不溶于水，不溶于盐酸、硝酸和稀硫酸。溶于热浓硫酸、氢氟酸。是弱的两性氧化物，与硫酸氢钾熔融生成硫酸钛；与氢氧化钠熔融生成钛酸钠。

主要用途：

氧化钛可用作重要的白色颜料和瓷器釉药，还用于制金属钛、钛铁合金、硬质合金。

氧化钛可用作橡胶、造纸用作填料。

电机工业用于制绝缘体、电瓷等。

生产方法

将含有56％(重量)钛(按TiO2计算)、23％(重量)三价铁(按Fe2O3计算)和21％(重量)二价铁(按FeO计算)的天然钛铁矿通过在回转炉空气中在800℃加热1小时进行氧化。产物含有97.2％(重量)三价铁。然后将氧化的矿石在流化床中在800℃、含有3.2％(体积)CO、12.9％(体积)CO2、8.3％(体积)H2和24.0％H2O(体积)的氛围下加热1小时，剩余的气体基本上全为氮气。将还原的矿石冷却至环境温度。还原后，97.5％矿石中存在的铁为二价，成分为57.2％(重量)TiO2、1.2％(重量)Fe2O3和41.6％(重量)FeO。

将20吨该还原的钛铁矿矿石与浓度为89％(重量)的硫酸混合，酸与矿石的重量比为1.4∶1(H2SO4∶矿石)。当发生放热反应时，混合物加热至120，然后让温度升至190℃。将反应物料在190℃保持1小时后，将产物饼冷却，并溶于32吨水和20m3稀硫酸(每升含有265gH2SO4)中。将混合物在65℃保持5小时以完成溶解，此后，矿石中96％的钛重量值在蒸煮液中。在蒸煮期间难以避免某些二价铁的氧化，蒸煮液的成分计算如下：

TiOSO4             22.0吨

Fe2(SO4)3        2.0吨

FeSO4              16.5吨

H2SO4              7.7吨

H2O                54.8吨

将0.28吨金属铁加入该蒸煮液中，基本上将所有的硫酸铁都还原为硫酸亚铁，同时也将2％存在的钛还原为三价氧化态。

用蒸汽将蒸煮液加热至90℃，加入2m3每升含有45g TiO2晶核的悬浮液，在105℃将产物混合物煮沸3小时，以沉淀水合氧化钛。用常规条件过滤分离水合氧化钛，洗涤，然后进行煅烧。