钛白粉生产工艺简介之硫酸法
钛白粉生产工艺流有2种，即硫酸法和氯化法。硫酸法对生产设备要求相对不高，投资小，原料成本低，但缺点是流程长，三废排放大，对环境污染大，产品品质不高。氯化法对生产设备要求很高，投资明显较大，对原料要求高，但生产流程短，能耗低，三废小得多，产品品质高。
今天先简单介绍硫酸法生产工艺。基本步骤可分成3步：钛铁矿石酸解生成硫酸亚钛（硫酸氧钛TiOSO4），水解生成偏钛酸(H2TiO3)，回转窑煅烧得到产品。
以下展开说明。
1、酸解
经研磨、干燥的钛铁矿或钛渣用浓硫酸在150-180℃的温度下酸解。由于白钛石、人造金红石和金红石不溶于硫酸，因此不能用硫酸法来制备。钛铁矿中的钛含量越低，所用硫酸的稀释程度就越高，对处理岩矿而言，合适的酸浓度为85%；而处理钛渣，硫酸浓度一般为91%-92%。酸解过程中需将三价铁还原成二价铁，三价铁会吸附在二氧化钛粒子表面，造成最终钛白粉白度指标降低，因此，在整个工艺过程中使铁保持二价形态至关重要。 硫酸法产生的空气污染大部分来自于酸解。反应中，大量硫氧化物、酸雾和夹带的未反应原料粒子在很短时间内释放出来。
2、水解
将可溶性硫酸氧钛在90℃时水解成不溶于水的水合二氧化钛沉淀物或称偏钛酸，为获得所需粒度的高质量水解产物，必须严格控制诸如加热速度、钛液的二价铁离子和四价钛离子含量以及其他因素等。其中，避免出现三价铁离子是此环节的关键。为控制水解速度、水解物的过滤洗涤性能和最终产品的细度及质量指标，需要再水解时加入晶种。晶种的加入方式有两种:自身晶种和外加晶种。自身晶种是在水解时利用预先加入的水解钛液和水所产生的晶种进行水解工序，不用另外制备晶种。外加晶种是向钛液加入经另外制备的金红石或锐钛型晶种。 水解沉淀物浆料经过滤、洗涤后，在还原条件下用硫酸酸浸以除去最后微量吸附铁和其他金属，即通常所说的漂白。此步骤是硫酸法中产生废酸的主要原因。
3、煅烧
水合二氧化钛在900-1250℃下煅烧，通过煅烧环节脱去水分和除去残余的三氧化硫，同时还可以通过调节温度将锐钛型转变成金红石型。煅烧有助于增强最终钛白粉产品的化学惰性和确定其粒度。煅烧后，二氧化钛经研磨破碎烧结成颗粒，然后对其进行后处理。在煅烧阶段，随着三氧化硫和酸雾的排出，其中夹带着一些细微的二氧化钛粒子，这是硫酸法中产生废气的主要来源。
4、后处理。后处理主要有湿磨、无机包膜、干燥、气流磨及有机包膜和产品包装等工序。
湿磨。是指将二氧化钛颗粒在无机或有机分散剂的存在下，将二氧化钛聚集粒子尽量磨细解聚，以利于进行无机包膜。湿磨设备主要采用介质磨，有机球磨、球磨机、砂磨机、重介质磨等。
无机包膜。经湿磨解聚后的二氧化钛需要进行无机包膜，以屏蔽紫外光，提高钛白粉的耐候性。常用的无机包膜剂有硅、铝的氧化物及水和氢氧化物。近年来采用锆进行混合包膜，达到高耐候、高光泽的效果。采用带式干燥机、喷雾干燥机等进行干燥。
气流粉碎与有机包膜。目前采用的粉碎机多数为扁平式气流粉碎机，此过程中根据产品用途加入有机包膜剂。有机包膜剂一方面可以中和钛白粉表面能，避免其重新团聚，起到助磨效果，另一方面改变钛白粉的表面物理化学性能，提高其在涂料、塑料等物质的配伍性及相容性。有机包膜剂用于涂料有胺、醇胺类、硅烷类；用于塑料有二甲基硅烷、聚乙醇、三乙醇胺等。
综上所述，硫酸法钛白粉生产工艺的优点是：
（1）主要原料来源简单，硫酸和钛矿（既可以使用钛精矿也可以使用酸溶性高钛渣做原料）；
（2）生产工艺成熟简单，还可以生产氯化法钛白技术不能生产的锐钛型钛白粉；
（3）废副产品的处理相对简单，使用简单的设备技术就可以达到国家的环保要求。
硫酸法钛白粉生产工艺的缺点是：
（1）流程长而复杂、生产过程不连续、设备庞大；
（2）环保压力大，由于废水产生量大，而且环保的投资和环保的成本也很大，这主要是废水中的硫酸含量较大造成的。
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