1)相對密度
在常用的白色顏料中,二氧化鈦的相對密度最小,同等質(zhì)量的白色顏料中,二氧化鈦的表面積最大,顏料體積最高。
2)熔點(diǎn)和沸點(diǎn)
由于銳鈦型在高溫下會(huì )轉變成金紅石型,因此銳鈦型二氧化鈦的熔點(diǎn)和沸點(diǎn)實(shí)際上是不存在的。只有金紅石型二氧化鈦有熔點(diǎn)和沸點(diǎn),金紅石型二氧化鈦的熔點(diǎn)為1850℃、空氣中的熔點(diǎn)為(1830±15)℃、富氧中的熔點(diǎn)為1879℃,熔點(diǎn)與二氧化鈦的純度有關(guān)。金紅石型二氧化鈦的沸點(diǎn)為為(3200±300)℃,在此高溫下二氧化鈦稍有揮發(fā)性。
3)介電常數
由于二氧化鈦的介電常數較高,因此具有優(yōu)良的電學(xué)性能。在測定二氧化鈦的某些物理性質(zhì)時(shí),要考慮二氧化鈦晶體的結晶方向。銳鈦型二氧化鈦的介電常數比較低,只有48。
4)電導率
二氧化鈦具有半導體的性能,它的電導率隨溫度的上升而迅速增加,而且對缺氧也非常敏感。金紅石型二氧化鈦的介電常數和半導體性質(zhì)對電子工業(yè)非常重要,可利用該性質(zhì)生產(chǎn)陶瓷電容器等電子元器件。
5)硬度
按莫氏硬度十分制標度,金紅石型二氧化鈦為6~6.5,銳鈦型二氧化鈦為5.5~6.0,因此在化纖消光中為避免磨損噴絲孔而采用銳鈦型。
6)吸濕性
二氧化鈦雖有親水性,但其吸濕性不太強,金紅石型較銳鈦型為小。二氧化鈦的吸濕性與其表面積的大小有一定關(guān)系,表面積大,吸濕性高,還與表面處理與性質(zhì)有關(guān)。
7)熱穩定性
二氧化鈦屬于熱穩定性好的物質(zhì)。
8) 粒度
鈦白粉粒度分布是一個(gè)綜合性的指標,它嚴重影響鈦白粉顏料性能和產(chǎn)品應用性能,因此,對于遮蓋力和分散性的討論可直接從粒度分布上進(jìn)行分析。
影響鈦白粉粒度分布的因素較為復雜,首先是水解原始粒徑的大小,通過(guò)控制和調節水解工藝條件,使原始粒徑在一定范圍內。其次是煅燒溫度,偏鈦酸在煅燒的過(guò)程中,粒子經(jīng)歷一個(gè)晶型轉化期和成長(cháng)期,控制適宜的溫度,使成長(cháng)粒子在一定范圍內。最后就是產(chǎn)品的粉碎,通常對雷蒙磨的改造和分析器轉速的調節,控制粉碎質(zhì)量,同時(shí)可以采用其它粉碎設備,例如:萬(wàn)能磨、氣流粉碎機和錘磨裝置。
化學(xué)性質(zhì)
二氧化鈦的化學(xué)性質(zhì)極為穩定,是一種偏酸性的兩性氧化物。常溫下幾乎不與其他元素和化合物反應,對氧、氨、氮、硫化氫、二氧化碳、二氧化硫都不起作用,不溶于水、脂肪,也不溶于稀酸及無(wú)機酸、堿,只溶于氫氟酸。但在光作用下,鈦白粉可發(fā)生連續的氧化還原反應,具有光化學(xué)活性。 這一種光化學(xué)活性,在紫外線(xiàn)照射下銳鈦型鈦白粉尤為明顯,這一性質(zhì)使鈦白粉即使某些無(wú)機化合物的光敏氧化催化劑,又是某些有機化合物光敏還原催化劑。
應急處理:隔離泄漏污染區,限制出入。建議應急處理人員戴防塵面具(全面罩),穿一般作業(yè)工作服。避免揚塵,小心掃起,置于袋中轉移至安全場(chǎng)所。若大量泄漏,用塑料布、帆布覆蓋。收集回收或運至廢物處理場(chǎng)所處置。
二氧化鈦(或稱(chēng)鈦白粉)廣泛用于各類(lèi)結構表面涂料、紙張涂層和填料、塑料及彈性體,其它用途還包括陶瓷、玻璃、催化劑、涂布織物、印刷油墨、屋頂鋪粒和焊劑。據統計,2006年全球二氧化鈦需求達460萬(wàn)噸,其中涂料行業(yè)占58%、塑料行業(yè)占23%、造紙10%、其他9%。鈦白粉既可用鈦鐵礦、金紅石制取,也可用鈦渣制取。鈦白粉生產(chǎn)工藝有兩種:即硫酸鹽工藝和氯化物工藝,硫酸鹽法的技術(shù)比氯化物法簡(jiǎn)單,可以用品位低和比較便宜的礦物。目前世界上約有47%產(chǎn)能采用硫酸鹽工藝,53%產(chǎn)能為氯化物工藝。
生產(chǎn)工藝
鈦白粉生產(chǎn)方法主要有硫酸法和氯化法。
硫酸法是用鈦精礦或酸溶性鈦渣與硫酸反應進(jìn)行酸解反應,得到硫酸氧鈦溶液,經(jīng)水解得到偏鈦酸沉淀;再進(jìn)入轉窯煅燒產(chǎn)出TiO2。硫酸法以間歇法操作為主,生產(chǎn)裝置彈性大,利于開(kāi)停車(chē)及負荷調整。但其工藝復雜,需要近二十幾道工藝步驟,每一工藝步驟必須嚴格控制,才能生產(chǎn)出最好質(zhì)量的鈦白粉產(chǎn)品,并滿(mǎn)足顏料的最優(yōu)性能。硫酸法既可生產(chǎn)銳鈦型產(chǎn)品,又可生產(chǎn)金紅石型產(chǎn)品。
氯化法是用含鈦的原料,以氯化高鈦渣、或人造金紅石、或天然金紅石等與氯氣反應生成四氯化鈦,經(jīng)精餾提純,然后再進(jìn)行氣相氧化;在速冷后,經(jīng)過(guò)氣固分離得到TiO2。該TiO2因吸附一定量的氯,需進(jìn)行加熱或蒸氣處理將其移走。該工藝簡(jiǎn)單,但在1000℃或更高條件氯化,有許多化學(xué)工程問(wèn)題如氯、氯氧化物、四氯化鈦的高腐蝕需要解決,再加上所用的原料特殊,較之硫酸法成本高。氯化法生產(chǎn)為連續生產(chǎn),生產(chǎn)裝置操作的彈性不大,開(kāi)停車(chē)及生產(chǎn)負荷不易調整,但其連續工藝生產(chǎn),過(guò)程簡(jiǎn)單,工藝控制點(diǎn)少,產(chǎn)品質(zhì)量易于達到最優(yōu)的控制。再加上沒(méi)有轉窯煅燒工藝形成的燒結,其TiO2原級粒子易于解聚,故所所以在表觀(guān)上人們習慣認為氯化法鈦白粉產(chǎn)品的質(zhì)量更優(yōu)異.