Лако-красочные материалы — производство

Четыреххлористый титан ТіСЦ получается хлорированием при высокой температуре (^800°) обогащенных концентратов с высо­ким содержанием титана в присутствии восстановителей.

Четыреххлористый титан представляет собою бесцветную или слабоокрашенную (в желтый цвет) жидкость, дымящую на воз­духе и растворимую в многих органических растворителях — бен­золе, толуоле, хлороформе и др.; его т. пл. —23°, т. кип, +135,8°, уд. вес 1,73.

При внесении ТІСІ4 в воду идет бурная реакция с образованием объемистого осадка и выделением большого количества тепла, при­чем вначале образуются гидраты ТіСЦ • 5Н20 и ТіСЦ * 2Н20, а затем происходит гидролиз с постепенной заменой атомов хлора гидро­ксильными группами. Схема реакции следующая:

ТіСЦ • 5Н20 —> ТЮЦ (ОН) * 4Н20 —> ТіС12 (ОН)г — ЗНгО —►

—> ТіСІ (ОН)з — 2НаО —► Ті (ОН)4 • Н20

При нагреве весь процесс гидролиза проходит быстро, на хо­лоду же могут быть выделены промежуточные продукты.

Четыреххлористый титан применяется в промышленности до­вольно широко, так как он является наиболее доступным соедине­нием титана и легко подвергается очистке путем перегонки [45].

Известны три метода получения ТЮ2 из ТЮ4:

1) метод гидролиза водных растворов;

2) метод гидролиза в паровой фазе;

3) метод сжигания.

Метод гидролиза водных растворов. При работе по этому ме­тоду’можно применять неочищенный ТІСІ4.

Основными стадиями процесса являются гидролиз и прокалива­ние метатитановой кислоты. Гидролиз происходит в присутствии зародышей, получаемых из ТІСІ4 при pH 2—3 путем разбавления или нейтрализации, и протекает весьма легко. Двуокись титана, полученная по этому методу, обладает низкими пигментными свой­ствами. Улучшение свойств может быть достигнуто путем гидро­лиза растворов ТіС14, к которым добавлена серная кислота или сернокислый натрий из расчета 20—30% по отношению к ТЮг-

Практического значения этот метод не имеет.

Метод гидролиза в паровой фазе. Операции гидролиза и прока­ливания при этом методе совмещены и проводятся в реакционной камере при температуре около 400°. Пары чистого ТіСІ4 и воды подогреваются во избежание нежелательной низкотемпературной реакции и направляются в реакционную камеру, где происходит гидролиз и обезвоживание и образуется пигмент, свободный от С1, белого цвета, с хорошими пигментными свойствами. При сниже­нии температуры реакции до 300° также получается продукт, сво­бодный от хлора, но с сильно желтоватой окраской.

К трудностям работы по этому методу относится подбор мате­риалов для камеры, устойчивых к парам соляной кислоты при высокой температуре.

Метод сжигания. Процесс проводится таким образом, что пары Т1СІ4 смешиваются с равным по объему количеством азота и смесь пропускается одновременно с нагретым воздухом через цилиндри­ческую реакционную трубку, подогреваемую снаружи до 1100°.

В трубке при температуре ^1000° происходит образование дву­окиси титана по реакции

ТіСі4 + 02 —> ТЮ2 + 2С12

после чего газовую суспензию направляют в пылевую камеру для разделения твердой и газообразной фазы; разделение может также производиться с помощью мешочных фильтров или аппарата Кот — треля. Обычно на 1 л объема реакционной трубки вводят 0,5 л ТІСІ4, 0,5 л N2 и 1,0 л воздуха в 1 мин.

При работе по этому методу следует избегать длительного со­прикосновения продуктов реакции с горячими стенками трубки во избежание спекания частини ухудшения их пигментных свойств. Для этого газообразные продукты реакционной смеси нагревают предварительно до температуры реакции, в связи с чем реакция протекает быстрее и взвесь ТЮ2 может быть быстро удалена из

13 В. Ф. Беленький, И. В. Рискни
реакционного пространства. Отчасти нежелательные явления спе­кания устраняются тем, что на стенках трубки образуется «шуба» из двуокиси титана, которая защищает продукты реакции от со­прикосновения с горячими стенками.

По некоторым данным, двуокись титана по этому методу полу­чается таким, образом, что пары ТіСЦ смешиваются с очищенным генераторным газом и поджигаются в воздухе.

Технические требования к двуокиси титана следующие;

Пигментные сорта двуокиси титана

Модификация
рутил

96 0,6 0,6 0,5

6,5—7,0
53

Цвет……………………………………………………………………………… По эталону

Примечание. В настоящее время остаток лимитируется на сите 1600 отвісм2, показатели те же. Для смешанных титановых пигментов лимити­руется содержание ТЮ2 не менее 28%, остальные показатели те же, что для неразбавленной ТЮ2. В титано-кальциевом пигменте содержание водораствори­мых солей не определяется.

Непигментные сортй двуокиси титана

Содержание ТЮа в %, не менее. . .

Содержание примесей в %, не более.

окись железа Ре203 ………………

сера, считая на S03……………………….

фосфор, считая на P2Os. . . . тяжелые металлы Pb, Sb, Си, ВІ