中國(guó)粉體網(wǎng)訊 在鈦白粉的各項(xiàng)指標(biāo)中，白度是比較重要的指標(biāo)之一，由于鈦白粉的白度較高，因此被稱為“白色之王”，但是鈦白粉的白度并非定值，而是根據(jù)生產(chǎn)方法和工藝參數(shù)改變的，當(dāng)然白度是越高越好。那么，鈦白粉的白度是什么？有哪些影響因素？如何提高鈦白粉的白度？粉體網(wǎng)小編在梳理了已有的研究資料之后作出以下整理。
1、白度的定義
白是具有光反射比高和色飽和度低的特殊顏色屬性，是基于目視感知而判斷反射物體所能顯白的程度。白色位于色空間中相當(dāng)狹窄的范圍內(nèi)，它們與其他顏色一樣，可以用三維量(即光反射比Y、純度C、主波長(zhǎng)λ)來(lái)表示，但人們卻習(xí)慣將不同白度物體按一維量白度(W)排序來(lái)定量評(píng)價(jià)其白色程度，而把理想白色(如高純度硫酸鋇，其白度值為100%)作為參比標(biāo)準(zhǔn)。無(wú)論是目視評(píng)定白度，還是用儀器評(píng)定白度，都必須建立在公認(rèn)的“標(biāo)準(zhǔn)”基礎(chǔ)上。所以，所謂白度是指距離理想白色的程度。
2、白度的測(cè)量
白度的計(jì)算和測(cè)量方法有多種，因此在對(duì)比白度時(shí)需要說(shuō)明用的何種計(jì)算方法，因?yàn)椴煌挠?jì)算方法得到的白度值有較大不同。在市面上有很多用于測(cè)量白度的儀器，不同儀器的測(cè)量原理可能存在差異，致使同種樣品使用不同儀器測(cè)量時(shí)結(jié)果有所不同。目前用于測(cè)量白度的儀器因它們的光源型號(hào)和視角角度有所不同，不同的測(cè)試條件對(duì)白度的影響較大，因此，測(cè)試方法的選擇對(duì)白度數(shù)據(jù)有相當(dāng)大的影響。
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3、白度的影響因素
（1）雜質(zhì)。在鈦白粉工藝中，尤其是硫酸法鈦白粉工藝，大部分的作業(yè)是為了除去產(chǎn)品中的雜質(zhì)，因?yàn)殡s質(zhì)嚴(yán)重影響鈦白粉的應(yīng)用性能，特別是白度。不同生產(chǎn)廠，使用產(chǎn)地不同的原料，鈦白粉內(nèi)所含雜質(zhì)的種類和數(shù)量相差很大。這些雜質(zhì)除極少部分來(lái)自于設(shè)備的腐蝕和磨損外，主要來(lái)自于現(xiàn)階段國(guó)內(nèi)各硫酸法鈦白粉生產(chǎn)廠廣泛使用的含鈦原料——鈦鐵礦。這些雜質(zhì)本身就帶有顏色，在白色的鈦白粉中極易顯色。同氯化法鈦白粉相比，硫酸法鈦白粉純度差，雜質(zhì)含量高。
（2）二氧化鈦的晶型。金紅石晶型的二氧化鈦較銳鈦型更易吸收短波光，如果在銳鈦型鈦白粉中混有過(guò)多金紅石晶體，鈦白粉對(duì)光的吸收系數(shù)K值就會(huì)增大，成品的白度和光澤度就會(huì)變差，而且金紅石晶型對(duì)雜質(zhì)更為敏感，當(dāng)有害雜質(zhì)達(dá)到一定含量，混有金紅石晶體的銳鈦型鈦白粉還會(huì)產(chǎn)生光敏變色現(xiàn)象。因此，對(duì)銳鈦型鈦白粉而言，晶型越純白度就越好。
（3）粒徑和粒度分布。粒徑和粒度分布是影響鈦白粉白度的主要因素，它主要是通過(guò)鈦白粉顆粒對(duì)光的反射、散射等現(xiàn)象影響的。根據(jù)已有的測(cè)量數(shù)據(jù)得知，在一定的粒度范圍內(nèi)，鈦白粉的粒徑越小，白度值越高，這主要是由于鈦白粉粒徑越小，表面積增大，光的反射、漫反射增強(qiáng)。但當(dāng)粒徑小于0.1微米時(shí)則發(fā)生光的衍射，二氧化鈦晶體變得透明，同樣影響白度。因此在成品鈦白粉中要盡量減少粒徑大于0.35微米以及粒徑小于0.1微米的顆粒。
平均粒徑與白度的關(guān)系
來(lái)源：鈦白粉白度的分類及其影響因素（郭會(huì)良等）
（4）顆粒形狀。顆粒形狀是指鈦白粉顆粒的存在狀態(tài)，可分為球狀、桿狀和層狀。據(jù)已有的測(cè)量數(shù)據(jù)表明，層狀鈦白粉的白度略低，球狀和桿狀的白度非常接近，因此，鈦白粉顆粒形狀雖然可以略微影響白度，但不是主要因素。
鈦白粉顆粒電鏡照片
來(lái)源：鈦白粉白度的分類及其影響因素（郭會(huì)良等）
（5）鈦含量。鈦含量指鈦白粉中二氧化鈦的總含量，對(duì)于顏料級(jí)鈦白粉中二氧化鈦的含量一般在90%以上，具體在92%～98%，其他物質(zhì)主要為包膜劑與少量雜質(zhì)。據(jù)已有的測(cè)量數(shù)據(jù)表明，隨著二氧化鈦含量的升高，白度值也升高。
二氧化鈦含量與白度的關(guān)系
來(lái)源：鈦白粉白度的分類及其影響因素（郭會(huì)良等）
（6）各種助劑。在生產(chǎn)中，往往會(huì)使用到很多助劑，例如助濾劑、潤(rùn)滑劑等，這些助劑其中可能含有長(zhǎng)碳鏈的有機(jī)化合物，高溫下會(huì)炭化，使鈦白粉色相變得黯淡，甚至帶有明顯紅棕色。
（7）表面處理。為提高鈦白粉性能，許多廠家對(duì)鈦白初品進(jìn)行了表面處理，即包膜。包膜劑的選擇和包膜順序及時(shí)間等都對(duì)鈦白粉的白度有一定影響。在濕法包膜中，體系的粘度對(duì)包膜效果影響較大，粘度過(guò)大不利于包膜劑的分散，鈦白粉白度則降低。
4、提高白度的方法
據(jù)生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)分析，當(dāng)鈦白粉的白度升高時(shí)，其遮蓋力、消色力指標(biāo)也會(huì)相應(yīng)升高，因此，要達(dá)到同等的效果使用的鈦白粉量就少，成本就會(huì)降低。關(guān)于生產(chǎn)中提高白度的方法目前主要有以下幾點(diǎn)。
（1）優(yōu)選礦源。原料是生產(chǎn)的第一步，只有合格的原料才能生產(chǎn)合格的產(chǎn)品，鈦白粉對(duì)于雜質(zhì)的含量極為敏感，有時(shí)要精確到1×10-6，因此，選擇好的礦源是重中之重。鐵、錳、釩鈮是比較重要的雜質(zhì)，其含量需要進(jìn)行嚴(yán)格的測(cè)試并精確控制。
（2）配齊設(shè)備和工序。有部分鈦白粉廠，為了節(jié)省投資因陋就簡(jiǎn)，省去一些工序，結(jié)果使大量雜質(zhì)進(jìn)入鈦白粉中，嚴(yán)重影響了產(chǎn)品的白度。
（3）控制鈦液的質(zhì)量。鈦液的各項(xiàng)指標(biāo)如果不合格，會(huì)對(duì)下一個(gè)環(huán)節(jié)水解造成不良影響，從而使二氧化鈦粒子的大小、形狀和粒度分布不合適，粒子晶格有一定缺陷，從而導(dǎo)致產(chǎn)品白度降低。應(yīng)嚴(yán)格控制鈦液的制備和鈦液的凈化，不能將超標(biāo)的鈦液提供給下一工序。
（4）水解工藝優(yōu)化。水解是硫酸法鈦白粉生產(chǎn)過(guò)程中重要的工藝，也是影響鈦白粉白度的重要因素。通常加壓水解產(chǎn)物的均勻性較差，洗滌速度慢，成品白度差，而常壓水解可以克服這一缺點(diǎn)，使顆粒形狀均勻，白度上升。
（5）水洗工序的優(yōu)化。水洗是除去溶液中Fe2+的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，如果不及時(shí)除去，會(huì)被氧化成Fe3+,無(wú)論是亞鐵還是三價(jià)鐵，都會(huì)使鈦白粉白度降低。應(yīng)加強(qiáng)監(jiān)控，保證洗水pH≤1.5，摩爾洗滌真空度≥0.06Mpa。
（6）煅燒條件。煅燒是脫水、脫硫、晶型轉(zhuǎn)化、晶型成長(zhǎng)的過(guò)程，與成品的白度有直接關(guān)系，切勿欠燒或過(guò)燒。一般在回轉(zhuǎn)窯前方設(shè)置燃燒室，防止高溫火焰直接接觸物料，并控制溫度、轉(zhuǎn)速和煅燒時(shí)間，根據(jù)經(jīng)驗(yàn)控制各項(xiàng)參數(shù)。
（7）砂磨條件。砂磨是后處理階段的第一個(gè)作業(yè)，其任務(wù)是將物料打碎，用于后期的包膜處理。當(dāng)物料過(guò)粗時(shí)，包膜不均勻，過(guò)細(xì)會(huì)導(dǎo)致成品遮蓋力下降，并浪費(fèi)研磨資源，因此，一般控制平均粒徑在0.3～0.6μm。
（8）包膜過(guò)程。包膜方式、包膜量、包膜的均勻程度等都可以影響產(chǎn)品的白度，通常情況下，包磷、鋁、鋯會(huì)使白度有升高的趨勢(shì)，而包硅則會(huì)使白度不變甚至下降，而當(dāng)包膜不均勻時(shí)也會(huì)嚴(yán)重影響成品的白度。
（9）氣粉操作條件。氣流粉碎利用的是物料的自磨作用，用中壓蒸汽對(duì)二氧化鈦粒子進(jìn)行剪切，使物料與物料、物料與內(nèi)壁之間產(chǎn)生強(qiáng)碰撞而達(dá)到細(xì)碎的目的，使二氧化鈦顆粒達(dá)到成品粒度要求的范圍。經(jīng)過(guò)氣流粉碎，鈦白粉粒徑降低，粒度分布情況得到改善。根據(jù)經(jīng)驗(yàn)一般將成品粒徑粉碎到0.2～0.35μm。在操作中主要控制蒸汽壓力和進(jìn)料速度，如果成品粒徑較大，可通過(guò)增大蒸汽壓力、提高進(jìn)料速度來(lái)調(diào)節(jié)。
小結(jié)：
要提高產(chǎn)品鈦白粉的白度，從理論上主要控制二氧化鈦粒子的大小、形狀和粒度分布、雜質(zhì)的種類和含量，結(jié)合實(shí)際生產(chǎn)情況，現(xiàn)場(chǎng)主要控制鈦液的指標(biāo)、水解操作、煅燒操作等，使成品鈦白粉粒徑在0.2μｍ左右，形狀圓滑均勻，粒度分布帶狹窄，產(chǎn)品雜質(zhì)種類和含量都降到最低，以提高成品鈦白粉白度。
參考資料：
郭會(huì)良等.鈦白粉白度的分類及其影響因素
李岳等.談如何提高顏料級(jí)銳鈦型鈦白粉的白度
祖庸等.提高顏料級(jí)鈦白粉白度的幾點(diǎn)意見(jiàn)
孫莉.影響鈦白粉白度的因素淺析
