硫酸法钛白粉中间产品黑钛液稳定性表征方法

技术领域

本发明属于分析化学领域，尤其涉及硫酸法钛白粉中间产品黑钛液稳定性表征方法。

背景技术

稳定性指的是在硫酸法钛白生产中，黑钛液在存放条件(如温度、浓度、时间等)变化的情况下，有发生早期水解而析出二氧化钛胶体粒子的倾向，通常行业内把表示这种倾向的强弱的特性叫做钛液的稳定性。作为黑钛液六大常规分析指标之一，稳定性是一切指标的前提。

如公告号为CN 103558332 B的发明专利，能够解决不同浓度钛液的稳定性差别大而导致判定不准确的问题，同时可判定钛液在不同工段的稳定性是否合格，但是，检测方法是没有变的，没有解决稳定性检测准确度、精密度的问题。

如公告号为CN 109085165 A的发明专利，通过研究钛液的稳定性受影响的程度大小依次是：温度>酸度>浓度；通过优化检测用水温度，缩短检测时间，也并没有从根本上提高检测精度和准确度。

然而，现用检测方法存在缺陷：一是现用体积来表征的结果比较一致，除非出现较大的生产事故或操作失误，否则从数据上不能很好地体现出钛液稳定性的差异，无法满足生产上对质量精益管理的需要。二是检测过程中能明显看到的差异，结果却不能反馈出来；各钛白粉生产企业在每次加入的水量上可能有所不同，但时间控制上是一样的，即每次加水时摇动15秒，再静置45秒，判断白色沉淀；而在实际操作中我们发现，各个样品出现浑浊的时间是不同的，样品的稳定性是有一定差异的，但在数据上却是一样的，都是500mL，无法体现钛液真实存在的差异。

因此我们提出了硫酸法钛白粉中间产品黑钛液稳定性表征方法，用于解决上述问题。

发明内容

本发明针对现有技术中没有解决稳定性检测准确度、精密度的问题，提出如下技术方案：

硫酸法钛白粉中间产品黑钛液稳定性表征方法，包括如下步骤：

S1、根据K值计算加水量，记作V

S2、调水温待用；

S3、从V

S4、移取1ml钛液至容器中；

S5、先将V

S6、再将V

S7、观测三角烧瓶中是否出现白色浑浊，出现后，停止计时。

黑钛液在同一温度、稀释比下(TiO

作为上述技术方案的优选，所述V

0.1的精度可以确保后续检测的结果重现性符合要求。

作为上述技术方案的优选，所述S2中水温调至(20±0.1)℃。

由于用水温度对钛液水解速率，也就是稳定性检测过程中出现白色浑浊时间长短影响很大，所以必须严格控制稀释用水温度；根据多年检测经验20℃水温下水解速率比较适中，便于后续检测终点的观察和计时，从而保证检测准确度和精度。

作为上述技术方案的优选，所述S3中从V

由于钛液粘度较高，在测量稳定性的时候不能一次性将V

此外预混操作不仅可以将稳定性不好有早解倾向的钛液筛选出来，并且还与现行标准保持判定一致。V

作为上述技术方案的优选，所述S4、S5、S6中的容器皆为大口三角瓶，且大口三角瓶为干燥洁净的，其中S5的容器采用1000ML。

瓶子材质和洁净程度对观察白色浑浊影响很大，洁净的三角瓶一方面可以便于观测大口三角瓶内钛液的物相变化状态；另一方面杜绝固相物等杂质的引入，防止在后序加水过程中充当不良结晶中心，诱导并加速水解，从而影响最终检测结果的准确度和精密度；而干燥的三角瓶可以确保在加入钛液后不会出现局部浓度变化造成钛液早解，也是规避不良结晶中心来确保检测结果准确度和精密度

作为上述技术方案的优选，所述S5和S6中计时方式皆用秒表计时。

用秒表计时是为了能够准备检测出白色浑浊出现的时间节点。

作为上述技术方案的优选，还包括如下步骤：

S7’、将稀释后的钛液倒入浊度计比色瓶中，观察浊度数显变化；

S8、当浊度变化达到0.5NTU，视为终点，计时结束。

采用浊度仪代替目视判定，量化了白色浑浊的终点，进一步提高检测准确度和精密度。

本发明的有益效果为：

(1)黑钛液在同一温度、稀释比下(TiO

(2)采用浊度仪代替目视判定，量化了白色浑浊的终点，进一步提高检测准确度和精密度；适用范围广，更加适合岗位自测，如黑段各工序现场环境恶劣照明不佳情况下，依旧可以确保终点判断的准确度和精密度。

(3)采用2次加水，可以判断出稳定性较差的钛液出现早解的情况，此外，引入的K值，与加水体积可以相互换算，所以适用现有稳定性早解、合格判定，与同行业现用体积的表征方法有一定可比性。

(4)与老方法相比，不仅缩短了检测总时间，而且操作更加简便，可行性强。

附图说明

图1示出的本发明实施例提供的稳定性表示技术路线；

图2示出的本发明实施例提供的行内控稳定性的稀释质量比数据图；

图3示出的本发明实施例提供的以浓钛液为例不同K值下实际加水量计算图；

图4示出的本发明实施例提供的1ml浓钛液加入500ml水后，5min内变化情况图；

图5示出的本发明实施例提供的浓钛液20℃下不同稀释比浊度随时间数据表；

图6示出的本发明实施例提供的浓钛液20℃下的不同稀释比浊度变化图。

图7示出的本发明实施例提供的稳定性在K＝2000、20℃条件下以浊度变化0.5NTU为终点的八组试验数据图；

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合实施例对本发明技术方案进行清楚、完整地描述。

本发明实施例中：

实施例一：

硫酸法钛白粉中间产品黑钛液稳定性表征方法，包括如下步骤：

S1、根据K值计算加水量，记作V

S2、调水温待用；

S2中水温调至(20±0.1)℃；

S3、从V

S3中从V

S4、移取1ml钛液至容器中；

S5、先将V

S6、再将V

S7、观测三角烧瓶中是否出现白色浑浊，出现后，停止计时。

S4、S5、S6中的容器皆为大口三角瓶，且大口三角瓶为干燥洁净的，其中S5的容器采用1000ML。

S5和S6中计时方式皆用秒表计时。

根据图一所示可知：现用的表征方法，其实是固定温度和控制时间，用稀释水体积变化来表征稳定性；而本发明的表征方法，则是固定温度和稀释水的量，用时间变化来表征稳定性。

不同稀释比加水量计算，通过图2可以看出，现行业内控标准各工序稳定性水钛比K值大约在2000-2400之间，所以根据现行标准和生产实际需要，可以在1900-2500之间，自由选择合适稀释比。

C

V

K--稀释比，水钛质量比

M

M

M

M

M

M

ρ---钛液的比重，g/cm

C

C

M

C

由公式1～7化简得:

当1ml浓钛液加入根据K值规定的水后，其5min内TiO

实施例二

根据图5及图6所示，区别于实施例一的是：本实施例通过步骤S7’对步骤S7进行替换，并继续作出步骤S8；

S7’、将稀释后的钛液倒入浊度计比色瓶中，观察浊度数显变化；

S8、当浊度变化达到0.5NTU，视为终点，计时结束。

通过图5及图6可以看出：

在K＝2000的条件下，计时开始后约126秒内其浊度是不变的，当浊度变化升高0.5NTU的过程，用时约12秒；

在K＝2500的条件下，计时开始后约90秒内其浊度是不变的，当浊度变化升高0.5NTU的过程，用时约9秒；

同时我们目视观察三角瓶内溶液变化，当浊度变化0.5NTU时约10秒左右的过程，是介于无色透明到轻混的过程，基本上肉眼是很难分辨的；

通过图7的数据配合上述公式可以得出结论：重复8次实验，其相对标准偏差为0.84％，极差在3.57秒，可见浊度变化0.5NTU作为终点判断是符合要求及预期。

试验测试组织方式：

先以浓钛液为模板，设计试验，研究稳定性检测过程，完成详细的操作规程；

其次，根据已制定的操作规程，分别检测其它工序不同浓度的黑钛液，进一步考查验证并优化操作条件，同时确定最终K值；

最后，修订完整操作规程，并试运行一段时间，积累大数据，供生产技术分析指导工艺生产。

以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制。