鈦白粉是二氧化鈦的俗稱，優(yōu)秀的白色功用使其在油墨、涂料、油漆、造紙等工作占有了商場的絕大比例，因此，被冠于“白色之王”的美譽，在咱們的日常生活中，只要有白色產(chǎn)品或類白色產(chǎn)品，幾乎都有鈦白粉的參與。除了鈦白粉之外，類似產(chǎn)品還有鉛白、鋅白、立德粉、大白粉等，它們的商場比例遠不及鈦白粉，而且各項功用較差，尤其是耐候性、光澤度等方面，因此它們只能運用于低端工作。

現(xiàn)在，鈦白粉的出產(chǎn)有兩種方法，分別是硫酸法和氯化法，就全國際范圍內(nèi)來講，氯化法的產(chǎn)能要比硫酸法略多，而在我國，由于技能原因，硫酸法廠家遠大于氯化法，氯化法的年產(chǎn)量僅占總產(chǎn)量的5~8%。

硫酸法之所以運用廣泛是由于它開展歷史悠久，工藝道路恰當(dāng)成熟，對設(shè)備的配備要求很低，對材料的要求不高，鈦礦、鈦渣都可以，而且這種方法即可以出產(chǎn)金紅石型鈦白粉，又能出產(chǎn)銳鈦型鈦白粉，基建要求低，投產(chǎn)時間短。由于以上原因，硫酸法鈦白粉被廣泛仿制，在鈦白粉工作占有恰當(dāng)重要的位置。比較氯化法，硫酸法又有自己的缺點，首要表現(xiàn)在操作流程很長，各崗位操作雜亂，機械化程度低，流程變量多，參數(shù)可控性不高，且“三廢”排放量大，污染嚴峻，能源消耗巨大，歸于高能耗、高污染企業(yè)。雖然硫酸法缺點許多，也有被其他方法代替的趨勢，但是現(xiàn)階段人們對它的熱情不減，生命力仍舊堅強，在將來的很長時間內(nèi)仍舊會占有重要的位置。

雖然氯化法比較先進，流程短，自動化程度高，產(chǎn)品質(zhì)量安穩(wěn)等長處，但是它的材料來歷困難，本錢高，雖然“三廢”排放量少，但是將出產(chǎn)高鈦渣和人工金紅石所排放的廢棄物核算在內(nèi)，其“三廢”排放總量也是恰當(dāng)巨大的。同時，其技能雜亂，出產(chǎn)難度大，對設(shè)備和材料要求高，推廣起來仍是有必定的難度。

在鈦白粉的各項方針中，白度是比較重要的方針之一，由于鈦白粉的白度較高，也是被稱為“白色之王”的首要原因，但是鈦白粉的白度并非定值，而是根據(jù)出產(chǎn)方法和工藝參數(shù)改動的，當(dāng)然白度是越高越好。關(guān)于鈦白粉白度的影響要素國內(nèi)外研討的較少，相關(guān)論文及著作說明的也較為廣泛。孫莉通過研討二氧化鈦粒子的巨細、形狀、粒度分布以及雜質(zhì)的種類和晶核缺點簡明說明晰它們與白度的聯(lián)絡(luò)，但關(guān)于理論說明較少，沒有找到根本原因；李俊峰、張兵兵等側(cè)重對表面處理的影響做了相關(guān)研討，認為漿料松散性、pH值、化學(xué)品參與次第等對畢竟產(chǎn)性情有較大影響，但對白度的說明很少；喬梁雖未對鈦白粉的白度進行研討，但對純堿的白度做了相關(guān)說明，認為粒度、鐵含量和出產(chǎn)工藝對產(chǎn)品功用有較大影響。

2.白度的界說及分類

白是具有光反射比高和色飽和度低的特殊顏色特征，是根據(jù)目視感知而判別反射物體所能顯白的程度。一般當(dāng)物體表面臨可見光譜內(nèi)全部波長的反射比都在80%以上時，可以為該物體表面為白色。白色位于色空間中恰當(dāng)狹隘的范圍內(nèi)，它們與其他顏色相同，可以用三維量（即光反射比Y、純度C、主波長λ）來標明。但人們卻習(xí)氣將不同白度物體按一維量白度（W）排序來定量點評其白色程度，而把志向白色（如高純度硫酸鋇）作為參比標準。無論是目視判定白度，仍是用儀器判定白度，都必須建立在公認的“標準”基礎(chǔ)上。所以，所謂白度是指間隔志向白色的程度。

為了便于研討及比較，人們引進三影響值Y（明度）、興奮純度（Pe），以及L、a、b值幾個物理量來標準白度或顏色。關(guān)于Y和Pe來講，不同的人有不同的觀點，有材料閃現(xiàn)物體表面Y＞70，Pe＜10時可看做白色，有的則閃現(xiàn)Y=70~90，Pe=0~10時為白色。

為了進一步改進和同一顏色的點評方法，國際照明委員會（CIE）引用了L、a*、b*三個數(shù)值來標明某一顏色，L值為亮度，改動范圍了0~100，L=0為完全黑暗，即為黑色，L=100為亮堂。a*、b*值有正負之分，其間a標明紅綠色，-a*為綠色，越大，綠色飽和度越大，+a*為赤色，數(shù)值越大，赤色越劇烈。b*值為黃藍色，-b*為藍色，越大，藍色越深，+b*為黃色，數(shù)值越大，黃色越深。有了這三個數(shù)值之后可在空間建立三維顏色坐標系，見圖1，L、a、b為坐標軸，任何一種可見光顏色都可以在坐標系中標明出來，這種標明方法比于Y和Pe更為精確，適用范圍更廣。

現(xiàn)在，國際上關(guān)于白度的核算公式或方法有多種，如甘茨白度、藍光白度、亨特百度、Tabble白度、建材白度等，乃至每個工作或企業(yè)都有不同的判定方法，就是用頻率來看，甘茨白度、藍光白度、亨特白度是運用最為廣泛的三種，下面簡略介紹一下。

2.1甘茨白度

甘茨白度是CIE在20世紀80年代發(fā)布的白度公式，其特征是以物體顏色的三影響值為根據(jù)進行核算，相關(guān)的公式如下：

W10為干茨白度值，TW、TW10為淡顏色指數(shù)，Y、x10、y10為在10°視場下測得的樣式值，xn、yn為在10°視場下D65標準光源的坐標值，其間xn=0.3138，yn=0.3309。該公式的長處是關(guān)于白度較好的物質(zhì)測量效果較為精確，但是關(guān)于其他顏色的測量精確性較差，一般只用于點評白色物質(zhì)。

2.2 藍光白度

藍光白度簡寫為Wb或R457，公式為：

Wb=Kb∑R(λ)F(λ)△λ

該公式中，Kb為歸化系數(shù)，數(shù)值為Kb=∑F(λ) △λ，R(λ)為標準白板的藍光白度儀器相同照明查詢條件下的光譜亮度因數(shù)，F(xiàn)(λ)為藍光白度計的相對光譜相應(yīng)分布，λ為波長。由于該公式的參看量較多，二期核算起來較為繁瑣，因此通常用三影響值色度測量儀（D65在10°下測量）測出的Z值來轉(zhuǎn)化，轉(zhuǎn)化公式為：

Wb=0.925Z+1.16

上述公式也具有必定的運用范圍，因其參數(shù)較少，核算方便在油墨、涂料等領(lǐng)域可作為核算參看，而且精確性較高。

2.3亨特白度

亨特白度在我國比較通用，在國標中也有明確規(guī)定，亨特白度用WH標明，核算公式如下：

式中a、b為亨特征品指數(shù)，L為亨特明度指數(shù)。亨特白度的測量有兩種方法，一種是在C照明體2°視場中，亨特指數(shù)L、a、b分別為：

另一種亨特白度的測量方法是在D65標準照明體10°的視場中，亨特指數(shù)L、a、b分別為：

上述各式中X2、Y2、Z2與X10、Y10、Z10分別為2°視場和10°視場中的三影響值。該方法的特征是以色差方法核算白度值，測定效果的白度值較高，極差較小，適用于白度值較高的樣品的測量，在鈦白粉工作中運用較多。

3.白度的測量

白度的核算和測量方法有多種，因此在對比白度時需求說明用的何種核算方法，由于不同的核算方法得到的白度值有較大不同。在市道上有許多用于測量白度的儀器，不同一同的測量原理或許存在差異，致使同種樣品運用不同儀器測量時效果有所不同。

現(xiàn)在用于測量白度的儀器有MS-350、ND101-DP、ZDB-1等，它們的光源類型和視野角度有所不同，表1為同種樣品不同檢驗條件下的白度值，由表可知，不同的檢驗條件對白度的影響較大，因此，檢驗方法的選擇對白度數(shù)據(jù)有恰當(dāng)大的影響。

4.影響白度的要素

就現(xiàn)在來講，影響鈦白粉白度的要素有雜質(zhì)、粒徑和粒度分布、顆粒形狀、鈦含量等，下面臨這幾個要素簡明說明一下。

4.1 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)，由于雜質(zhì)嚴峻影響鈦白粉的運用功用， 特別是白度。顯色金屬氧化物雜質(zhì)在極低的含量下就能影響白度，這些元素有鐵、錳、鉻、銅等，這些雜質(zhì)本身就帶有顏色，在白色的鈦白粉中極易顯色，常見的雜質(zhì)及顯色濃度見表。

在實踐出產(chǎn)中，雜質(zhì)污染鈦白粉的極限含量要比表2中嚴峻的多，即在更低的濃度下就能顯色，以鐵元素為例，當(dāng)赤色的Fe3+進入Ti4+的方位后，因極化而變形，這就比正常的鐵吸收更多的赤色。因此，F(xiàn)e3+置換Ti4+后導(dǎo)致光的吸收與濃度不成比例，即此時鐵元素對鈦白粉白度的影響比表格中列出的數(shù)據(jù)嚴峻的多。這首要的由于Fe3+被極化的才華很強，在遇到極化才華強的原子時，鐵原子會被極化而變形。而且 ，鈦原子半徑小，極化才華很強，當(dāng)Fe3+濃度增加后，彼此之間會由于氧缺點而導(dǎo)致彼此招引，原子核外部被拉長，進一步在光能作用下失掉電子，發(fā)生劇烈的光色互變現(xiàn)象。根據(jù)顯色元素的不同光色互變現(xiàn)象也不同，鐵元素為赤色光色互變現(xiàn)象，錳元素為灰色光色互變現(xiàn)象。鈰元素為黃色光色互變現(xiàn)象等。

4.2 粒徑和粒度分布

粒徑和粒度分布也是影響鈦白粉白度的首要要素，它首要是通過鈦白粉顆粒對光的反射、散射等現(xiàn)象影響的。圖2為5個鈦白粉樣品的粒度分布圖，圖中橫坐標為顆粒的粒度，縱坐標為該粒度的鈦白粉在體系中的占有比例，即頻率，曲線下方的積分為1。圖中曲線峰值越大，峰域越窄，曲線越偏左，代表該種顆粒的鈦白粉粒徑越小，粒度分布越會集，鈦白粉的各項功用就越好。

圖2中5個樣品的均勻粒徑為0.4、0.55、0.6、0.8、1.0μm，這幾個樣品除粒徑不同外組分完全相同，將這幾個樣品用MS-350白度檢驗儀測量

根據(jù)圖中數(shù)據(jù)可知，鈦白粉的粒徑越小，白度值越高，這首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。根據(jù)光波的特性，當(dāng)顏料粒子的粒徑小于光波的一半時可以取得對該波長的色光的散射，由此分析，對波長藍色光散射的粒徑在0.2μm左右，波長較長的赤色光散射的粒徑在0.35μm左右，因此，小粒徑的鈦白粉的散射光呈藍相，而透過光則為藍色的補色紅黃相，反之，大粒徑的鈦白粉散射光為紅相，透過光為藍相。

在上述5個樣品中均勻粒徑都在0.4μm以上，遠超過了藍光散射粒徑0.2μm和紅光散射粒徑0.35μm，但仍會有藍光和紅光的散射，這是由于在5個樣品中均勻粒徑僅僅均勻值，在松散體系中存在大量0~0.35μm的顆粒，這些顆?？梢园l(fā)生劇烈的反射、散射和吸收，當(dāng)均勻粒徑小時，0~0.2μm粒徑的顆粒就多，對藍光散射就強，均勻粒徑大時，0~0.2μm粒徑的顆粒少，0.2~0.35μm粒徑的顆粒多，對紅光散射就強，白度顯著下降。

4.3 顆粒形狀

顆粒形狀是指鈦白粉顆粒的存在情況，可分為球狀、桿狀和層狀，如圖4所示。球狀為顆粒呈球行或類球形，桿狀為顆粒的橫截面和縱截面為長方形和圓形或類似形狀，層狀顆粒為顆粒厚度較薄但一側(cè)面積較大。這三種顆粒形狀在鈦白粉中常見，球狀為志向情況，但是由于包膜或氣粉的要素或許發(fā)生桿狀和層狀。人為控制氣粉條件，出產(chǎn)出三種形狀的鈦白粉，用MS-350白度檢驗儀測量白度，得到的效果見表3。

表3 顆粒形狀與白度的聯(lián)絡(luò)

由表3可知，層狀鈦白粉的白度略低，球狀和桿狀的白度十分接近，因此，鈦白粉顆粒形狀雖然可以稍微影響白度，但不是首要要素。在出產(chǎn)中，顆粒的形狀首要影響鈦白粉的光澤度、遮蓋力、松散性等方針，關(guān)于白度方針可不必考慮此要素。

4.4 鈦含量

鈦含量指鈦白粉中二氧化鈦的總含量，關(guān)于顏料級鈦白粉中二氧化鈦的含量一般在90%以上，具體在92~98%之間，其他物質(zhì)首要為包膜劑與少數(shù)雜質(zhì)?，F(xiàn)在根據(jù)不同的運用場合可選用不同的包膜劑種類，常用的包膜劑有鋁包膜、硅包膜、鋯包膜等，也有兩種或多種包膜劑一同運用，如鋯鋁包膜、硅鋁包膜等，這些包膜劑的加量各廠家不盡相同。為了便于研討，這兒采用鋁包膜產(chǎn)品，即在鈦白粉的后處理階段包裹一層水和氧化鋁膜，包膜化學(xué)品為硫酸鋁和偏鋁酸鈉，包膜量分別為（以氧化鋁計）2、3、4、5、6、7%，由于雜質(zhì)及有機處理的存在，畢竟產(chǎn)品中二氧化鈦的含量在92~97%之間。將這幾種樣品在相同條件下用MS-350白度檢驗儀測量白度，

從圖5中可以看出，跟著二氧化鈦含量的升高，白度值也升高，即鋁含量升高，白度值下降，也就是說鋁元素有下降白度的性質(zhì)。除了鋁元素外，鋯、硅也是常用的包膜劑，它們也有類似的性質(zhì)，僅僅下降白度的程度有所差異。

5.出產(chǎn)中前進白度的方法

在出產(chǎn)及客戶運用進程中，都希望鈦白粉的白度可以更高，據(jù)閱歷分析，當(dāng)鈦白粉的白度升高時，其遮蓋力、消色力方針也會相應(yīng)升高，因此，要到達同等的效果運用的鈦白粉量就少，本錢就會下降。關(guān)于出產(chǎn)中前進白度的方法現(xiàn)在首要有以下幾點（針關(guān)于硫酸法）。

（1）材料選擇方面

材料是出產(chǎn)的，只要合格的材料才華出產(chǎn)合格的產(chǎn)品，鈦白粉關(guān)于雜質(zhì)的含量極為敏感，有時要精確到1ppm，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)，其含量需求進行嚴厲的檢驗并精確控制。

（2）水解技能

水解是硫酸法鈦白粉出產(chǎn)進程中重要的工藝，也是影響鈦白粉白度的重要方位。通常加壓水解產(chǎn)品的均勻性較差，洗刷速度慢，制品白度差，而常壓水解可以戰(zhàn)勝這一缺點，時顆粒形狀均勻，白度上升。

（3）煅燒條件

煅燒是脫水、脫硫、晶型轉(zhuǎn)化、晶型生長的進程，與制品的白度有直接聯(lián)絡(luò)，切勿欠燒或過燒。一般在回轉(zhuǎn)窯前方設(shè)置燃燒室，避免高溫火焰直接觸摸物料，并控制溫度、轉(zhuǎn)速和煅燒時間，根據(jù)閱歷控制各項參數(shù)。

（4）砂磨條件

砂磨是后處理階段的作業(yè)，其任務(wù)是將物料打碎，用于后期的包膜處理。當(dāng)物料過粗時，包膜不均勻，過細會導(dǎo)致制品遮蓋力下降，并浪費研磨資源，因此，一般控制均勻粒徑在0.3~0.6μm之間。

（5）包膜進程

包膜方法、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、鋯是會是白度有升高的趨勢，而包硅則會使白度不變乃至下降，而當(dāng)包膜不均勻時也會嚴峻影響制品的白度。

（6）氣粉條件

氣粉是將鈦白粉破壞到適宜的粒徑，粒徑越大，均勻性越差，白度越低，反之白度升高，因此，根據(jù)閱歷一般將制品粒徑破壞到0.2~0.35μm之間。

6.總結(jié)

通過以上關(guān)于鈦白粉白度的分析，可得出兩個結(jié)論：

（1）鈦白粉的白度常用甘茨白度、藍光白度和亨特白度來標明，不同的白度由不同的運用場合，而且測量白度的儀器存在差異，對比時需求確定儀器類型；

（2）鈦白粉白度的影響要素有雜質(zhì)、粒徑和粒度分布、顆粒形狀和鈦含量，其間雜質(zhì)的影響最為嚴峻，其次是粒度分布和鈦含量，顆粒形狀對白度的影響最小，具體影響作用為雜質(zhì)含量越低，粒度分布越會集，均勻粒徑越小，鈦含量越高，白度值越大，反之白度越小。