第三章 無機顏料(Inorganic Pigments)I─白色不透明顏料
製造方法
(1)硫酸鹽法(sulphate process)
硫酸鹽法的詳細製造方法，各製造商可能各有秘密，特別有關結晶情形，
多少各有些不同，但大體上約如下述：
鈦鐵礦（ilmenite）砂經乾燥磨碎後，用85∼90%硫酸蒸煮，可以用連續式
或用分批式。分批式一般用十六噸鈦鐵礦加二○噸濃H2SO4，混合液用蒸
汽攪動。當溫度到達160℃時，有劇烈發熱反應產生，同時混合物變成多
孔狀塊，含有Fe2+,Fe3+ ,Ti4+的硫酸物。這塊狀物用水或用稀H2SO4萃取，
溶液中Fe3+用鐵屑還原，使成Fe3+，同時Ti4+→Ti3+。澄清溶液後，除去不
溶物。所用H2SO4，比Ti(SO4) 比例需要的略少。溶液冷卻至10℃，使大部
份的鐵，成為硫酸亞鐵含水結晶FeSO4．7H2O結晶出(copperas)，過濾除去
。
溶液濃度調節成，在25℃時，比重約為1.67，在用鈦鐵礦的原料時，含有
TiO2約為230g/l。水解沉澱出含水的TiO2。水解是硫酸鹽法的最重要部份，
此時溶液中必須沒有Fe3+，沉澱在控制狀態進行，使容易過濾和沖洗，同
時便在𦱾燒時，能產生合適的結晶物。事實上在水解時已有部份結晶產生
。有時用最簡單的煮沸，就可得沉澱，但一般必需加入種核(nuclei)。這些
種核普通用TiCl4溶液製備，經部份中和，加熱等過程，用純的TiCl4溶液可
製成〝金紅石型〞種核。但加入硫酸鹽溶液中，將產生〝銳鐵礦型〞種核
。種核加入主溶液後，煮沸溶液數小時，軌可得沉澱物。沈澱物的品質，
依主溶液中種核成份，以及煮沸久暫而定。在沈澱的最後階段，如水可增
加產量，但過多的水，會使TiO2品質降低。在硫酸溶液中不用種核，則產
生銳鈦礦型TiO2。
沈澱物過濾，用水沖洗，成為所謂"濾漿"(Pulp)，清洗可以除去殘留的Fe2+
，最後加以𦱾燒。
𦱾燒在傾斜的旋搖中進行，火焰在內部直接𦱾燒，TiO2濾漿在重力下緩慢
下移，先乾燥，然後驅除水份和SO3(約有7∼8%SO3強力吸附在TiO2上，不
能洗了)。TiO2在旋瓈最後處，轉變成〝金紅石型〞結晶，並生成所需要的
顆粒大小。旋瓈溫度可以達到1000℃TiO2轉變成金紅石型，是靠加入種核
的多少，也可以加入添加劑，如K2SO4、P2O5和Zn到沖洗後𦱾燒前的TiO2
沈澱中。𦱾燒後的TiO2，經過冷卻、磨碎，成為本色的TiO2顏料。但大部
份則經過加工處理，成為各種特殊品質的TiO2顏料。細磨祇是粉碎結塊，
結晶大小在沈澱時和𦱾燒中形成，無法用磨粉法改變。
