鈦白粉學名二氧化鈦(TiO2),被認為是目前世界上性能最為優(yōu)越的白色顏料。它具有無毒、具有最佳的不透明性、最佳的白度和光亮度,廣泛應用于涂料、塑料、造紙、印刷油墨、化纖、橡膠、陶瓷、化妝品、食品和醫(yī)藥等工業(yè),它被稱為“工業(yè)味精”,其人均消費量作為衡量一個國家經濟發(fā)展水平的重要指標,也是衡量該國市場潛力的有力證據。作為我國經濟的基礎產業(yè),鈦白粉從根本上牽動著各個行業(yè)的發(fā)展神經,經常被譽為國民經濟發(fā)展的“晴雨表”涂料在線coatingol.com。其制造方法有兩種,硫酸法和氯化法。
01、硫酸法鈦白生產工藝
硫酸法起始于1916年,主要原料為鈦原料和硫酸。鈦原料既可采用鈦精礦也可采用酸溶性鈦渣,產品可以是銳鈦型,也可以是金紅石型。具體過程為:將鈦精礦或酸溶性鈦渣與濃硫酸進行酸解反應生成硫酸氧鈦,經水解生成偏鈦酸,再經煅燒、粉碎等工序得到鈦白粉產品。硫酸法是目前國內應用最為廣泛的鈦白粉生產方法。硫酸法鈦白生產工藝見圖1與圖2。
圖1 硫酸法生產銳鈦型鈦白粉流程
圖2 硫酸法生產金紅石型鈦白粉流程
02、氯化法鈦白生產工藝
氯化法由杜邦公司于1956年在美國開始實現工業(yè)化,主要以金紅石或氯化鈦渣作為原料,只能生產金紅石型產品。具體過程為:金紅石或氯化鈦渣首先經高溫氯化生產四氯化鈦,再經提純、氧化,其中氧化工序是氯化法的核心,最后經洗滌、干燥、粉碎等后處理工序得到鈦白粉產品。除后處理工序為間斷生產外,氯化和氧化工序均為連續(xù)生產。
氯化法鈦白生產工藝見圖3。
圖3 氯化法生產金紅石型鈦白粉流程
03、硫酸法與氯化法鈦白粉產品比較
粒徑的差異:氯化法鈦白粉的原子粒徑在190-250納米之間,而硫酸法鈦白粉的粒徑在250-450納米;
粒徑分布的差異:氯化法鈦白粉有更好的粒徑分布;
色相的差異:由于粒徑及雜質的問題,硫酸法鈦白粉的色相基本屬于黃相,而氯化法鈦白粉偏藍相;
分散性的差異:二者沒有明顯差異。目前已經研制出了適合水性、油性、塑料等各種體系的高分散性產品;
遮蓋力的差異:由于氯化法鈦白粉粒度分布更為集中,其遮蓋力稍微高點;
價格的差異:由于氯化法生產原料要求高,生產設備投資大,總體成本要高于硫酸法,因此,價格也較高。
相比硫酸法生產鈦白粉,氯化法生產的鈦白粉純度更高,性能更好。同時具有流程短、連續(xù)化操作、“三廢”排放少等優(yōu)勢,更適應國家環(huán)保政策趨嚴的態(tài)勢,代表未來鈦白粉行業(yè)的發(fā)展趨勢。但是,從國情出發(fā),氯化法對原料的要求高,而我國的高鈦渣產量小,不適合大規(guī)模發(fā)展氯化法,而發(fā)展硫酸法的原料供應充足。氯化法產品都是金紅石型鈦白粉,不能生產銳鈦型鈦白粉,而有些行業(yè)只能使用銳鈦型鈦白粉,所以氯化法鈦白粉在應用領域上目前還不能完全取代硫酸法。硫酸法和氯化法在國內仍將長期并存。