钛白粉技术进展研究及未来发展方向预测.docx

钛白粉技术进展研究及未来发展方向预测摘要：制取钛白粉的方法有很多包括硫酸法、氯化法、盐酸法、磷酸法、硝酸法、氟化法、碱金属化合物熔融法等而实际能够工业化规模生产的目前只有硫化法和氯化法两种。由于氯化法的先进性可以预计在将来钛白粉的生产工艺将继续向氯化法转移。关键词：钛白粉；制备；氯化法钛白粉是白色颜料中最优的选择在现有技术中钛白粉广泛用于塑料、涂料、造纸、橡胶、化学纤维、油墨和化妆品等领域。最初发现钛白粉是1791年科学家在分析砂铁的时候发现了一种新的白色氧化物然后这种物质经过确定为二氧化钛而后在1912年发明了由矿石生产白色颜料的硫酸法1940年以后更为先进方便的氯化法进入了工业性试验并于1958年在美国开始了工业化的生产。目前在钛白粉生产领域氯化法和硫酸法是两种比较主要的工艺路线。钛白粉有三种晶体形态分别为金红石型、锐钛型和板钛型。其中板钛型不能用作颜料使用在工业中作为颜料使用的主要是锐钛型和金红石型钛白粉。从颜料性能看金红石型钛白粉优于锐钛型钛白粉金红石型钛白粉中又以经表面包覆处理的产品居多。钛白粉既可用钛精矿、金红石制取也可用钛渣制取。有文献记载的制取钛白粉的方法有很多包括硫酸法、氯化法、盐酸法、磷酸法、硝酸法、氟化法、碱金属化合物熔融法等。但实际上能够实现工业化规模生产的目前只有硫酸法和氯化法两种盐酸法虽然有不少报道并有美国的公司完成了每天5t的中试但是尚未完成工业化的规模生产。硫酸法钛白粉生产过程中产生大量的回转窑煅烧尾气该尾气主要是回转窑燃烧产生的烟道气具有一定的温度（350-400℃）含湿量较大含硫酸雾、三氧化硫、钛白粉粉尘。目前尾气处理过程为：先在沉降室内通过重力沉降除去大部分粗颗粒粉尘然后再采用碱水喷淋方式使大部分SO3被碱液中和粉尘经水湿润后凝聚成大颗粒随水排入回收池中废气的温度同时得到降低然后进入电除雾器在高压静电场的作用下酸雾和极少量的粉尘被除去符合排放标准的尾气高空排放。回收池中的钛白粉经过板框压滤机过滤回收或沉淀池进行沉淀回收这种方法称为湿法回收。硫酸法钛白制造是采用硫酸酸解钛矿或钛渣产生钛液（硫酸氧钛）再经过一系列工艺处理生产钛白粉。硫酸法的生产工艺相对简单可以用品位较低的钛精矿来生产并可生产锐钛型和金红石型两种类型的钛白粉。但硫酸法产品的品质要低于氯化法生产出来的钛白粉另外硫酸法所产生的废酸等如不进行处理将对环境会造成一定污染。氯化法钛白粉制造是利用氯气产生四氯化钛再经过一系列工艺处理生产钛白粉；盐酸法钛白粉的制造经过几十年的探索目前还没有工业化主要原因是：（1）工艺不成熟钛液的取代反应（钛白粉行业内称为水解以下称取代反应为水解）质量不好无法生产涂料级钛白；（2）盐酸的回收利用不彻底不环保；（3）除杂工艺不完善。由于氯化法生产的钛白粉品质更好性能更稳定。另外氯化法对环境基本不造成污染而硫酸法对环境影响大这也成为国外硫酸法钛白粉生产厂纷纷停产或转产的主要原因。盐酸法工艺是采用盐酸浸取钛铁矿将得到的浸取液进行还原反应经冷却结晶从中分离出氯化亚铁而后将得到的含钛浸取液进行萃取得到高钛液高钛液经水解生成偏钛酸再经煅烧、粉碎等工序得到钛白粉产品。其优点在于可以使用低成本的钛原料能量消耗低可同时生产锐钛型、金红石型以及纳米级钛白粉废物产生少无需深井填埋比硫酸法和氯化法生产成本低投资费用与两者相当但是其能否实现工业化生产目前仍有待检验。目前全球有近60%的钛白粉是通过氯化法生产的其中美国的杜邦公司已全部采用氯化法生产钛白粉。由于氯化法钛白粉生产工艺一直为国外大公司拥有我国绝大部分钛白粉生产企业还是以硫酸法工艺为主硫酸法钛白粉占到总产量的98%。在国外硫酸法工艺从20世纪70年代以来就逐渐被淘汰发展成至今以氯化法工艺为主导的局面。在国内目前钛白粉的生产仍以硫酸法工艺为主。[1]由此可见目前世界范围内钛白粉生产工业工艺已经发展的较为成熟、产品品种比较齐全应用面已经涉及各工业领域以及人们的日常生活从而成为市场价值仅次于合成氨和磷化工的第三大无机化工产品。钛白粉工业的发展与整个国民经济发展有着密切的关系其消耗量的多少可以用来衡量一个地区乃至国家国民经济发展水平和生活水平的高低因此钛白粉工业的发展备受工业发达国家的重视。氯化法钛白粉的占比逐年增加硫酸法注重清洁生产两者将并存发展。随着各国环保法规的强化和用户对产品质量要求的提高部分硫酸法钛白粉厂相继关闭加快了发展氯化法钛白粉的步伐。80年代后期起世界钛白粉总产能中氯化法钛白粉所占比例增长速度明显加快：1970年仅23%1980年不过29%1990年为47%1999年达56%截至目前氯化法钛白粉产能约在全球总产能的62%已经占据了