硫酸法鈦白粉與氯化法鈦白粉生產(chǎn)工藝的比較.pdf

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1、上一2010年全國鈦白粉行業(yè)年會·論文集期№————201O．11．4——--5硫酸法鈦白粉與氯化法鈦白粉生產(chǎn)工藝的比較于壽儼、張林倉(攀鋼集團鈦業(yè)有限責任公司，攀枝花617000)摘要：鈦白粉制造通用的工業(yè)制造工藝有兩種：硫酸法(SulphateProcess)和氯化法(ChlorideProcess)。本論文將此兩種鈦白粉生產(chǎn)工藝加以簡要闡述，并做以對比分析。關(guān)鍵字：二氧化鈦；鈦白粉；硫酸；氯化0前言鈦(Titanium)：元素符號Ti，原子序數(shù)22，原子量47．88，在元素周期表中位于第4周期ⅣB族。鈦是地殼中分布最廣和豐度高(6320x10曲)的元素之一，占地殼質(zhì)量的0．61％

2、列居第9位：而鈦資源則僅次于鐵、鋁、鎂而列居第4位，是制取鈦渣、人造金紅石、鈦白、海綿鈦、鈦金屬及鈦材、焊條涂劑的主要原料。二氧化鈦(鈦白粉)，具有無毒、良好的物理化學(xué)穩(wěn)定性(1000℃煅燒后不熔于任何酸和堿)、折射指數(shù)高(2．55～2．70)，以及很強的白度、著色力(雷諾茲數(shù)l150～1950)、遮蓋力(40～509／m2)、耐溫性、抗粉化等特征，占全部白色顏料使用量的80％。從全世界范圍來說，所開采的鈦礦90％以上用于Ti02顏料的生產(chǎn)。1998年，世界總的Ti02顏料消費量為355萬t，按2000美元／t的單價計其總價值為70億美元，是僅次于合成氨和磷酸的第三大無機化工產(chǎn)品。許多

3、發(fā)達國家都將其列為關(guān)鍵化學(xué)品行列，在某些國家和地區(qū)，其生產(chǎn)量與國民生產(chǎn)總值成正比，它已成為衡量一個國家經(jīng)濟發(fā)展和人民生活水平高低的重要標志之一。因此，二氧化鈦被稱為“顏料之王”。鈦白不僅是性能優(yōu)異的白色顏料，而且是重要的化工原料。它廣泛用于涂料、油墨、塑料、橡膠、造紙和化纖工業(yè)。鈦白涂料，色彩鮮艷，色調(diào)純正：鈦白是紙張的高級填料，使紙張薄而不透明，白度高，光澤好，強度大和光滑好用。鈦自用于塑料工業(yè)，是不透明的著色劑：用于橡膠工業(yè)，使白色和淺色橡膠強度高，伸展率大，耐老化和不易褪色。它也是化學(xué)纖維的最佳消光材料，使透明的化纖具永久性消光效果，并可提高韌性。此外，還用于搪瓷、電器、電子原料

4、等等方面。鈦白粉的工業(yè)生產(chǎn)方法有氯化法和硫酸法兩種，除中國以外，世界上56％為氯化法產(chǎn)品，這種產(chǎn)品的70％以上又產(chǎn)自美國杜邦、特諾公司和美禮聯(lián)公司，其他國家的鈦白粉工廠仍以硫酸法為主。我國鈦資源儲量居世界之首，到2008／2009年上半年，全國各鈦白生產(chǎn)企業(yè)的產(chǎn)能總和將達到150萬t／a。除錦州鐵合金總廠為氯化法生產(chǎn)外，其余廠家均為硫酸法。世界鈦白粉生產(chǎn)的特點是技術(shù)高度壟斷，迄今為止，除中國以外，世界上只有20來個國家、近20家公司、50來家工廠生產(chǎn)鈦白粉。美國杜邦公司、亨茲曼、美禮聯(lián)無機化工公司、德國康諾斯公司、莎哈利本公司以及美國特諾公司擁有世界鈦白粉生產(chǎn)能力的78％。由于其生產(chǎn)的

5、高度壟斷和廣泛的應(yīng)用范圍，使得它又是一種貿(mào)易量很大的商品。以下便對硫酸法和氯化法的生產(chǎn)工藝進行介紹和對比。1鈦白生產(chǎn)工藝介紹1．1硫酸法鈦白生產(chǎn)工藝化法二氧化鈦2010年全國鈦白粉行業(yè)年會·論文集三?竺!：!氯圖1硫酸法鈦白工藝流程圖硫酸法生產(chǎn)顏料級鈦白要經(jīng)過五大步驟：原礦準備；鈦的硫酸鹽制備；水合二氧化鈦制備；水合二氧化鈦煅燒；二氧化鈦后處理。包括環(huán)節(jié)如下：干燥、磁選與磨砂、酸解、凈化、濃縮、晶種與水解、水洗、漂白與漂后水洗、鹽處理、煅燒、二氧化鈦打漿分散分級、無機表面處理、水洗、干燥、站氣流粉碎和有機處理、包裝、廢副產(chǎn)品的回收、處理和利用。通過硫酸法工藝可以牛產(chǎn)銳鈦型、金紅石型、搪

6、瓷等各級別種類的二氧化鈦產(chǎn)品。我國鈦資源儲量居世界之首，到2008／2009年上半年，全國各鈦白生產(chǎn)企業(yè)的產(chǎn)能總和已達到150萬t／a。除錦州鐵合金化法一一氧化鈦l一氯-7乏法■o’'氧化鈦．2010年全國鈦白粉行業(yè)年會·論文集20'O．11．4---5圖2氯化法鈦白工藝流程圖總廠為氯化法生產(chǎn)外，其余廠家均為硫酸法。我國鈦白粉的研究始于50年代中期，但其大發(fā)展卻是在80年代中后期。2009年，我國包括生產(chǎn)非顏料級在內(nèi)的鈦白廠家為55家，其中生產(chǎn)能力前10位分別是山東東佳、攀鋼鈦業(yè)、四川龍蟒、河南佰利聯(lián)、云南大互通、寧波新福、江蘇鎮(zhèn)鈦、藤縣金茂、安徽安納達和南京鈦白。他們?nèi)坎捎昧蛩岱ü?/p>

7、藝。這主要是因為：硫酸法鈦白技術(shù)應(yīng)用范圍廣；氯化法鈦白技術(shù)高度葶斷。因此，硫酸法鈦白技術(shù)在我國有廣闊的天地，所以硫酸法鈦白技術(shù)的研究也顯得極其重要。硫酸法的優(yōu)點是：主要原料來源簡單一一硫酸和鈦礦(既可以使用鈦精礦也可以使用酸溶性高鈦渣做原料)，生產(chǎn)工藝成熟簡單，如果技術(shù)到位產(chǎn)品質(zhì)量可以達到氯法的質(zhì)量標準，還可以生產(chǎn)氯化法鈦白技術(shù)不能生產(chǎn)的銳鈦型鈦白粉。廢副產(chǎn)品的處理相對簡單，使用簡單的設(shè)備技術(shù)就可以達到國家的環(huán)保要求。硫酸法的缺點是：流程長而復(fù)