氯化法钛白粉简介
钛白生产工艺及其相关原理
简述世界范围内常用钛白生产工艺及其相关原理？钛白粉的生产工艺主要有硫酸法和氯化法2种。
（1）硫酸法始于1918年，是相对历史长和陈旧的工艺过程。
硫酸法用硫酸酸解钛渣，得到硫酸氧钛溶液，经纯化和水解得到偏钛酸沉淀；再进入转窑煅烧产出钛白粉颜料产品。
硫酸法是非连续生产工艺，工艺流程复杂，需要20道左右的工艺步骤，排放废弃物较多。
晶型转变需更多操作步骤，采用的焚烧工艺需要消耗大量能源。
硫酸法是将钛铁粉与浓硫酸进行酸解反应生产硫酸亚钛，经水解生成偏钛酸，再经锻烧、粉碎即得到钛白粉产品。
此法可生产锐钛型和金红石型钛白粉。
硫酸法的优点是能以价低易得的钛铁矿与硫酸为原料，技术较成熟，设备简单，防腐蚀材料易解决。
其缺点是流程长，只能以间歇操作为主，湿法操作，硫酸、水消耗高，废物及副产物多，对环境污染大。
（2）氯化法是将金红石或高钛熔渣粉料与焦炭混合后进行高温氯化生产精四氯化钛，精馏、除钒后，进行高温氧化，分级、表面处理，再经过滤、水洗、干燥、粉碎得到钛白粉产品。
氯化法只能生产金红石型产品。
氯化法优点是流程短，生产能力易扩大，连续自动化程度高，能耗相对低，“三废”少，能得到优质产品。
缺点是投资大，设备结构复杂，对材料要求高，要耐高温、耐腐蚀，装置难以维修，研究开发难度大。
氯化法工艺开始于1932年，德国法本公司发表了第一个四氯化钛气相氧化法制钛白粉专利，在1959年杜邦公司开发了杜邦法生产工艺，并建成了10万t/a的生产厂，正式实现大型工业化，但是氯化法工艺的技术难度非常大，目前核心技术仍只有少数企业掌握。
氯化法以钛铁矿、高钛渣、人造金红石或天然金红石等与氯气反应生成四氯化钛，经精馏提纯，再进行气相氧化；速冷后，经过气固分离得到钛白粉。
氯化法生产技术是连续生产工艺，与非连续工艺的硫酸法相比，过程简单，工艺控制点少，产品质量易于达到最优的控制，大大减少了废弃物的产生，再加上没有转窑煅烧工艺形成的烧结，其钛白粉原级粒子易于解聚，所以在产品精制的过程较硫酸法大幅度节省能量。
钛白粉与二氧化钛
很多人都不是很清楚钛白粉与二氧化钛的区别，有的人说钛白粉就是二氧化钛，其实这种说法比较中立，不能说对，但也不能算错。
钛白粉严格意义上来说是一种商品，主要是二氧化钛制得，而二氧化钛就是一种化学产品。
但是纯度对其二者都有很大的影响，这二者纯度越高，质量越好、性能越好……好了话不多说，我们起来了解一下吧。
（钛白粉-图例）【氯化法钛白粉】氯化法是用含钛的原料，以氯化高钛渣、或人造金红石、或天然金红石等与氯气反应生成四氯化钛，经精馏提纯，然后再进行气相氧化；在速冷后，经过气固分离得到TiO2。
该TiO2因吸附一定量的氯，需进行加热或蒸气处理将其移走。
该工艺简单，但在1000℃或更高条件氯化，有许多化学工程问题如氯、氯氧化物、四氯化钛的高腐蚀需要解决，再加上所用的原料特殊，较之硫酸法成本高。
氯化法生产为连续生产，生产装置操作的弹性不大，开停车及生产负荷不易调整，但其连续工艺生产，过程简单，工艺控制点少，产品质量易于达到最优的控制。
再加上没有转窑煅烧工艺形成的烧结，其TiO2原级粒子易于解聚，所以在表观上人们习惯认为氯化法钛白粉产品的质量更优异。
氯化法优点是流程短，生产能力易扩大，连续自动化程度高，能耗相对低，“三废”少，能得到优质产品。
其缺点是投资大，设备结构复杂，对材料要求高，要耐高温、耐腐蚀，装置难以维修，研究开发难度大。
【钛白粉白色颜料用途广】在颜料中，白色颜料用途最广，白色涂料和浅色涂料都要用到它，所以在涂料生产中，白色颜料的用量要比其他颜料多得多。
涂料常用的白色颜料有锌白、锌钡白、钛白等。
由于有些合成树脂涂料聚合度较大，若加入锌白，则因锌白有碱性，与涂料中的游离脂防酸作用而有变稠的倾向；若加入锌钡白，则耐候性差。
但是使用了钛白就可以改善上述缺点。
因为钛白粒子细小而均匀，光化学稳定性高，在遮盖力方面，金红石型钛白是锌白的7倍、是锌钡白的5.56倍，锐钛型钛白是锌白的5.57倍、是锌钡白的4.3倍；在消色力方面，金红石型钛白是锌白的8.3倍，是锌钡白的6.25倍，锐钛型钛白是锌白的6.4倍，是锌钡白的4.8倍。
钛白粉生产工艺介绍2
1.钛白粉生产工艺介绍§1.1钛白粉的生产工艺二氧化钛是一种重要的无机化工原料，无毒、对健康无害，是最重要的白色颜料，占全部白色颜料使用量的80%。
从全世界范围来说，所开采的钛矿90％以上用于TiO2颜料的生产。
1998年，世界总的TiO2颜料消费量为355万吨，按2000美元/吨的单价计其总价值为70亿美元，是仅次于合成氨和磷酸的第三大无机化工产品。
许多发达国家都将其列为关键化学品行列，在某些国家和地区，其生产量与国民生产总值成正比，它已成为衡量一个国家经济发展和人民生活水平高低的重要标志之一。
钛白粉的工业生产方法有氯化法和硫酸法两种，其中56%为氯化法产品，这种产品的70%以上又产自美国杜邦、克尔麦吉公司和美资美联公司，其他国家的钛白粉工厂仍以硫酸法为主。
我公司拟建的钛白装置也属于氯化法。
我国钛资源储量居世界之首，到2000/2001年上半年，全国各钛白生产企业的产能总和将达到38万t/a。
除锦州铁合金总厂钛白分厂为氯化法生产外，其余厂家均为硫酸法。
世界钛白粉生产的特点是技术高度垄断，迄今为止，世界上只有20几个国家、30多家公司、50来家工厂生产钛白粉。
美国杜邦公司、英国二氧化钛集团、美国美联无机化工公司、美国克朗诺斯公司、芬兰凯米拉公司以及美国克尔麦吉公司拥有世界钛白粉生产能力的78%。
§1.2钛白粉生产发展史1789年，英国业余矿物学家格雷戈尔神甫在其教区哥纳瓦尔州的默纳金山谷里的黑色磁性砂石（钛铁矿）中发现一种新的元素（钛），当时命名为“默纳金尼特”1795年，德国化学家克拉普罗特在对岩石矿物作系统分析检验时发现一种新的金属氧化物，即是现在的金红石（TiO2）亦含有此新元素，他把此新元素以希腊神话中天地之子Titans(泰坦神）命名为钛（Titanium）。
“钛”亦即是格雷戈尔所称的“默纳金尼特”。
我国钛矿资源的地质勘查，主要是新中国成立后的50年代至60年代进行的，并相继投入开发；我国钛矿资源的深加工利用（生产钛白、焊条涂料、海绵钛、钛金属、钛材等），则是从1954年由北京有色金属研究院研制海绵钛开始，1958年沈阳有色金属加工厂建成海绵钛及钛材加工车间投产，60年代末开始形成钛工业体系（生产海绵钛、钛加工材等多种产品），至1997年，我国钛工业已形成矿山-冶炼-加工和科研-设计-生产-应用两个相互关联、比较完整的体系。
钛白粉简介
世上无难事，只要肯攀登钛白粉简介钛白粉学名二氧化钛（Ti02），相对分子质量为79. 88，是一种白色无机颜料，具有无毒、最佳的不透明性、最佳白度和光亮度，被认为是目前世界上性能最好的一种白色颜料，广泛应用于涂料、塑料、造纸、印刷油墨、化纤、橡胶、化妆品等工业。
钛白粉有两种主要结晶形态：锐铁型(Anatase)（简称A 型）和金红石型(Rutile)（简称R 型）。
涂料工业是钛白粉的第一大用户，特别是金红石型钛白粉，大部分被涂料工业所消耗。
随着中国汽车工业和建筑业的发展，涂料工业不仅从数量上需要更多的钛白粉，而且对品种和质量也有更高的要求。
用钛白粉制造的涂料，色彩鲜艳，遮盖力高，着色力强，用量省，品种多，对介质的物理稳定性可起到保护作用，并能增强漆膜的机械强度和附着力，可防止裂纹的产生及紫外线和水分透过，从而能延长漆膜寿命。
塑料工业是钛白粉的第二大用户。
在塑料中加人钛白粉，可以提高塑料制品的耐热、耐光、耐候性，使塑料制品的物理化学性能得到改善，增强制品的力学强度，延长使用寿命。
造纸工业是钛白粉的第三大用户。
钛作为纸张填料，主要用在高级纸张和薄型纸中。
在纸张中加人钛白粉，可使纸张具有较好的白度，并且光泽好，强度高，薄而光滑，印刷时不穿透，质量轻。
造纸用钛白粉一般使用未经表面处理的锐钛型钛白粉，它可以起到荧光增白剂的作用，增加纸张的白度。
但层压纸要求使用经过表面处理的金红石型钛白粉，以满足耐光、耐热的要求。
钛白粉是高级油墨中不可缺少的白色颜料。
含有钛白粉的油墨耐久不变色，表面润湿性好，易于分散。
油墨行业所用的钛白粉有金红石型，也有锐钛型。
纺织和化学纤维行业是钛白粉的另一个重要应用领域。
化纤用钛白粉主要作为消光剂。
因锐钛型比金红石型软，因此一般使用锐钛型。
化纤用钛白粉一般不需表面处理，但某些特殊品种为了降低二氧化钛的光化学作用，避。
氯化法钛白粉的安全隐患及防范措施
火灾和爆炸事故的风险
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静电火花：在某些生产环节， 静电积累可能引发火灾或爆炸
。
不当操作：不正确的操作或违 反安全规程可能导致火灾事故
。
设备故障：设备故障产生的火 花或其他因素也可能成为火灾
和爆炸的诱因。
以上安全隐患都需要在生产过 程中予以充分关注，并采取相 应的预防措施以确保生产安全
加强员工安全培训和意识教育
对员工进行定期的安全培训，提高员工对氯化法钛白粉生产过程中安全问题的认识 。
增强员工的安全意识，使员工能够自觉遵守安全操作规程，减少事故发生的可能性 。
通过案例分析、模拟演练等方式，使员工了解事故发生的原因和后果，提高员工的 安全防范能力。
定期进行安全检查和评估，确保安全生产
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疏散人员
火灾发生时，应立即通知附近人员疏散，确保人 员安全撤离火场。
报警求助
及时报警，向消防部门提供火灾的准确位置和情 况，以便消防人员迅速赶到现场进行救援。
伤亡人员的急救和处理
急救措施
对于受伤人员，应立即进行基本的急救处理，如止血、包扎、心 肺复苏等。
迅速送医
尽快将伤者送往医院接受治疗，确保伤者得到及时有效的医疗救助 。
人员安抚
对伤亡人员及其家属进行安抚和心理疏导，减轻他们的恐惧和焦虑 情绪。
05 氯化法钛白粉企业的安全 管理与监管
建立完善的安全管理制度和操作规程
制定氯化法钛白粉生产过程的 安全操作规程，明确各工序的 安全操作要求和注意事项。
建立应急预案，确保在事故发 生时能迅速、有效地进行应急 处理。
严格遵守国家和地方的安全生 产法规，确保企业安全生产符 合法规要求。
氯化法钛白粉的安全隐患及防范措施
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安全防范措施
生产过程的安全防范措施
严格控制温度和压力
氯化法钛白粉生产过程中需要控制好反应温度和压力，防止设备 超温超压运行，确保生产安全。
规范操作流程
制定并执行严格的工艺操作流程，员工必须按照操作规程进行操作 ，严禁违章操作。
设备维护和检修
定期对生产设备进行维护和检修，确保设备正常运行，防止因设备 故障导致的安全事故。
特别是对于高毒、易燃易爆的化学品，应定期检查其数量和使用情况，
防止发生泄漏或爆炸事故。
使用过程中的应急处理措施
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佩戴防护用品
使用氯化法钛白粉时，操作人员需佩戴好防护眼 镜、手套和口罩等防护用品，以防止粉尘和有害 气体的侵害。
避免直接接触皮肤
氯化法钛白粉具有刺激性，应尽量避免与皮肤直 接接触。如不慎接触，应立即用清水冲洗干净， 并就医治疗。
氯化法钛白粉具有高遮盖力、高亮度、优良的化学稳定性和耐候性等特点，是涂 料、塑料、造纸、油墨等工业领域的重要原料。
氯化法钛白粉的用途
涂料
塑料
氯化法钛白粉在涂料中主要用作白色颜料 ，具有高遮盖力、耐候性等特点，可有效 提高涂料的性能和寿命。
造纸
氯化法钛白粉在塑料中可提高其遮盖力、 亮度、耐候性和化学稳定性，增加塑料制 品的美观度和使用寿命。
使用过程的安全防范措施
佩戴个人防护用品
使用氯化法钛白粉时，员工必须 佩戴个人防护用品，如防护服、 手套、口罩等，以防止对皮肤和
呼吸系统的危害。
避免直接接触皮肤
氯化法钛白粉对人体皮肤有刺激 作用，使用时应避免与皮肤直接 接触，如不慎接触应立即用清水
冲洗。
注意通风
在使用氯化法钛白粉的场所，应 注意保持良好的通风条件，以降 低空气中粉尘浓度，避免职业病
钛白粉
钛白粉的生产工艺硫酸法钛白粉的生产工艺主要有硫酸法和氯化法2种。
硫酸法生产工艺1925年始于美国的NationalLeadIndustry，之后各地逐步建立生产厂，1941年生产出金红石型产品。
氯化法工艺开始于1932年，德国法本公司发表了第一个四氯化钛气相氧化法制钛白粉专利，在1959年杜邦公司开发了杜邦法生产工艺，并建成了10万t/a的生产厂，正式实现大型工业化，但是氯化法工艺的技术难度非常大，目前核心技术仍只有少数企业掌握。
硫酸法是将钛铁粉与浓硫酸进行酸解反应生产硫酸亚钛，经水解生成偏钛酸，再经锻烧、粉碎即得到钛白粉产品。
此法可生产锐钛型和金红石型钛白粉。
硫酸法的优点是能以价低易得的钛铁矿与硫酸为原料，技术较成熟，设备简单，防腐蚀材料易解决。
其缺点是流程长，只能以间歇操作为主，湿法操作，硫酸、水消耗高，废物及副产物多，对环境污染大。
钛白粉的生产工艺氯化法氯化法对于硫酸钡而言是一个技术进步，它可以高效率的连续化、自动化操作，产品质量好，直接排放的“三废”比硫酸法少得多，这是它可以取而代之硫酸法的原因。
但是氯化法“三废”少主要取决它的原料，大部分氯化法工厂使用的原料是TiO2含量95%以上的天然金红石或TiO2含量90%左右的人造金红石和钛渣，只有美国杜邦公司的氯化法工艺可以使用TiO2含量60%—84%的混合矿，当然这种工艺的“三废”排放量要比使用天然金红石和人造金红石钛渣工艺的高，氯化法一般只能生产金红石型。
氯化法的工艺流程比硫酸法短得多，主要包括四氯化钛制备、四氯化钛的氧化和二氧化钛的表面处理三大部分。
1.四氯化钛的制备与精制氯化法对原料的要求比硫酸法苛刻得多，它要求使用TiO2含量在90%以上的钛矿，目前常用的有天然金红石矿、人造金红石和高钛渣。
氯化法对矿粉的细度和湿度要求比硫酸法严，因为在沸腾氯化时要使质量较重的钛矿和质量较轻的石油焦或焦碳都能顺利的流态化，矿粉细度的均匀是很重要的，此外湿度大水分含量高，在氯化过程中产生氯化氢和氯化氧钛，前者会腐蚀设备，后者会堵塞管道阀门。
氯化法生产钛白粉
纳米钛白粉的用途在清漆中含有0.5%~4%的纳米钛白粉，便能防止木材受光照后发黑；在食品包装用塑料薄膜中加入0.1%~0.5%的纳米钛白粉可防止食品受光照后氧化，以及肉类等食品在橱窗中受荧光灯照射后氧化变色；在塑料中使用能防止塑料本身被日光降解；在农用薄膜中使用能提高它的强度和耐久性；在化妆品使用提高化妆品的防晒和抗紫外线的能力，此外它还在精密陶瓷和光催化剂等一些特殊领域中受到青睐。
同时钛白粉也应用于颜料中，在颜料中的质量百分比越高，遮盖力越高。
氯化法生产钛白粉技术1、氯化法技术的主要步骤如下：①氯化，用氯气在还原气氛下氯化钛原料；②精馏，四氯化钛冷凝、精馏提纯；③氧化，四氯化钛氧化生成TiO2.同时，还有各种通过水解TiCl4的工艺方案，但这些工艺都无商业经济价值。
氧化工艺其优势所在是氯气可循环使用，即此阶段产生的氯气可回收返回氯化工序中。
2、氯化在氯化法生产钛白粉工艺中首先要生产四氯化钛（TiCl4）。
其生产是用钛原料与烧结的石油焦饼和经预热的氯气混合，并在800~1000℃的温度条件下反应。
其通常的氯化反应器是采用硫化床反应器，也有其他的一些反应器。
氯化反应器采用钢衬耐火材料，其内部采用夹套冷却，氯气或四氯化钛在高温条件腐蚀性极强，所以，甚至选用高质量的耐火材料，其使用寿命也有限。
石油焦中的炭在氯化反应中的主要目的是移走钛矿中的氧，所以尽可能减少与金属反应的氯含量，若还原剂的存在TiO2的氯总是足够的。
起初的反应热是有电能提供的，使用石墨电极，开始反应时需要大量的热量，在进行氯化反应器时，焦饼与TiO2的比例需要仔细控制。
温度太低，TiO2变成TiCl4转化率低。
其未反应的氯气穿过反应器，而利用率低；温度太高反应器材料将熔融，堵塞气孔。
目前有部分公司具有使用钛精矿和高钛渣或金红石或板钛矿混合进料技术与商业生产能力。
其进料的矿可达TiO260%含量，其目的是降低原料的生产成本。
其他的氯化公司采用参合原料量不能低于TiO285%。
2023年氯化法钛白粉行业市场前景分析
2023年氯化法钛白粉行业市场前景分析氯化法钛白粉是工业颜料中应用最为广泛的一种白色颜料，它具有优异的遮盖力、白度、亮度和光泽等特性，广泛应用于造纸、油漆、塑料、橡胶、陶瓷、化妆品等领域。
作为世界上最大的钛白粉生产国家，我国氯化法钛白粉行业市场前景广阔。
一、市场规模逐年扩大随着国家对环境保护的重视，以及一系列政策的促进，我国化工行业的环保意识日益增强，推动水力氧化法钛白粉逐步被淘汰，而氯化法钛白粉成为主流。
根据市场研究机构CRI的数据，2019年我国氯化法钛白粉总产量达到244万吨，同比增长约3%，市场规模逐年扩大。
二、市场需求增长稳定随着我国各行各业的发展以及人民生活水平的提高，对于钛白粉在各行业中的使用需求也日益增长。
例如：在建筑行业，钛白粉被广泛应用于内外墙涂料、铝塑板、玻璃幕墙等建筑材料；在造纸行业，钛白粉则被广泛应用于高白度文化纸、印刷纸等牛区的生产中；在化妆品行业，钛白粉被广泛应用于粉底、隔离霜、唇膏等化妆品中。
因此，随着各行业的发展，市场需求也会继续增长。
三、新技术驱动行业升级行业的快速发展离不开技术的进步。
目前，氯化法钛白粉生产企业正在通过新技术、新设备的应用，实现行业升级。
例如，当前的氯化法钛白粉生产采用多级加负压气流干法，已实现了一步法生产，使生产效率得到了大幅提升，还能有效控制氯化钛粉的含氯量，同时减少对环境的污染。
这些新技术将有助于提高生产效率、降低成本、实现可持续发展。
总的来看，随着市场规模逐年扩大，市场需求增长相对稳定，新技术的不断应用，氯化法钛白粉的市场前景广阔。
但是，面对国际钛白粉市场的激烈竞争，我国企业需要不断提高技术水平、降低成本、加强市场开拓，才能在市场竞争中占据优势地位。
氯化法制钛白粉
氯化法是将金红石或高钛熔渣粉料与焦炭混合后进行高温氯化生产精四氯化钛，精馏、除钒后，进行高温氧化，分级、表面处理，再经过滤、水洗、干燥、粉碎得到钛白粉产品。
氯化法只能生产金红石型产品。
氯化法优点是流程短，生产能力易扩大，连续自动化程度高，能耗相对低，“三废”少，能得到优质产品。
缺点是投资大，设备结构复杂，对材料要求高，要耐高温、耐腐蚀，装置难以维修，研究开发难度大。
氯化法与硫酸法的优缺点比较情况见表1。
表1 氯化法与硫酸法比较情况表项目硫酸法氯化法原料钛铁矿、酸溶钛渣。
氯化钛渣、人造金红石。
产品类型既可生产锐钛型钛白也可生产金红石钛白粉仅能生产金红石钛白粉。
生产技术生产难度小，设备简单、技术成熟，国内广泛采用。
生产技术难度大，关键设备结构复杂，要求耐高祖、耐腐蚀材料，国内应用较少，国际上只有少数公司拥有此技术。
产品质量采用先进的工艺控制和完善的包膜技术，缩小了与氯化法产品质量的差异。
产品质量较好。
由于最终产品微量吸附氯和HCl，具有腐蚀性，在某些应用领域受局限。
主要污染物以钛铁矿为原料，每生产1t钛白粉，将产生3-4t绿矾和8t废酸。
以钛渣为原料，不存在绿矾问题。
以金红石为原料，废物排放量很低。
以钛熔渣为原料，每生产1t钛白粉，可产生约1.6t含氯和盐酸的FeC3。
工厂安全主要危害来自于热浓硫酸的处理和二氧化钛粉尘。
氯气、高温TiCl4气体、TiO2粉尘。
生产方式间歇式生产连续式生产，易于实现自动控制。
钛渣是钛铁矿(钛精矿)配加一定量的含碳还原剂通过电炉熔炼，使矿中的铁氧化物被碳还原，从而实现铁钛分离，钛氧化物被富集在炉渣中所形成的产品。
酸溶钛渣是用作硫酸法钛白生产原料的钛渣；氯化钛渣是用作氯化法钛白或海绵钛生产原料的钛渣。
氯化法钛白 硫酸法钛白成本
氯化法钛白硫酸法钛白成本
氯化法钛白和硫酸法钛白是两种常见的制备钛白粉的方法。
它们在成本方面有着不同的特点。
氯化法钛白的制备过程是通过将钛矿石经过粉碎、浸出、氯化等步骤，最终得到钛白粉。
这种方法的成本主要包括原料成本、能源成本和生产工艺成本。
首先是原料成本，氯化法钛白的主要原料是钛矿石，其价格会受到市场供求关系的影响。
其次是能源成本，制备过程中需要大量消耗能源，包括电力和燃料等，这也会对成本产生影响。
最后是生产工艺成本，包括设备维护费用、人工成本等。
综合考虑这些因素，氯化法钛白的成本相对较高。
而硫酸法钛白的制备过程是通过将钛矿石经过酸浸、水解、沉淀等步骤，最终得到钛白粉。
与氯化法不同的是，硫酸法钛白不需要氯化步骤，因此能够节省一部分原料和能源成本。
此外，硫酸法钛白的生产工艺也相对简单，不需要复杂的设备，这也降低了生产成本。
因此，硫酸法钛白的成本相对较低。
除了制备过程中的成本差异，氯化法钛白和硫酸法钛白在性能方面也有所不同。
氯化法钛白具有较高的光泽度和遮盖力，适用于制备高档涂料、塑料等产品。
而硫酸法钛白的光泽度和遮盖力相对较低，适用于制备一些对性能要求不那么高的产品。
氯化法钛白和硫酸法钛白在成本和性能方面都有所差异。
氯化法钛白的成本较高，适用于制备高档产品；而硫酸法钛白的成本较低，适用于一些一般性能要求的产品。
在实际应用中，根据产品的要求和市场需求，选择合适的制备方法是非常重要的。
硫酸法和氯化法生产钛白粉产品在各应用领域优劣分析
硫酸法和氯化法生产钛白粉产品在各应用领域优劣分析一、概述钛白粉学名二氧化钛（TiO 2），被认为是目前世界上性能最为优越的白色颜料。
它具有无毒、具有最佳的不透明性、最佳的白度和光亮度，广泛应用于涂料、塑料、造纸、印刷油墨、化纤、橡胶、陶瓷、化妆品、食品和医药等工业，它被称为“工业味精”，其人均消费量作为衡量一个国家经济发展水平的重要指标，也是衡量该国市场潜力的有力证据。
作为我国经济的基础产业，钛白粉从根本上牵动着各个行业的发展神经，经常被誉为国民经济发展的“晴雨表”。
其制造方法有两种，硫酸法和氯化法。
目前全球60%为氯化法产品，在欧美发达国家，氯化法的比例更高。
氯化法钛白粉生产工艺因其生产过程环保和产品质量较高，是国际公认的、新一代先进技术。
美国早在2006 年就关闭了国内最后一家硫酸法钛白粉工厂。
中国近年来也在大力推进钛白粉产业升级，氯化法钛白粉在2005 年就列为《产业结构调整指导目录（2005 年本）》的鼓励类项目。
钛白粉硫酸法与氯化法生产工艺比较1、硫酸法钛白生产工艺硫酸法钛白生产工艺的生产操作程序非常复杂，其基本化学反应包含有一系列的简单化学反应，如由铁精矿作为原料的酸解、水解和煅烧等。
硫酸法主要是以钛铁矿和硫酸为原料，用硫酸分解成TiOSO 4 溶液，过滤除去钛液中的不溶性杂质，然后通过真空结晶、固液分离除去FeSO 4?7H2O ，再经浓缩后热水解，制得偏钛酸，洗涤、漂白除去可溶性硫酸盐并滤干，经煅烧脱水脱硫转化为二氧化钛，经干磨后得到锐钛型产品或在煅烧时加入促进剂进行晶型转化得到未包膜金红石型初品或产品。
如生产较高档的金红石型产品，还须将初品浆化，经湿磨解聚分级，进行无机表面处理后洗去物料中的盐分，干燥后再进行超微粉碎和有机处理。
2、氯化法钛白生产工艺氯化法钛白工艺法于20 世纪40 至50 年代崛起，并得到迅速发展。
氯化法为减少“三废”对环境的污染而立足于富钛料（如电炉生产的高钛渣、天然金红石及用各种方法生产的人造金红石），就富钛料氯化工艺而言，又分为沸腾氯化和熔盐氯化两种。
钛白粉相关知识点总结
钛白粉相关知识点总结一、物理性质1. 化学式：TiO22. 分子量：79.873. 外观：白色粉末4. 溶解性：不溶于水、乙醇、醚等常见溶剂5. 熔点：1830°C6. 密度：4.23g/cm³7. 折射率：2.7-2.98. 微粒径：均匀、细小二、生产工艺钛白粉主要通过硫酸法和氯化法两种工艺生产，其中硫酸法是目前主要的生产工艺。
硫酸法是以球形氧化钛为原料，通过硫酸法还原制备氯化钛（TiCl4），再经过水解、沉淀、精制、干燥等步骤，最终得到钛白粉成品。
而氯化法则是以钛矿为原料，经高温氯化后得到氯化钛，再进行水解、沉淀和精制等步骤，得到成品。
两种工艺各有优劣，但主要生产工艺仍以硫酸法为主。
三、应用领域1. 涂料：作为白色颜料，钛白粉在涂料中具有很好的遮盖力和耐光性，常被用于室外涂料和高性能工业涂料中。
2. 塑料：在塑料制品中，钛白粉不仅能提供白色的外观，还能改善其光泽和稳定性，常被用于注塑、挤出和吹塑等生产工艺中。
3. 油墨：用于印刷油墨中，能提供较高的遮盖力和印刷性能，常见于包装印刷和高级印刷品生产中。
4. 橡胶：在橡胶制品中，钛白粉作为填充剂，能提高橡胶制品的耐磨性和耐候性。
5. 颜料：作为颜料使用，可以用于制备各种色彩的颜料，如金红石、钛黄等。
6. 化妆品：在化妆品中，钛白粉常用作白色颜料，用于制备粉底、面膜、防晒霜等产品中。
四、市场现状随着化工产品需求的不断增加，钛白粉市场规模持续扩大。
尤其是在亚太地区，由于快速发展的建筑及汽车行业，涂料和塑料等行业的需求明显增加。
而在欧美地区，钛白粉市场受到环保政策和技术创新的影响，出现了一定的市场动荡。
但总体来看，钛白粉市场仍呈现出稳步增长和巨大的发展潜力。
总之，钛白粉作为一种重要的化工产品，具有广泛的应用前景和市场需求。
未来随着科技创新和环保意识的提高，钛白粉的生产工艺和产品性能将不断优化，市场前景也将更加广阔。
而在应用领域，随着各行业的不断发展，钛白粉的应用也将不断扩大，为各个行业的发展注入新的活力。
氯化法生产钛白粉
氯化法生产钛白粉Company Document number：WTUT-WT88Y-W8BBGB-BWYTT-19998纳米钛白粉的用途在清漆中含有%~4%的纳米钛白粉，便能防止木材受光照后发黑；在食品包装用塑料薄膜中加入%~%的纳米钛白粉可防止食品受光照后氧化，以及肉类等食品在橱窗中受荧光灯照射后氧化变色；在塑料中使用能防止塑料本身被日光降解；在农用薄膜中使用能提高它的强度和耐久性；在化妆品使用提高化妆品的防晒和抗紫外线的能力，此外它还在精密陶瓷和光催化剂等一些特殊领域中受到青睐。
同时钛白粉也应用于颜料中，在颜料中的质量百分比越高，遮盖力越高。
氯化法生产钛白粉技术1、氯化法技术的主要步骤如下：①氯化，用氯气在还原气氛下氯化钛原料；②精馏，四氯化钛冷凝、精馏提纯；③氧化，四氯化钛氧化生成TiO2.同时，还有各种通过水解TiCl4的工艺方案，但这些工艺都无商业经济价值。
氧化工艺其优势所在是氯气可循环使用，即此阶段产生的氯气可回收返回氯化工序中。
2、氯化在氯化法生产钛白粉工艺中首先要生产四氯化钛（TiCl4）。
其生产是用钛原料与烧结的石油焦饼和经预热的氯气混合，并在800~1000℃的温度条件下反应。
其通常的氯化反应器是采用硫化床反应器，也有其他的一些反应器。
氯化反应器采用钢衬耐火材料，其内部采用夹套冷却，氯气或四氯化钛在高温条件腐蚀性极强，所以，甚至选用高质量的耐火材料，其使用寿命也有限。
石油焦中的炭在氯化反应中的主要目的是移走钛矿中的氧，所以尽可能减少与金属反应的氯含量，若还原剂的存在TiO2的氯总是足够的。
起初的反应热是有电能提供的，使用石墨电极，开始反应时需要大量的热量，在进行氯化反应器时，焦饼与TiO2的比例需要仔细控制。
温度太低，TiO2变成TiCl4转化率低。
其未反应的氯气穿过反应器，而利用率低；温度太高反应器材料将熔融，堵塞气孔。
目前有部分公司具有使用钛精矿和高钛渣或金红石或板钛矿混合进料技术与商业生产能力。
氯化法钛白粉简介
不同介质的界面
时，光的速度发
生变化而改变入
射方向，产生折
射，这时光线入 射角α的正弦与折 射角β的正弦比值 (sinα/sinβ)称为 折射率，又称折 光指数。
反射光线 介质A
入射光线 α
介质B β
折射光线
• 折射率随物质的化学组成、晶体结构及光的波长
不同而改变。
• 当光射过两个折射率相同的介质时，不发生折射，
Ti(SO4)2 + H2O TiO(SO4)2 + H2O
四、二氧化钛颜料的一些重要光学性质及颜 料特性
1、折射率 2、散射 3、遮盖力 4、着色力（消色力） 5、白度 6、光泽 7、着色底相 8、二氧化钛粒子大小对制品颜色的影响 9、二氧化钛粒子大小和散射强度关系
1、折射率
• 折射率是光线通
这里对于我们更有实际意义的是晶体结构和粒度因素；因为在
生产过程中，是我们要重点观测和控制的指标，也是影响钛白 粉其它特性的重要内在指标。
3、二氧化钛粒子大小和散射强度关系：
什么是散射？
从理论角度讲散射是：光传播时因与物质中分子（原子） 作用而改变其光强的空间分布、偏振状态或频率的过程。 当光在物质中传播时，物质中存在的不均匀性（如悬浮微 粒、密度起伏）也能导致光的散射（简单地说，即光向四 面八方散开）。蓝天、白云、晓霞、彩虹、雾中光的传播 等等常见的自然现象中都包含着光的散射现象。
高折光指数的颜料低折光指数的颜料介质折射光线颜料粒子吸收反射光线衍射光线一些常见白色颜料和基料或介质的折射率一些常见白色颜料和基料或介质的折射率白色颜料白色颜料折射率折射率基料或介质基料或介质折射率折射率硅藻土硅藻土145145真空真空1000010000二氧化硅二氧化硅141141149149空气空气1000310003碳酸钙碳酸钙1631631333013330重晶石重晶石164164聚醋酸乙烯酯树脂聚醋酸乙烯酯树脂147147陶土白土陶土白土165165大豆油大豆油148148硅酸镁硅酸镁165165精制亚麻仁油精制亚麻仁油148148立德粉立德粉184184乙烯树脂乙烯树脂148148氧化锌氧化锌202202压克力树脂压克力树脂149149碱性碳酸白粉碱性碳酸白粉194194209209桐油桐油152152氧化锑氧化锑209209229229氧化大豆油醇酸树脂氧化大豆油醇酸树脂152152153153硫化锌硫化锌237237苯乙烯丁二烯树脂苯乙烯丁二烯树脂153153aa型二氧化钛型二氧化钛252252701515701515醇酸三聚氰胺尿素尿素154154rr型二氧化钛型二氧化钛27127175257525三聚氰胺15515522遮盖力遮盖力遮盖力又称为不透明程度是颜料的重要光学性质
氯化法生产钛白粉
氯化法生产钛白粉 Modified by JACK on the afternoon of December 26, 2020纳米钛白粉的用途在清漆中含有%~4%的纳米钛白粉，便能防止木材受光照后发黑；在食品包装用塑料薄膜中加入%~%的纳米钛白粉可防止食品受光照后氧化，以及肉类等食品在橱窗中受荧光灯照射后氧化变色；在塑料中使用能防止塑料本身被日光降解；在农用薄膜中使用能提高它的强度和耐久性；在化妆品使用提高化妆品的防晒和抗紫外线的能力，此外它还在精密陶瓷和光催化剂等一些特殊领域中受到青睐。
同时钛白粉也应用于颜料中，在颜料中的质量百分比越高，遮盖力越高。
氯化法生产钛白粉技术1、氯化法技术的主要步骤如下：①氯化，用氯气在还原气氛下氯化钛原料；②精馏，四氯化钛冷凝、精馏提纯；③氧化，四氯化钛氧化生成TiO2.同时，还有各种通过水解TiCl4的工艺方案，但这些工艺都无商业经济价值。
氧化工艺其优势所在是氯气可循环使用，即此阶段产生的氯气可回收返回氯化工序中。
2、氯化在氯化法生产钛白粉工艺中首先要生产四氯化钛（TiCl4）。
其生产是用钛原料与烧结的石油焦饼和经预热的氯气混合，并在800~1000℃的温度条件下反应。
其通常的氯化反应器是采用硫化床反应器，也有其他的一些反应器。
氯化反应器采用钢衬耐火材料，其内部采用夹套冷却，氯气或四氯化钛在高温条件腐蚀性极强，所以，甚至选用高质量的耐火材料，其使用寿命也有限。
石油焦中的炭在氯化反应中的主要目的是移走钛矿中的氧，所以尽可能减少与金属反应的氯含量，若还原剂的存在TiO2的氯总是足够的。
起初的反应热是有电能提供的，使用石墨电极，开始反应时需要大量的热量，在进行氯化反应器时，焦饼与TiO2的比例需要仔细控制。
温度太低，TiO2变成TiCl4转化率低。
其未反应的氯气穿过反应器，而利用率低；温度太高反应器材料将熔融，堵塞气孔。
目前有部分公司具有使用钛精矿和高钛渣或金红石或板钛矿混合进料技术与商业生产能力。
氯化法钛白粉用途
氯化法钛白粉用途
嘿，朋友们！今天咱来聊聊氯化法钛白粉这玩意儿，它的用途那可真是多了去啦！
你想想看啊，咱平时用的那些漂亮的涂料，那里面可就有氯化法钛白粉的功劳呢！它能让涂料变得白白亮亮的，就像给墙壁穿上了一件干净漂亮的衣服。
没有它，那墙壁可就没那么好看啦，说不定还灰扑扑的呢！这氯化法钛白粉不就像是个神奇的魔法师，轻轻一挥魔法棒，就让一切都变得美美的啦！
还有啊，塑料！咱生活中到处都是塑料制品吧，什么杯子啦、盆子啦。
氯化法钛白粉能让这些塑料制品变得更白更漂亮呀，而且还能增加它们的稳定性呢。
这就好比给塑料这个小伙伴找了个可靠的伙伴，一起变得更棒呢！
咱再说说造纸，纸可是我们每天都要用的东西呀。
氯化法钛白粉能让纸张变得更白更光滑，你写起字来都更顺畅了呢！就好像给纸张做了一次高级美容，让它从灰姑娘一下子变成了白天鹅。
哎呀呀，你说这氯化法钛白粉咋就这么厉害呢？它就像是一个默默无闻的幕后英雄，虽然咱平时可能不太注意到它，但它却在好多地方都发挥着大作用呢！你说要是没有它，咱的生活得少多少色彩和美好呀！
它能让我们的家变得更温馨漂亮，能让我们用的东西更耐用好看，这难道不神奇吗？这氯化法钛白粉简直就是个宝呀！咱可得好好珍惜它，
让它继续为我们的生活增添光彩呢！所以呀，可别小瞧了这小小的氯化法钛白粉哦，它的用途可大着呢！。
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型，其皆为四方晶型。它们具有较为理想 的应用性能，其特点是：具有稳定的物理、 化学性能，而且颜色纯白，颗粒细小，折 射率高；分散到介质中，能够表现出较强 的遮盖力和着色力，高的光泽和良好的耐 候性、耐热性、耐光性。
4
一、钛白粉的晶体性质
• 二氧化钛，是一种多晶体的化合物，在自然界中有3种晶体形态：
反射光线 α 介质A
入射光线
介质B β
折射光线
• 折射率随物质的化学组成、晶体结构及光的波长
• •
不同而改变。 当光射过两个折射率相同的介质时，不发生折射， 这时光全部从第一种介质进入第二种介质，介质 就呈现透明状态； 当光从一种折射率低的介质中射入另一种高折射 率的介质时，在这两种介质的界面处，一部分光 经过折射进入后一种介质，而另一部分光则在界 面处发生反射，这使后一种介质变为不透明，这 就起到了遮盖作用，这两种介质的折射率相差越 大，这种效果就越显著。
氯化法钛白粉培训材料 (氧化部分)
钛白粉的基础知识
一、钛白粉晶体性质 二、钛白粉物理性质 三、钛白粉化学性质 四、钛白粉光学特性
课前提出的两个问题
1、我们生产的钛白粉是什么晶型？有哪些特 点？ 2、你认为钛白粉的粒度和粒度分布应该是多 少？为什么？
钛白粉颜料的特性
• 钛白粉颜料有两种晶型，金红石型和锐钛
锐钛型、金红石型晶格对比
6
R型和A型钛白粉的颗粒形状
• 锐钛型与金红石型钛白粉晶体具有非常不同的形状。 • 金红石型颗粒是块状和角状的，从而争强了它对光线散射
能力。制造金红石型钛白粉的连续氧化法工艺紧密地控制 了晶体的形状和大小。 • 锐钛型钛白粉是通过结晶化合沉淀法生产的，其结果是形 成了一个由许多微小基本颗粒组成的大颗粒，从而导致了 较低的密度和很不规则的形状，降低了光线的散射力。
•
•
6、颜料的光泽度和着色底相
光泽：物体的光泽度是指物质对投射来的光线的反射能
力，反射能力越强，光泽度越大。 其实，颜料本身无光泽的说法，在实际应用中颜料只是涂 料组分中的一种，涂膜才有光泽，但颜料的的特征决定了 涂膜的光泽；影响涂膜后光泽度的主要原因是二氧化钛粒 子的粒径和分布，另外一点是它的分散性。 着色底相，又称底层色相，或灰漆色调。它受二氧化钛的 粒径和平均粒径及散射能力大小影响十分明显。不同的粒 径在不同的波长下，会产生不同的色调。二氧化钛的这一 指标是很多用户非常关心的。（可以间接判断颜料的粒度 情况）
四、二氧化钛颜料的一些重要光学性质及颜 料特性
1、折射率 2、散射 3、遮盖力 4、着色力（消色力） 5、白度 6、光泽 7、着色底相 8、二氧化钛粒子大小对制品颜色的影响 9、二氧化钛粒子大小和散射强度关系
1、折射率
• 折射率是光线通
过两个在光学上 不同介质的界面 时，光的速度发 生变化而改变入 射方向，产生折 射，这时光线入 射角α的正弦与折 射角β的正弦比值 (sinα/sinβ)称为 折射率，又称折 光指数。
白色颜料 折射率 基料或介质 折射率 硅藻土 1.45 真空 1.0000 二氧化硅 1.41-1.49 空气 1.0003 碳酸钙 1.63 水 1.3330 重晶石 1.64 聚醋酸乙烯酯树脂 1.47 陶土（白土）1.65 大豆油 1.48 硅酸镁 1.65 精制亚麻仁油 1.48 立德粉 1.84 乙烯树脂 1.48 氧化锌 2.02 压克力树脂 1.49 碱性碳酸白粉1.94-2.09 桐油 1.52 氧化锑 2.09-2.29 氧化大豆油醇酸树脂 1.52-1.53 硫化锌 2.37 苯乙烯丁二烯树脂 1.53 A型二氧化钛2.52 70/15/15醇酸/三聚氰胺/尿素 1.54 R型二氧化钛2.71 75/25 醇酸/三聚氰胺 1.55
三、钛白粉的化学性质
• 二氧化钛的化学性质极为稳定，是一种偏酸性
的两性氧化物。常温下几乎不与其他元素和化 合物作用，对氧、氨、氮、硫化氢、二氧化碳、 二氧化硫都不起作用。也不溶于水、稀酸及弱 无机酸，在某些特定的条件下与氢氟酸和浓硫 酸反应，因此可以看出它的化学性质极为稳定。
二氧化钛在某些碱类中的溶解度
溶剂 10%NaOH溶液 36%NaOH溶液 10%KOH溶液 TiO2的溶解 溶剂 度/(mg/L) 20~25 60~100 300~450 30%K2CO3溶液 饱和KHCO3溶液 饱和Na2CO3溶 液 饱和K2CO3溶液 10%NaHCO3溶 液 250 TiO2的溶解度 /(mg/L) 20 7000 不溶
金红石型 锐钛型
7
不同光波中钛白粉的反射率
• • • • • • • • • • • • •
反射率% 100 90 80 A型 70 60 50 40 30 紫外光谱 20 10 0 300 400
R型
可见光谱
红外光谱
500
600 700 800 900 1000 波长/nm
二氧化钛的结晶特征及径分布和散射性能影响。就
折射率而言，在白色颜料中，钛白粉的折射率是最高的，因而， 从理论上讲它的遮盖力也是最高的；当然，颜料的遮盖力还与 其在基料中的分散性有关，与其在基料中的体积浓度有关，当 体积分数达到30%时，遮盖力达最大值，再高则遮盖力下降。 这与钛白粉的后处理及使用方法关系比较大了，这里就不详细 讨论了，有兴趣下来后我们在讨论。
物性 结晶系 相对密度 折射率 金红石型 四方晶系 4.2~4.3 2.71 锐钛型 四方晶系 3.8~3.9 2.52
莫氏硬度
熔点 沸点/K
6-7
1858℃ 3200±300
5.5-6
高温时转变为金红 石型 ----------
比热容（25℃） J/(g.K)
标准热容J/(mol.K)
0.71
56.384
金红石型二氧化钛粒径与光散射的关 系图
相对散射力 • 1.75
• 1.50 • 1.25 • 1.00 • 0.75
绿色光
蓝色光
• 0.50
红色光
• 0.25 • 0.00 • 50 •
100
150
200 300 粒径/nm
500
800
1000
当粒子增大到250~300纳米之间时，蓝色光线的
影响二氧化钛颜料散射力的主要因素
颜料的折射率 颜料的粒径及粒径分布 颜料在应用的基料中的分散性
40 45 40
频 率 /%
35 30 20 10
5
0
0.15 0.25 0.5
颗粒直径/微米
0.8
2.0
3.0
5、什么是颜料的着色力（消色力）
• 着色力（消色力）：是颜料的重要特性指标，就是颜料加到 •
0.71
56.890
二、钛白粉的物理性质 1、相对密度 在常用的白色颜料中，二氧化钛的相对密度 最小，同等质量的白色颜料中，二氧化钛 的表面积最大，颜料体积最高。
常见白色颜料的密度
颜料名称
A型二氧化钛 R型二氧化钛 板钛型二氧化钛 碱式碳酸铅
密度/(g/cm3) 3.8~3.9 4.2~4.3 4.12~4.23 6.8~6.9
这里对于我们更有实际意义的是晶体结构和粒度因素；因为在
生产过程中，是我们要重点观测和控制的指标，也是影响钛白 粉其它特性的重要内在指标。
3、二氧化钛粒子大小和散射强度关系：
什么是散射？
从理论角度讲散射是：光传播时因与物质中分子（原子） 作用而改变其光强的空间分布、偏振状态或频率的过程。 当光在物质中传播时，物质中存在的不均匀性（如悬浮微 粒、密度起伏）也能导致光的散射（简单地说，即光向四 面八方散开）。蓝天、白云、晓霞、彩虹、雾中光的传播 等等常见的自然现象中都包含着光的散射现象。 光散射，即漫反射是白色颜料重要的光学性质之一，又是 形成白色颜料重要的光学效应——着色力（消色力）、遮 盖力的重要指标 就颜料而言，散射是颜料粒子对可见光发生的折射、衍射、 反射的一种综合作用的结果。 依据散射力与颜料粒径的测试图可以看出，二氧化钛粒径 大小与光的散射力之间的函数关系：在200纳米处，各波 长光线散射的总和增至最大。
不同折光率颜料的遮盖力示意图示
高折光率颜料中，光线行进路线短，光线穿透短且大部分 被反射回表面，而低折光率的颜料光线行进路线长，且部 分穿透介质。
介质
反射 光线
颜料粒子
折射 光线
吸收
衍射 光线
高折光指数的颜料
低折光指数的颜料
20
一些常见白色颜料和基料或介质的折射率
• • • • • • • • • • • • • •
40%KOH溶液
700~900
300
二氧化钛在某些酸类中的溶解度
• 钛白粉元素，能溶于氢氟酸，生成氟钛酸，
其反应方程式如下： • TiO2 + HF H2TiF6 + H2O • 在长时间煮沸的情况下，溶于浓硫酸，生 成硫酸钛或硫酸氧钛，其反应方程式如下： • TiO2 + H2SO4 Ti(SO4)2 + H2O • TiO2 + H2SO4 TiO(SO4)2 + H2O
散射迅速减少，但绿色和红色光线的散射却相对 不变。在150~200纳米处对于蓝色光线的最大散 射，光谱中红色和绿色范围的光线散射就显著下 降，但是当粒径小于100纳米时，由于光对晶体的 绕射，遮盖力反而下降。 。 根据可见光谱波长范围400~700nm，所以理想的 二氧化钛粒径应在200~350nm，但是人们的视觉 习惯总是认为蓝白色比纯白色更白。 从图中可以看出200nm的粒径比300nm的粒径能 反射更多的蓝色光和绿色光而显得更白。