钛白粉工艺概述

性能指标
钛白粉 金红石型 锐钛型
折射率
2.72
2.55
密度
4.2
3.9
表面积 12~17m2/g 10m2/g
吸油量
13~24
19~20
热稳定性 ＞1000℃ ＜700℃
诞生日期 1939年
1919年
氧化锌
2.03 5.67 12~17m2/g 10~20 极好
硫化锌
锌钡白
2.37
2
4
4.2
11~13
氯化法钛白粉工艺流程
氧化工段 从精制工段来的精TiCl4用泵连续送入TiCl4 预热器，用
燃料油间接加热，预热后的TiCl4气体进入AlCl3发生器， 同时氯气与铝粉通过精确计量加入到AlCl3发生器中，铝粉 与氯气反应生成AlCl3并利用反应热进一步预热四氯化钛， TiCl4和AlCl3混合物进入氧化反应器。氧气经氧气预热器 用燃料油间接加热，预热后的氧气导入燃烧室，加入燃料 燃烧进一步提高氧气温度。热氧流进入氧化反应器与热 TiCl4流迅即混合，反应生成TiO2和氯气。反应生成的 TiO2悬浮在含氯尾气中，经套管快速冷却后，进入布袋过 滤器收集TiO2。为防止反应器壁结疤和TiO2粘壁，须采用 适合的防疤和防粘壁措施。含氯尾气全部返回氯化工段。 收集下来的TiO2进入打浆槽，用脱盐水再浆，脱氯后送至 后处理工段。
来源于氯气和高温下的TiCL4气 体，气体的泄漏对周围环境危害 严重，储存要求高。
氯化法钛白粉工艺流程
配料工段 来自高位料仓合格粒度的富钛料与破碎、干燥后的石
油焦按一定配料比加入到螺旋输送机，经初混后送入流化 器，风送至氯化工段，经旋风和布袋收尘卸入混合料仓， 供氯化炉使用。 氯化工段
来自混合料仓的富钛料和石油焦连续加入氯化炉， 与氧化工段返回氯气和补充的新鲜氯气在高温下反应生成 含TiCl4的混合气体，向混合气体中喷入精制返回钒渣泥浆 和粗四氯化钛泥浆以回收TiCl4，并使热气流急聚冷却，在
两种钛白粉生产工艺比较
项目
硫酸法
氯化法
原料 产品类型
生产技术
产品质量
其他主要原 材料
钛精矿、酸融性钛渣
人造（或天然）金红石、高钛渣
锐钛型，金红石型
金红石型
应用时间长，资料完备，易于 掌握并采用，但在水解和煅烧 阶段需进行精确控制以确保钛 白粉所需的最佳粒度。
技术较新，氯化氧化技术需很多
技术诀窍，仅少数公司向外提供 TiCL4氧化技术。
氯化法钛白粉工艺流程
后处理工段
后处理工段由分散湿磨、表面处理、过滤洗涤、干燥、 微粉碎及成品包装等主要工序组成。
氧化工段来的TiO2浆液进入料浆罐，加入一定量的分 散剂搅拌分散，然后送入砂磨机研磨，经分级后除去粗粒 子，合格的TiO2浆液通过泵送至表面处理罐。 在表面处理 罐中，加入各种表面处理剂，在不同条件下，可以得到不 同品种的钛白粉。表面处理完成后，用泵送至过滤机进行 洗涤，洗涤合格后的滤饼卸料至干燥机，在干燥机中， TiO2滤饼中水份不断蒸发，产品得以干燥。干燥后的TiO2 送至汽粉前料仓，通过螺旋给料机连续送入汽流粉碎机中， 以过热蒸汽为工质，对TiO2粒子进行超微粉碎，粉碎后的 TiO2加分散剂(也可在分散前加入)后连同蒸汽一并进入袋 滤器，收集下来的TiO2经螺旋冷却器冷却后进入成品料仓， 而后经包装机包装成袋入库。
钛白粉主要分为颜料级和非颜料级钛白粉。通常把在涂 料、油墨、塑料、橡胶、造纸、化纤、美术颜料和日用化妆 品等行业中以白色颜料为主要使用的钛白粉称为颜料级钛白 粉、二氧化钛颜料或钛白粉；而把在搪瓷、电焊条、陶瓷、 电子、冶金等工业部门以纯度为主要使用目的的钛白粉称为 非颜料级钛白粉或非涂料用钛白粉。
主要白色颜料性能指标比较
钛白粉生产工艺沿革
硫酸法和氯化法将长期共存，国内以硫酸法为主
钛白粉工业于 1916年分别诞生于美国和挪威，所用生产工艺是硫酸 法 。硫酸法工艺是将钛精矿或酸溶性钛渣与浓硫酸进行酸解反应生成 硫酸氧钛，经水解生成偏钛酸，再经煅烧、粉碎等工序得到钛白粉产 品。硫酸法可生产锐钛型和金红石型钛白粉。鉴于硫酸法工艺 染法， 产品品质差于氯化法，1949年，杜邦公司开始研究氯化法生产钛白粉 工艺，并于1956 年取得突破。氯化法 以人造金红石、高钛渣或天然 金红石为原料，经高温氯化生产四氯化钛，再经精馏提纯、气相氧化、 速冷、气固分离等工序得到钛白粉产品。氯化法只能生产金红石型钛 白粉。 到了1957年，氯化法工艺在美国开始大规模应用生产高品质的 金红石型钛白粉。
2010 年，世界钛白粉产业总产能约600 万吨，其中氯化法占到 51%左 右的份额。硫酸法和氯化法两种工艺几乎平分秋色 从区域上看，
钛白粉生产工艺沿革
氯化法工艺重要集中在美国，世界其他地区仍以硫酸法工 艺为主。目前，我国钛白粉主要采用的是硫酸法工艺，所 占比例达到98% 以上。
尽管氯化法工艺生产的钛白粉品质较高，并且污染较 少，但是对原料的要求较高，并且投资额大，技术门槛非 常高。此外氯化法工艺只能生产金红石型钛白粉，而硫酸 法工艺经过不断的改进和提高，尤其是经过薄膜处理好的 钛白粉品质明显提高，对污染的治理水平也明显改善，所 有这些导致了氯化法工艺与硫酸法工艺将会长期共存。
粗TiCl4和矿物油按一定比例连续加入除钒反应器，控 制一定的温度和压力，使矿物油和粗TiCl4中的VOCl3 反应 生成不溶性VOCl2，同时使TiCl4大量蒸发，TiCl4蒸汽进入 装有填料的精馏塔，塔顶排出的TiCl4气体经冷凝器冷凝后 收得精TiCl4。不凝性气体送废气处理工序处理，钒渣泥浆 返回氯化工段回收TiCl4。
可与氯化法钛白媲美，通过工 产品纯度高，质量较好，但产品
艺控制，完善包膜技术缩小了 由于微量吸附氯和HCL，具有腐
与氯化法产品的差距。
蚀性，在某些应用领域受限。
硫酸，烟气、黄铁矿、有色金 属冶炼副产品获得通常都比较 便宜，生产商的成本随硫磺原 料的价格波动而变化。
氯气价格随能耗成本和其生产烧 碱的需用情况而变化。大部分氯 气可循环利用，但是对使用低品 位原料配矿的公司，氯气要多出 10倍以上。
分离器中分离出矾渣、钙、镁、铁等氯化物固体杂质。分
氯化法钛白粉工艺流程
离器顶部排出的含TiCl4气体进入冷凝器，用粗TiCl4循环冷 却液将气态TiCl4冷凝，冷凝尾气再经冷冻盐水冷凝后，废 气进入废气处理系统处理合格后，由烟囱排空。粗TiCl4送 至精制工段除钒，分离器排渣经处理后去专用渣场堆放。 精制工段
ห้องสมุดไป่ตู้
两种钛白粉生产工艺比较
项目 污染和废物 处理
工厂安全
硫酸法
氯化法
以钛铁矿、高钛渣为原料，一 般每生产1吨钛白粉产生8吨浓 度为20%废液，废酸已有较好 的浓缩回收和中和处理方式。
主要危害来自于热浓硫酸的处 理，液体储存较易，泄漏容易 处理
以金红石为原料，废物排放量低， 但生产商要承担废物处理重任。 使用低品位原料，每生产1吨钛 白粉可生产高达1.6吨含氯气和盐 酸的FeCL3，目前采用深井填埋 处理方式，对环境有危害。
10~12
非常好
好
19世纪中叶
氧化锑 2.09 5.6
11 ＞500℃
锐钛型钛白粉的优点
锐钛型钛白粉具有纯度高、粒子细小均匀、光学性能好、 折射力强、消色力高、遮盖力强，且吸油量低、水分散性 高等优点，主要用于涂 、油墨、化纤、橡胶、玻璃、化妆 品、肥皂、塑料和造纸等工业。金红石 型钛白粉除具有锐 钛型钛白粉的优点外，还具有更好的耐候性和遮盖力，主 要用于高级工业颜料、有光乳胶涂塑料，有较高消色力和 耐晒要求的橡胶材料、高级纸张涂料层和蜡纸等。 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。2010 年，我国金 红石型钛白粉占钛白粉总量的57% ，远低于世界 90%的水 平。未来我国金红石型钛白粉比重还有较大的提升空间。
氯化法钛白粉概述
钛白粉学名二氧化钛，分子量79.88，外观为白色粉末，具 有高度的化学稳定性、耐热性、耐候性、无毒、最佳的不透 明性、最佳白度和光亮度，具有良好的着色力和遮盖力，被 认为是目前世界上性能最好的一种白色颜料，是应用最广、 用量最大的一种无机颜料。早期生产的钛白粉颜色品质很差， 一直到20世纪30年代左右由于制造方法的改良，品质才得到显 著的改善。从市场价值而言，是仅次于合成氨和磷化工的第 三大无机化学品。