钛白粉的生产工艺流程 钛白粉有哪些用途

钛白粉被认为是目前世界上性能最为优越的白色颜料。相比其他颜料有更好的遮盖力、耐候性、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，被称为“工业味精”。由于钛白粉是使用范围广，其人均消费量可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。

目前世界上生产钛白粉的工艺主要有硫酸法和氯化法两种生产工艺。硫酸法生产的产品我们俗称硫酸法钛白粉，氯化法工艺生产的产品俗称氯化法钛白粉。

目前世界上生产钛白粉主要以氯化法工艺为主，全球生产的钛白粉有60%为氯化法产品，在欧美发达国家，氯化法的比例更高，美国早在2006年就关闭了国内最后一家硫酸法钛白粉工厂。但是在我国，目前还是以硫酸法生产为主，硫酸法钛白粉产能和产量均达90%以上。

国外以氯化法工艺为主，那么氯化法工艺与硫酸法工艺相比有哪些优势呢？

氯化法工艺生产钛白粉具有生产流程短、连续化操作、单系列装置规模大、“三废”排放少等优势，且氯化法工艺生产的钛白粉具有更加优良的性能，是未来钛白粉行业生产方法发展的大趋势。

既然氯化法工艺更加环保，产品质量更高，为何我国还是以硫酸法生产工艺为主呢？

我国氯化法钛白粉工艺发展之路坎坷。国外在氯化法钛白粉生产工艺上对我国实行技术封锁，为此还引发了攀钢集团与美国杜邦有名的商业间谍案。加之我国氯化法钛白粉发展起步较晚，目前仍有很多技术壁垒没有突破，而硫酸法工艺在我国发展比较成熟，所以目前我国生产钛白粉仍以硫酸法为主。但是我国目前也在积极的推进氯化法钛白粉的发展。

钛白粉生产工艺

硫酸法

将钛铁粉与浓硫酸进行酸解反应生产硫酸氧钛，经水解生成偏钛酸，再经煅烧、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。

氯化法

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。

钛白粉生产流程

1.用球磨机将钛精矿、高钛渣破碎，得到生产中可以直接应用的粉料。

2.将破碎后的原料送至酸解罐与浓硫酸混合

——高钛渣加入98%的浓硫酸并通入蒸汽加热溶解得到钛液

——钛精矿加入93%浓硫酸加入废酸产生热量（这个环节得到的钛液为黑色）

3.将酸解得到的钛液加入絮凝剂，放入沉淀池(这个过程杂质沉淀分离得到上层清液)

4.通过半框过滤及板框压滤分理处清钛液和酸性残渣（过滤）

——板框过滤的是上步经沉淀得到的上层清液

——板框压滤的是上步沉淀的杂质（得到可溶性钛回收）

5.钛液浓缩

——过滤后的清钛液加热蒸发水分浓缩

6.按照外加晶种水解控制工艺制得偏钛酸

——加晶种（诱导剂：和酵母的原理一样）硫酸氧钛，产生水解反应得到偏钛酸（浆料）。此刻偏钛酸为白色也是钛白生产过程中关键步骤

7.水洗、漂白、漂洗3次过滤。

经液滤机过滤除铁和可溶性硫酸盐，使铁含量达到50-60ppm（百万分之一）洗涤前铁含量2万-3万ppm.此过程偏钛酸脱水。

——漂白：第一次水洗之后打浆加还原剂(硫酸、煅烧晶种：金红石）再经液滤机过滤。

——漂洗：和漂白一样不加金红石

8.盐处理

——加盐处理剂：磷酸、氧化锌（锐钛不加）氢氧化钾、硫酸铝。使钛白粉增加色相、酥松度。

9.在回转窑煅烧脱水

——形成颗粒状二氧化钛初品

——窑尾温度400-500度窑头900度

10.煅烧得到的初品经辊压磨（使颗粒状变成粉末状）打浆。

11.湿磨：（陶瓷磨。砂磨）使钛白粉粒径达到0.5u

12.表面处理（包膜）

——硫酸锆、硫酸铝、硅酸钠。

——硅铝包膜和锆铝包膜都要加偏铝酸钠

13.过滤洗涤：洗去杂质盐分、压去水分（块状固体）

14.物料再经煤气干燥（烘干，设备内是负压变成颗粒状）

15.用气流粉碎机粉磨完成有机包膜。

——有机硅、TMP、TME

——有机硅耐高温216

——TMP抗老性差218

16.钛白粉成平包装

钛白粉的用途

钛白粉的主要应用领域：涂料、塑料、油墨、造纸，其中涂料占60%，塑料占20%、造纸占14%，其它（含化妆品、化纤、电子、陶瓷、搪瓷、焊条、合金、玻璃等领域）占6%。

钛白粉在橡胶行业中既作为着色剂，又具有补强、防老化、填充作用。在白色和彩色橡胶制品中加入钛白粉，在日光照射下，耐日晒，不开裂、不变色，伸展率大及耐酸碱。橡胶用钛白粉，主要用于汽车轮胎以及胶鞋、橡胶地板、手套、运动器材等，一般以锐钛型为主。但用于汽车轮胎生产量，常加入一定量的金红石型产品，以增强抗臭氧和抗紫外线能力。

钛白粉在化妆品中应用也日趋广泛。由于钛白粉无毒，远比铅白优越，各种香粉几乎都用钛白粉来代替铅白和锌白。香粉中只须加入5%-8%的钛白粉就可以得到永久白色，使香料更滑腻，有附着力、吸收力和遮盖力。在水粉和冷霜中钛白粉可减弱油腻及透明的感觉。其他各种香料、防晒霜、皂片、白色香皂和牙膏中也可用钛白粉。

一、化妆品级二氧化钛分为油性和水性钛白粉。由于它化学性质稳定，折射率高、不透明度高、遮盖力高、白度好、且无毒害，被广泛应用于化妆品领域，起美容美白的功效。

1、性能特点：

白度高，遮盖力强。

亲水、亲油产品它克服了一般钛白粉在各自的分散体系中不易分散、易沉淀等缺陷，显著改善了它的分散性和抗沉淀性，使您的产品更加稳定和满意。

耐候性强。

与化妆品其他原料配伍性好。

2、用途

钛白粉被认为是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(二氧化钛)化学性质稳定，在一般情况下与大部分物质不发生反应。在自然界中二氧化钛有三种结晶：板钛型、锐钛和金红石型。板钛型是不稳定的晶型，无工业利用价值，锐钛型(Anatase)简称A型，和金红石型(Rutile)简称R型，都具有稳定的晶格，是重要的白色颜料和瓷器釉料，与其他白色颜料比较有优越的白度、着色力、遮盖力、耐候性、耐热性、和化学稳定性，特别是没有毒性。

钛白粉广泛用于涂料、塑料、橡胶、油墨、纸张、化纤、陶瓷、日化、医药、食品等行业。

涂料行业是钛白粉的最大用户，特别是金红石型钛白粉，大部分被涂料工业所消耗。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，防止裂纹，防止紫外线和水分透过，延长漆膜寿命。

塑料行业是第二大用户，在塑料中加入钛白粉，可以提高塑料制品的耐热性、耐光性、耐候性，使塑料制品的物理化学性能得到改善，增强制品的机械强度，延长使用寿命。

造纸行业是钛白粉第三大用户，作为纸张填料，主要用在高级纸张和薄型纸张中。在纸张中加入钛白粉，可使纸张具有较好的白度，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，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。

钛白粉还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。由于锐钛型比金红型软，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，避免纤维在二氧化钛光催化的作用下降解，需进行表面处理。

搪瓷行业是钛白粉的一个重要应用领域，搪瓷级钛白粉具有纯度高、白度好、颜色鲜、粒径均匀、很强的折射率和较高消色力，具有很强的乳浊度和不透明性，使涂搪后涂层薄、光滑和耐酸性强，在搪瓷制造工艺中能与其他材料混合均匀、不结块、易于熔制等优点。

陶瓷行业也是钛白粉的重要应用领域，陶瓷级钛白粉具有纯度高、粒度均匀、折射率高，有优良的耐高温性，在1200度高温条件下保持1小时不变灰的特性。不透明度高、涂层薄、重量轻，广泛应用于陶瓷、建筑、装饰等材料。