第5章钛白粉
5.1钛白粉的性质、种类和用途
5.1.1 钛白粉简介
钛白粉学名为二氧化钛，分子式为TiO2，相对分子质量79.90，属于惰性颜料，被认为是目前世界上性能最好的一种白色颜料，因同分异构体的不同决定了产品的晶型不同，二氧化钛有锐钛型、板钛型和金红石型三种晶型，不同的晶型有着不同的物理和化学性能。其中有工业利用价值的是锐钛型和金红石型。
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。
5.1.2 二氧化钛的物理性质
自然界存在三种结晶形态：金红石型、锐钛型和板钛型。板钛型不稳定，尚没有工业用途。金红石型和锐钛型都属于四方晶系，但因晶型不同，所以有不同的晶体习性。金红石型是细长的成对的孪生晶体，每个金红石晶胞含有两个二氧化钛分子，以两个棱边相连。而锐钛型则以八面体的形式出现，氧位于八面体的顶角，每个锐钛晶胞含有四个二氧化钛分子，以八个棱边相接。
图5-1 不同钛白晶型的晶胞图
表5-1 二氧化钛的物理性质
物性金红石型锐钛型
结晶系四方晶系四方晶系
相对密度 3.9~4.2 3.8~4.1
折射率 2.76 2.55
莫氏硬度6-7 5.5-6
熔点(℃) 1858 高温时转变为金红石型
晶格常数A轴0.458，c轴0.795 A轴0.378，c轴0.949 电导率（S/m）10-11~10-1210-11~10-12
吸油度16～48 18～30
着色强度1650~1900 1200~1300 颗粒大小(微米) 0.2~0.3 0.3
5.1.3 二氧化钛的化学性质
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、脂肪酸和其他有机酸及弱无机酸，只微溶于氢氟酸，在长时间高温煮沸下才溶于浓硫酸，微溶于碱和热硝酸。
二氧化钛对酸的作用是微弱的，在热硫酸中的溶解速度随着水合二氧化钛煅烧温度的提高而降低，一般情况下，煅烧温度超过1000℃就很难溶于热硫酸和盐酸，而煅烧温度低于700℃，15min左右就能溶于浓硫酸。但是如果加入过氧化氢、硫酸铵或碱金属的硫酸盐，溶解速度可加快。
化学反应式如下：
TiO2+2H2SO4→Ti(SO4)2+2H2O TiO2+H2SO4→TiOSO4+H2O
TiO2+ 6HF→H2TiF6+2H2O
对于金红石型二氧化钛，在浓硫酸中溶解时不能超过225℃，因为超过225℃会在其表面形成一层硫酸盐，影响其内部固体的继续溶解，二氧化钛在各种不同酸中的溶液，可以通过它的水合物—偏钛酸和正钛酸来制取，相比较起来，水合二氧化钛在硝酸中溶解速度快，在硫酸中慢，在盐酸中最快。
5.1.4 钛白粉的主要用途
涂料行业是钛白粉的最大用户。其中，金红石型钛白粉，大部分被涂料工业所消耗。用钛白粉制作的涂料，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。
钛白粉在塑料行业中的应用最为广泛。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。
造纸行业也是钛白粉的消费大户。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。
5.2 原材料及其规格要求
5.2.1 主要生产原材料
钛铁矿粉：粉碎要求：矿粉细度小，粒度分布窄而均匀，325目过筛小于10%，TiO2≥48%，FeO≥32%，Fe2O3<10%，泥浆胶体<10%，93%浓硫酸。
5.2.2 辅助生产原材料
还原剂：铁粉或铁屑，通常要求厚度小于3mm，无油污，无其他非金属杂质，无镀铬层。
铝粉：一般选择高活性铝粉。
氧化剂：氧化剂只针对钛渣制得的钛液使用，最常见的氧化剂是硝酸钠。
絮凝剂：改性的聚丙烯酰胺AMPAM。
消泡剂：酸解时会产生大量泡沫，影响酸解钛液热量的发散，目前使用十二烷基苯磺酸钠，也可用普通洗衣粉。
助滤剂：常见的助滤剂有木炭粉、珍珠岩和硅藻土等。
盐处理剂：钾盐、磷酸等其他盐类。
粉碎助剂：三羟甲基乙烷、三羟甲基甲烷、三羟甲基丙烷、季戊四醇等。
5.2.3 后处理原料
润湿分散剂：六偏磷酸钠、硅酸钠、氢氧化钠、乙醇胺。
包膜剂：硅酸钠、硫酸铝、偏铝酸钠、硫酸氧钛、硫酸锆等。
5.3硫酸法生产钛白粉工艺概述
硫酸法生产钛白粉的工艺过程可归纳为五大步骤和十大环节，五大步骤为：原料准备、钛液制备、生成水合TiO2、水合TiO2的煅烧和TiO2的表面处理。十大环节为：钛铁矿的干燥与粉碎、钛铁矿的酸解、钛液的净化、硫酸亚铁的结晶、
含钛溶液的水解、水合TiO 2的水洗与漂白、盐处理、煅烧与粉碎、TiO 2的表面处理与超微粉碎，其工艺流程图如图5-2所示。
图5-2 硫酸法生产钛白粉的工艺流程图
5.4 酸解工段
5.4.1 生产原理
经研磨、干燥后的钛铁矿一般在铅衬反应器中用85～92%的硫酸在150～180 ℃的温度下进行酸解，为便于酸解，原料钛铁矿通常要磨到200目左右。硫酸分解钛铁矿所发生的主要反应可表示如下：
锐钛型产品 化学品制备 表面处理剂 金红石型二氧化钛 煅烧 中间粉碎 打浆分散 砂磨 表面处理 三洗 干燥 气流粉碎 盐处理 包装 盐处理剂
二洗 原矿 粉碎
酸解
沉降
结晶
分离
过滤
浓缩
水解 一洗 漂白
废酸浓缩
废酸
煅烧晶种
FeO+H2SO4→FeSO4+H2O
5.4.2 工艺流程
图5-3 磨矿流程
1. 磨矿
钛铁矿由提升机提至原料仓，通过下料器计量送入磨机；粉碎后的钛铁矿经过分级机，不合格的物料由回料螺旋重新送入磨机再次粉碎，合格的钛粉则进入袋滤器，被收集下来后经提升机送入矿粉料仓备用；经研磨、干燥后的钛铁矿一般在铅衬反应器中用85～92%的硫酸在150～180℃的温度下进行酸解。
图5-4 酸解流程
2.酸解
在酸解锅锥底通入压缩空气强烈搅拌，按配方投入93%硫酸，然后投入矿粉，使矿粉和硫酸充分混合，再加入定量的稀释用的废酸水，继续搅拌，由于浓硫酸被废酸中的水稀释，放出大量热量，使酸解锅内物料温度上升很快，数分钟内能达到250℃，7~8小时后主反应基本完成，停止通入压缩空气，熟化一段时间，使其继续反应，提高酸解率。熟化后再通入压缩空气进行助冷，冷却至90~120℃时加入废酸，废钛液和自来水进行浸取。然后加入铁屑还原，既得钛液。 投料量：硫酸（100%计算）/FeTiO 3=1.5~1.6/1
钛液指标：钛液总含量115~130g/L ；钛液中三价钛量：1.0~3.0g/L ，
钛液F 值：g/L
TiO g/L H2SO F 24
=1.7~2.1。 5.4.3主要设备
酸解锅构造：外壳为钢板，锅内先涂
一层铅，然后用耐酸胶泥砌上两层耐
酸砖。烟囱用钢衬两层耐酸砖，要大
一些，使得酸解反应产生的大量水蒸
气，二氧化硫，三氧化硫等气体能及
时排除，锥体的分布板用铅或耐酸陶
瓷制成，开孔的角度要保证压缩空气
能均匀的吹到反应锅的四周而不留死
角，好让固相物体全部溶化，放料阀
既要耐温、耐腐蚀，又要能满足放料，
通压缩空气，通蒸汽的功能。容积为
130m 3，酸解锅投料约为27~30吨，酸
解锅的高度（含锥体）是直径的两倍。
锥体夹角60°。 图5-5 酸解锅
5.4.4 生产安全与防护
硫酸为酸性物，对环境有危害，对水体和土壤可造成污染，对皮肤、粘膜等组织有强烈的刺激和腐蚀作用，酸雾可引起结膜炎、结膜水肿、角膜浑浊，以致失明；引起呼吸道刺激，重者发生呼吸困难和肺水肿；高浓度引起喉痉挛或声门水肿而窒息死亡；严重者可能有胃穿孔、腹膜炎、肾损害、休克等；皮肤灼伤轻者出现红斑，
重者形成溃疡，愈后疲痕收缩影响功能。溅入眼内可造成灼伤，甚至角膜穿孔、全眼炎以致失明。慢性影响会出现牙齿酸蚀症、慢性支气管炎、肺气肿和肺硬化。若与皮肤接触，应迅速用大量清水冲洗，至少15rnin，后期用很稀的弱碱液(如硼砂、小苏打液)冲洗，切勿用少量水或用强碱液洗，因为这样做会产生更多的热量，加重其伤势，稍后应就医。若溅人眼睛，应立即提起眼睑用大量清水或生理盐水彻底冲洗，稍后应就医。若吸入，应迅速脱离现场至空气新鲜处，保持呼吸道畅通；如呼吸困难，应给予输氧，如呼吸停止，应立即进行人工呼吸，稍后应就医。若食入，应用水漱口，再饮大量牛奶或蛋清，稍后应就医。防护措施如下:身穿橡胶耐酸服，手戴橡胶耐酸手套。可能要触其酸雾时，必须佩戴空气呼吸器。操作工起码要戴防护眼镜、橡胶耐酸靴和耐酸手套。工作场所禁止吸烟、进食和饮水，饭前洗手，工作完毕要淋浴更衣，及时换洗被污染的衣服，保持良好的卫生习惯。
贮运、装卸、使用注意事项及泄漏应急处理方法如下：一般少量硫酸用耐酸坛、陶瓷耐酸罐或塑料耐酸罐，外加半花格木板箱包装，用石膏等耐酸材料密封。贮存于阴凉、干燥、通风仓库，避免日晒，不可接近热源和火种，严防水湿受潮，应与易燃或可燃物、碱类、金属粉末、氧化剂等分开存放。不可混贮混运，搬运时要轻装轻卸，防止包装及容器损坏，分装和搬运时要注意个人防护，大量硫酸用铁罐包装，专用槽车运输，卸至低位酸桶，然后用耐酸泵送入贮酸槽。使用浓硫酸时，最好用耐酸泵将酸送至高位计量槽备酸解之用。由于浓硫酸与水作用会放热，一般稀释硫酸时，只能将浓硫酸缓慢地加入水中，不允许把水往浓硫酸里加，以防酸液表面局部过热，一部分水迅速沸腾，引起硫酸飞溅伤人，但是在酸解过程中加稀释水时，是将水往浓硫酸里加，这是生产工艺的需要，同时加稀释水是在密闭的酸解锅内加的，即使有酸液飞溅也不会伤人。
在加铁屑或铁粉进行钛液还原时，活泼的金属铁与钛液中的稀硫酸作用，会产生大量的易燃性氢气。氢气也是危险化学品，当氢气在空气中体积含量达到4%～75%时，即形成爆炸混合气体，一旦遇明火，会发生爆炸。生产中还原过程产生的氢气与鼓入作搅拌用的空气混合，已经形成爆炸混合气体，幸好这些混合气体已随烟囱的空气对流，而从烟囱跑掉。但是在酸解锅的加料时切不可有明火，若有明火接触到锅内的混合气体，仍有爆炸的危险。
5.5 沉降工段
5.5.1 生产原理
沉降是适用于从粗分散体系悬浮液中分离出固体颗粒的方法，它是利用重力作用使体系中的悬浮固体颗粒沉降下来。对于钛液中属粗分散体系的悬浮残渣，可通过沉降而分离出来，然而对于粒径为1-10微米的细不溶杂质和属细分散体系的胶体颗粒，则由于布朗运动，重力不能使之沉降，需加入沉降剂使得分散的细颗粒聚集成大颗粒，提高沉降分离的速度和效率。
5.5.2 工艺流程
图5-6 沉降流程
1. 沉降过程
开絮凝剂输送泵，再开启放料泵，根据钛液流量调节絮凝剂流量大小，在静态混合器中充分混合输入沉降池，钛液经过沉降后，沉降池底部形成一层泥浆层，中间为自由沉降、干涉沉降等形成的泥浆浓度较低的过渡层，上面为比较澄清的清液。底部泥浆成分复杂，既含有没有完全分解的金红石型钛矿，也含有没有完全分解的锐钛型钛矿，还含有大量的不和硫酸反应的其他矿石，也夹杂了部分澄清的钛液；过渡层则大部分是钛液和少量的泥浆；上清液一般为沉降比较好的钛液。在沉降后钛液的输送时，沉降池的放料口或者是虹吸口一般都位于过渡层的上部，防止将钛液中的固体杂质颗粒带入到下一个工序中去。上层清液送去清液板框过滤，下层浊液送去浊液板框过滤。
2．影响钛液沉降的因素
（1）胶质
从理论上讲钛液中的胶质含量多，可以通过多加AMPAM絮凝剂解决，但常常是多加絮凝剂也不奏效。有时钛液胶质突然增多，因无仪器监测，不能及时增加AMPAM的量，结果效果很差，需要再次增加沉降剂才能解决，有时甚至再加沉降剂仍无效，只好将这锅钛液分几次加入下几批钛液一起再处理。正因为钛液胶质多难以沉降，所以有些钛白粉厂把进厂的钛铁矿再磁选一次，尽量选去非钛杂质，这样既可减少硫酸的消耗，又可减少钛液中胶体杂质的含量，有利于钛液沉降的进行。（2）钛液的密度
钛液的密度是由钛液中物质的含量而定。在其他条件不变的前提下，随着密度的升高，沉降效果变坏，这是由于铁液的密度上升，絮凝胶质与液相的密度差缩小，
颗粒沉降速度变慢。钛液浓度密度成正比例关系的，钛液密度上升，说明钛液浓度增大，钛液的粘度增大，胶质也就不容易沉降。钛液相对密度小，有利沉降，但会增加钛液浓缩的困难，一般控制在相对密度为1.5~1.55。
（3）温度
温度上升，钛液的黏度下降，对颗粒沉降有利。但是对钛液来说，温度上升到60℃以上时，铁液的稳定性下降，分子热运动加快，絮凝架桥成网和捕集胶粒的能力随之下降，以至于沉降效果明显下降。夏天热，难沉降；冬天冷，易沉降，就是这个道理。但是钛液的温度过低，钛液黏度和絮凝剂黏度都增大，也会降低沉降效果，因此说，采取相应的保温措施是十分必要的。一般控制温度在(60±5) ℃在49-68℃范围以外都难沉降。
（4）三价铁含量
随着铁液中三价钛含量的上升，凝聚作用增强，可使沉降效果提高。但是三价钛浓度过高，会使钛液黏度增大，不利于沉降。三价钛增加得越多，硫酸的消耗就越多，钛液中的有效酸就越少，钛液的稳定性就越差，残渣的沉降就越难。同时，三价钛过高，还会因其不发生热水解，不生成偏钛酸沉淀，而直接影响水解率的提高，造成钛的回收率降低。
3．沉降过程工艺指标
钛液的沉降温度夏季控制在55-65℃，冬季控制在60-68℃。沉降后钛液指标一般控制为：Ti3+ 1-4g/L；Ti4+ 115-135g/L；F值1.75-2.00；稳定性大于350mL；残渣含量小于300mg/L。絮凝剂AM-PAM成品一般为1%，使用时一般稀释在0.1%-0.3%，在生产中絮凝剂的加入量一般控制在10-50g/m3。
5.5.3 主要设备
借重力沉降从悬浮液中分离出固体颗粒的设备称为沉降槽。当用于低浓度悬浮液分离时，也称为澄清器；图5-7是常用的连续式沉降槽的结构示意图，它是一个底部略呈锥状的大直径浅槽，料浆由伸入液面下的圆筒进料1:3送至液面以下0.3～1 m处，并迅速分散至整个横截面上，液体缓慢向上流动，清液经溢流堰连续流出，称为溢流；钛白粉生产过程中采用浮头泵，吸入管借助泡沫板浮力浮在液面上，抽取上层液体。而颗粒则沉降至底部形成沉淀层，并由缓慢转动的耙将其汇集于底部中央的排渣口处连续排出，排出的稠浆称为底流。
图5-7 连续沉降槽
（1-进料槽道；2-转动机构；3-料井；4-溢流槽；5-溢流管；6-叶片；7转耙）
5.5.4 生产安全与防护
钛液的沉降虽然是一个简单的物理过程，但要求很严，对以后的产品质量、收率、生产进度都有较大的影响，最好一次成功，因为沉降不好，温度降低的钛液无法加温，加温极易引起稳定性下降，甚至发生早期水解，如果沉降效果不好，温度不是太低的情况下，可再添加少量絮凝剂进行二次沉降，如果还不行只能把上层稍好的钛液分批少量的带到下一批钛液中继续沉降，也可用淡废酸或小度水稀释上层清液，再补加絮凝剂沉降后作为小度水使用，或带到下一批钛液中继续沉降。严重早期水解、或胶体物质很多无法沉降的钛液是不能用来生产颜料级钛白粉。至于沉降不好查明是絮凝剂质量的原因，应倒掉重配，切忌企图用增加用
量来改善效果，往往沉降效果会更差。有机絮凝剂不能存放时间过长，明胶之类的动物胶极易腐烂变质。无论使用有机絮凝剂还是无机凝聚剂，都是靠重力作用自然沉降，难免有许多颗粒因各种原因未能沉降下来，特别是从沉淀罐中把钛液送往结晶工序时，无论是采用下部放料还是上部虹吸的办法，都有可能把沉降物带走，为了提高产品质量有许多工厂在结晶前先用板框压滤机过滤1次（又称热过滤)，因此时钛液的温度仍较高(约45-55℃)，粘度低好过滤，这样不仅能减轻后面控制过滤的负担，而且结晶出来的硫酸亚铁质量好。
5.6 板框过滤工段
5.6.1 生产原理
板框压滤机由交替排列的滤板和滤框构成一组滤室。滤板的表面有沟槽，其凸
出部位用以支撑滤布，滤框和滤板的边角上有通孔，组装后构成完整的通道，能通入悬浮液、洗涤水和引出滤液，板、框两侧各有把手支托在横梁上，由压紧装置压紧板、框，板、框之间的滤布起密封垫片的作用，由供料泵将悬浮液压入滤室，在滤布上形成滤渣，直至充满滤室。滤液穿过滤布并沿滤板沟槽流至板框边角通道，集中排出，过滤完毕，可通入清洗涤水洗涤滤渣。洗涤后，有时还通入压缩空气，除去剩余的洗涤液，随后打开压滤机卸除滤渣，清洗滤布，重新压紧板、框，开始下一工作循环。
用隔膜压滤机对浊液和清液进行过滤，得到不含固体杂质的料液，用箱式压滤机对增稠剂内的泥浆进行固液分离，压滤出的小度水送酸解回用，泥浆干基卸走集中处理。
5.6.2 工艺流程
图5-8 板框过滤流程图
板框过滤的操作是先把助滤剂用淡废酸或水调成悬浮状，通压缩空气搅拌均匀，然后用泵打入上好滤布的板框压滤机内，进行循环过滤，在压力的作用下使助滤剂在滤布上形成一层均匀的助滤膜，至循环液澄清为止。然后泵入待过滤的钛液进行循环过滤，直至滤液达到要求后，立即停止循环，进行正常的连续压滤作业，得到澄清钛液，送入合格钛液贮槽，以备浓缩之用。过滤连续操作时，过滤压力越来越大，流量越来越少，说明滤布孔眼已堵塞，应立即停止过滤，拆机后用少量洗衣粉洗刷滤布，然后重新装好，按上述操作步骤重新压滤。
总钛液浓度：140-170g/L；Fe/TiO:0.28-0.35；泥浆回收时小度水浓度
≥40g/L。
5.6.3 主要设备
图5-9 板框压滤机
1-压紧装置；2-可动头；3-滤框；4-滤板；
5-固定头；6-滤液出口；7-滤浆出口；8-滤布
板框压滤机由10-30对滤板和滤框交替排列组成，每对滤板和滤框之间夹有滤布，安放在一个支撑架上，并配有一个压紧装置和集料盘，压紧装置可以手动也可以电动操作，使滤板和滤框紧密接触而不泄漏，集料盘用来收集板框间滴流下来的钛液。滤板和滤框在一边的上角和下角处各有一孔，板框排列后，这些孔相互联结形成两个孔道，上孔道为待滤钛液的流入通道，与板框内部相通，滤框中间是空的，下孔道为滤净钛液流出的通道，与滤板的集液口相通，滤板四边平滑，中间部分有直的沟槽以供滤液流动之用，沟槽和下部通道相通，使滤液汇集于排液通道而排出，板框压滤机工作时，滤框位于两块滤板之间，形成一个滤室，浆钛液流入滤室后，固体粒子被截留在滤布上，清液则透过滤布，沿滤板上的沟槽下流，流至通道口，最后集于排液管而排出。板框顶紧压力20-25MPa；泥浆回收时板框顶紧压力18-21MPa。
5.6.4 生产安全与防护
板框在主梁上移动时，不得碰撞、摔打，施力应均衡，防止碰坏手把和损坏密封面；物料、压缩、洗液或热水的阀门必须按操作程序启用，不得同时启用；卸饼后清洗板框及滤布时，应保证孔道畅通，不允许残渣粘贴在密封面或进料通道内；液压系统停止操纵时，操作装置的长杆手轮应常开，短杆手轮应常闭，以保证安全；安装压滤布必须平整，不许折叠，以防压紧时损坏板框及泄漏；液压站的工作压力橡塑板框最高工作压力不得超过20MPa。过滤压力必须小于0.45MPa；过滤物料温度必须小于80℃，以防引起渗漏和板框变形、撕裂等；操纵装置的溢流阀，须调节到能使活塞退回的最小工作压力。
5.7 真空结晶工段
5.7.1生产原理
真空结晶是使钛液冷却至硫酸亚铁达到饱和而析出晶体的过程。但它没有热交换过程，钛液的热量是由一小部份溶液的蒸发吸热而得以除去的，这是因为在减压（真空）下，钛液的沸点下降而形成局部沸腾，使溶剂蒸发，由于气化潜热，它需要吸收大量热量，钛液本身降温。
5.7.2 工艺流程
将清钛液泵入结晶罐，利用硫酸亚铁的溶解度随着温度的降低而降低的差异，同时，随着生产过程的进行，水分不断地蒸发，硫酸亚铁浓度不断提高，从而使在结晶罐中溶于钛液中的硫酸亚铁不断结晶析出。先由真空泵产生真空，再开蒸汽喷射泵提高真空度，使钛液进一步被蒸发降温和提浓至硫酸亚铁达到过饱和而析出晶体，当钛液最终温度达到工艺要求时，结晶结束。喷射器的蒸汽和从结晶罐抽出的蒸汽在冷凝器中冷凝，冷凝液经液封流入循环水系统。
工艺参数：每罐进料体积：25m3 ；钛液初始温度：50-60℃；辅喷射泵启动时的钛液温度：50℃；主喷射泵启动时的钛液温度：40℃；结晶终了时钛液温度：15-19℃；初始/最终真空度：0.0936/0.0992 MPa；从冷凝器出来的冷却水温度：≤42℃；蒸汽压力：0.8-1.2 MPa
5.7.3 主要设备
图5-10 真空结晶图
钛液泵入真空结晶器内，一般注入钛液体积为结晶器全容积的50%左右，防止钛液在沸腾时酸雾随蒸汽被带走的太多。开启底部的高速搅拌，开启机械真空泵，负压降至一定数值开启辅助喷射器，然后开启主喷射器，保持冷却水的温度和流量，直至结晶器内的钛液温度降至工艺所需温度，将物料放至下一工序。
5.7.4 生产安全与防护
在蒸汽喷射泵和蒸汽分配台的操作中，严格按规定操作，防止出现人身伤害事故。做好开车前的各项检查准备工作，严格按操作程序开、停每台设备。
表5-2 不正常现象原因分析及处理方法
序号故障原因处理措施
1
结晶罐
真空太低
1、泵体或密封泄漏
2、系统漏真空
3、蒸汽压力低
4、冷却水量过低、或水分布器堵
塞、或者循环水的温度过高
1、通知维修工检修真空泵
2、检查系统漏点并整改
3、提高蒸汽压力（通知调度）
4、调节水量或检查循环水装
置
2 结晶罐1、结晶罐未排空1、打开排空阀泄真空
放料不出2、放料阀坏
3、放料管结晶堵塞2、更换放料阀
3、打开顶水阀冲通
3 冷却时间太长1、冷却水温过高或水量过小
2、搅拌器失灵或搅拌速度过慢
3、结晶系统泄漏
1、检查循环水系统是否正常
2、检修搅拌器
3、整改漏点
4 循环水跑白进料过多严格按要求进料
5.8 圆盘分离工段
5.8.1 生产原理
结晶钛液从结晶钛液贮槽放入圆盘过滤机，圆盘过滤机设四个区：过滤区、洗涤区、疏松区和卸料区，在过滤区结晶钛液经滤液布料盘均匀分布在圆盘过滤板上，钛液被抽滤进入母液槽，而亚铁滤饼留在滤板上进入洗涤区，在洗涤区的滤饼先是被小度水进行一次洗涤，一洗滤液也进入母液槽；然后滤饼再用水进行二次洗涤，二次洗涤液进入小度水槽作一次洗液用；在疏松区滤饼被压缩空气反吹使其疏松，在卸料区亚铁被螺旋卸料机刮料，送入亚铁包装场。母液送往热钛液槽。
图5-11 圆盘分离器
1-分配头；2-螺旋输送机；3-过滤盘
5.8.2 工艺流程
在水平放置的主转盘上，呈环形安置若干扇形滤室，在滤室上部配有支撑网，过滤网和滤布，滤室的下部有出液管，与主转盘的中部的错气盘相连接。需要过
滤的悬浊液由上部加料斗连续加入，经过扇形滤室过滤后，滤液由下部的出液管
进入到错液盘，然后进入气液分离器。上部的滤饼层则在主转盘旋转的过程中，经过多次洗涤和吸干，由螺旋卸料器刮出卸料，滤饼的残留被压缩空气松动后，开始了下一个循环的加料。主转盘旋转一周的过程，依次完成了加料—过滤—洗
涤—吸干—卸料—反吹等过程。
5.8.3 主要设备
圆盘真空过滤机如图5-12所示。它的主要部件有滤浆槽，中央旋转轴，过滤圆盘有若干个，每个圆盘由10-30个彼此独立的扇形滤叶所组成，圆盘的两侧面均覆盖滤布，圆盘固定在中央空心轴上一起转动。滤浆槽由隔板分隔成数段，与此相应，每段装有一个过滤圆盘，圆盘两侧装有刮刀，作卸除滤饼用。分配头等其他结构以及工作原理与转鼓真空过滤机大同小异。圆盘真空过滤机的过滤面积大，占地小，滤布更换更容易，动力消耗少，但结构较为复杂，滤饼洗涤较不完全。
图5-12 圆盘分离设备图
分离七水硫酸亚铁的钛液不仅粘度、密度有所下降，而且由于硫酸亚铁中的7个结晶水带走了钛液中部分水分，使钛液浓度提高30g/L左右，有效酸提高80g/L左右，体积也相应减少17%~20%。
5.8.4 生产安全与防护
工作中严格执行调度的指令，做好各级联系；严格按照圆盘过滤机的操作规程进行操作，防止搅伤和设备损坏事故的发生；为防止硫酸亚铁洗涤时复溶过多，洗涤水温度不能太高，夏季使用冷水。
5.9 浓缩工段
5.9.1 生产原理
钛液中的水是溶剂，是可挥发的，钛液中的硫酸氧钛、硫酸钛和硫酸亚铁等是溶质，是不可挥发的，借助于加热作用，使钛液中的水逐渐汽化挥发而排出，使溶质溶度逐渐变大。钛液的沸点在104-114℃之间，但在此高温下，钛液稳定性迅速下降，钛液水解的临界温度只有80℃，超过80℃就会水解，所以要采用
真空浓缩去除水，沸点与压力成正比，要使浓缩温度不超过75 ℃，其真空度必须控制在0.08MPa以上。
5.9.2 工艺流程
钛液经流量计从底部的加料室进入钛管蒸发器，在此受管外的蒸汽加热，蒸发出来的水汽以很快的速度在管内上升，钛液被这高速气流拉成薄膜，在极短的时间内上升至浓缩器顶部涌出，在分离器进行气液分离，浓钛液经溢流管进入钛液水封池，蒸汽则经冷却水混合冷凝后通过气管排到水封池流出系统外，其中不凝性气体从冷凝器顶部排除，经气液分离装置进入真空缓冲罐，最后经真空泵排入大气。过滤后的钛液浓度低，为150g/L，制得的偏钛酸颗粒粗，要浓缩至TiO2含量为200±5g/L。
5.9.3 主要设备
图5-13 薄膜浓缩
升膜式薄膜浓缩器的分离室、蒸发室、加热列管、进料室等一般使用耐腐蚀的金属钛，蒸汽加热室的外壳可以用普通碳钢。待浓缩的物料从底部进入加热室的钛列管中，加热蒸汽通过列管壁进行热交换，钛液在真空下受热迅速蒸发，汽化了的水蒸汽夹带钛液成膜状快速上升进入蒸发室，通过蒸发室顶部的汽液分离装置进行汽液分离，钛液留在蒸发室内顺浓缩液溢流管进入钛液收集池，钛液在列管中受热面积大，受热均匀，使能源消耗少，钛液受热时间短，钛液在列管中的上升速度一般达到20-25m/s，其实际受热时间只有0.08-0.20s，这样有利于保持钛液的稳定性，温度控制在75℃以下，真空度控制在0.08MPa以上。
5.9.4 生产安全与防护
严格按照操作规则操作，严格控制蒸汽压力、真空度、进料量、进料浓度和浓缩温度，以确保浓缩后的钛液达到指标要求；防止冷却水流入钛液水封中；若系统漏气较严重，抽气量不足，加热蒸汽量过大或冷却水不够，都会使真空度降低，应该保持真空度在0.08MPa以上，防止上述现象发生。
若钛液流量过大，浓缩器溢流管来不及排除，浓缩器溢流管堵塞，溢流管漏气等，都会使钛液进入冷凝系统，为此必须防止上述情况发生。
若浓缩时真空度下降，温度太高或冷却水倒流都会引起钛液稳定性下降而出现早期水解现象，造成不可挽回的损失，必须防止此类事故的发生。
5.10 水解工段
5.10.1 生产原理
水解岗位是钛白粉生产中的核心岗位，在此过程中，钛液由黑色的液体变为白色的固体，其反应方程式为：
Ti(SO4)2+H2O→TiOSO4+H2SO4-Q
TiOSO4+H2O→H2TiO3(TiO2·H2O，白色)+H2SO4-Q
水合二氧化钛是由钛的硫酸盐溶液热水解而生成的。为了促进热水解反应，并使得到的水合二氧化钛符合要求，一般采用引入晶种或自生晶种的方法。水解的过程可分为3个步骤：晶核的形成、晶体的成长与沉淀的形成，沉淀物的组成以及溶液的组成随着水解作用的进展而改变。水解在二氧化钛生产中极为重要，水解的条件决定着微晶体、胶粒和粒子的大小，归根到底也就是决定着最终产品的质量。
5.10.2 工艺流程：
1. 水解流程图
图5-14 水解流程图
2．操作控制工艺指标
（1）粒子大小为可见光波长的一半（0.2-0.4微米 ），粒子大小决定成品质量的好坏；
（2）水解率>95%：应在保证粒子大小的前提下，提高水解率；
（3） 配制碱液浓度100g/L ，碱液预热温度85±0.5℃，预热后碱液浓度为88g/L ；
（4） 晶种钛液预热温度85±0.5℃，晶种中和温度85±0.5℃，晶种终点温 度96±0.5℃；
（5）晶种总钛140-150g/L ，晶种加入量 2.2%；
（6）抽滤速度≤200 mL/ 7min ，偏钛液冷却温度50-60℃；
（7）F 值1.75-1.95。
5.10.3 主要设备
工业上一般使用搪瓷反应锅或衬有耐酸瓷板的反应容器。水解钛液要求预热速度为1℃/min ，故要求预热盘管配置面积足够大，水解锅必须密封，否则加压水解无法实现，水解搅拌极为重要，搅拌直径应该是罐体内径的48%～50%，水解锅锅底要有足够坡度，保证水解放料后锅底不存在任何料液，水解后的物料要及时快速的冷却，水解锅要配置冷却设备和冷却后料浆的贮槽。
蒸汽
蒸汽 液碱 矿滤水
碱液计量槽
碱液配制槽
石墨冷却器
偏钛酸罐 晶种配制罐
钛液预热罐 水解罐 浓钛液罐 晶种钛预热罐
5.10.4 生产安全与防护
操作前仔细检查蒸汽、钛液管道、压力表、泵、搅拌装置是否正常，水解锅、浓钛液预热槽、水预热槽、放料阀有无破损，发现问题即时处理；操作时加强巡回检查，发现问题即时处理，注意周围环境防止烫伤和跌倒；严格执行生产技术操作规程；水解结束后，放料前必须认真确认偏钛酸储槽的液位，防止放料时发生冒锅事故；进入水解锅、浓钛液预热槽作业时必须有人监护，防止因高温而发生中暑；取样及观察物料时，应站在安全距离处，防止蒸汽烫伤及高温物料溅出伤人。
5.11 水洗工段
5.11.1 生产原理
由于水解反应是在较高的酸度下进行的，因此大部分杂质磷酸盐仍以溶解状态留在母液中；水洗的任务是将水合二氧化钛与母液分离，再用水洗涤以除尽偏钛酸中所含的可溶性杂质；由于偏钛酸中的杂质离子浓度较高，根据传质理论，浓度差就成了杂质离子从偏钛酸中转移到水中去的动力，不停的供水，就达到了除去可溶性杂质的目的。
5.11.2 工艺流程
1．水洗流程
图5-15 水洗流程图
水解后物料经过石墨换热器冷却至45-60℃，通过泵送入上片池，到达一定液位时将已经连接好真空管路的叶滤机落入上片池内，使得物料液位正好浸没叶滤机，开启真空阀门开始上片过程并同时均匀而连续的向上片池内部补充物料。物料在叶滤机滤片上逐渐形成滤饼，当滤饼达到一定厚度时，一般为25-35mm
名称 中文名称：二氧化钛 中文别名：二氧化钛，钛酐，氧化钛(IV) 白色固体或粉末状的两性氧化物。又称钛白。化学式TiO2，分子量79.9，熔点1830～1850℃，沸点2500～3000℃。自然界存在的二氧化钛有三种变体：金红石为四方晶体；锐钛矿为四方晶体；板钛矿为正交晶体。二氧化钛在水中的溶解度很小，只溶于氢氟酸和热浓硫酸。二氧化钛可由金红石用酸分解提取，或由四氯化钛分解得到。二氧化钛性质稳定，大量用作油漆中的白色颜料，它具有良好的遮盖能力，和铅白相似，但不像铅白会变黑；它又具有锌白一样的持久性。二氧化钛还用作搪瓷的消光剂，可以产生一种很光亮的、硬而耐酸的搪瓷釉罩面。 钛的氧化物——二氧化钛，是雪白的粉末，是最好的白色颜料，俗称钛白。以前，人们开采钛矿，主要目的便是为了获得二氧化钛。钛白的粘附力强，不易起化学变化，永远是雪白的。特别可贵的是钛白无毒。它的熔点很高，被用来制造耐火玻璃，釉料，珐琅、陶土、耐高温的实验器皿等。 二氧化钛是世界上最白的东西，l克二氧化钛可以把450多平方厘米的面积涂得雪白。它比常用的白颜料一—锌钡白还要白5倍，因此是调制白油漆的最好颜料。世界上用作颜料的二氧化钛，一年多到几
十万吨。二氧化钛可以加在纸里，使纸变白并且不透明，效果比其他物质大10倍，因此，钞票纸和美术品用纸就要加二氧化钛。此外，为了使塑料的颜色变浅，使人造丝光泽柔和，有时也要添加二氧化钛。在橡胶工业上，二氧化钛还被用作为白色橡胶的填料。是目前主要的光催化剂，在工业生产中，有着很重要的作用。 食品应用研究 金红石型二氧化钛代替目前允许使用的锐钛型二氧化钛的安全性。 二氧化钛(俗称钛白粉)是一种允许使用的食用色素，JECFA中没有规定ADI值。得出此项结论的依据是在大量的物种研究包括对人类的研究中，并没有发现二氧化钛被大量的吸收和组织的存积。在欧盟，二氧化钛(俗称钛白粉)作为允许的食用色素被列入欧共体94/36/条例的附录I中。生产出的二氧化钛有两种晶型结构——锐钛矿型和金红石型。在94/36/条例中规定二氧化钛仅允许使用锐钛型。而JECFA 规定允许使用两种形式。 金红石型和锐钛矿型两种晶型的二氧化钛(俗称钛白粉)具有相近的化学性质，但它们的晶型结构及光反射度是不同的。这两种形式的生物利用率本质上是相同的，近而毒理学数据适用于任何一种形式。这种型式的二氧化钛可能会代替锐钛矿二氧化钛应用于目前的各个使用领域。
钛白粉生产工艺 介绍钛白粉的生产工艺 钛白粉生产工艺钛白粉生产工艺 6.3.1 6.3.1 硫酸法钛白生产的工艺流程简述硫酸法生产钛白是成熟的生产方法，使用的原料为钛铁矿或钛渣。下面主要叙述以钛精矿为原料的生产方法。 A、工艺流程硫酸法生产钛白主要由下列几个工序组成：原矿准备；用硫酸分解精矿制取硫酸钛溶液；溶液净化除铁；由硫酸钛溶液水解析出偏钛酸；偏钛酸煅烧制得二氧化钛以及后处理工序等。 B、工艺流程简述（１）原矿准备按照酸解的工艺要求，用雷蒙磨磨矿，将钛精矿粉碎至一定的粒度。（２）硫酸钛溶液的制备钛液的制备实际上包括钛精矿的酸分解，固相物的浸取，还原等工艺步骤。酸分解作业是在耐酸瓷砖的酸解罐中进行的。将浓度为 92-94％的浓硫酸装入酸解罐中并通入压缩空气，在搅拌的情况下加入磨细的钛精矿。精矿与硫酸的混合物用蒸气加热以诱酸解主反应的进行，主反应结束后，让生成的固相物在酸解罐中熟化，使钛精矿进一步分解，分解后所得固相物基本上是由钛铁硫酸盐和一定数量的硫酸组成。固相物冷却到一定温度后，用水浸出，并用压缩空气搅拌，浸出完全以后，浸出溶液用铁屑还原，将溶液的硫酸高铁还原成硫酸亚铁。（３）钛液的净化钛液净化包括沉降、结晶、分离、过滤等工序。沉降是借助于重力作用，向钛液中加入沉降剂（主要絮凝剂是改性聚丙烯酰胺），除去钛液中的不溶性杂质和胶体颗粒，使钛液初步净化。冷冻结晶在冷冻锅中进行，主要利用硫酸亚铁的溶解度随着钛液温度降低而降低的性质。用冷冻盐水带走钛液热量，使其降至适当的温度，从而使大量的硫酸亚铁结晶析出。分离、过滤是由锥蓝离心机分离，抽滤及板框压滤三个工序构成。冷冻后的钛液经锥蓝离心机分离及抽滤池抽滤，得到初步净化的稀钛液，最后将稀钛液通过板框压滤，得到符合生产需要的清钛液。（４）钛液浓缩钛液浓缩采用连续式薄膜蒸发器，在减压真空的条件下蒸发掉钛液中的水份，以符合水解工序的需要。（５）水解水合二氧化钛是由钛的硫酸盐溶液热水解而生成的。为了促进热水解反应，并使得到的水合二氧化钛符合要求，一般采用引入晶种或自生晶种的方法。 1 （６）水洗及漂洗由于水解反应是在较高的酸度下进行的，因此大部分杂质磷酸盐仍以溶解状态留在母液中。水洗的任务是将水合二氧化钛与母液分离，再用水洗涤以除尽偏钛酸中所含可溶性杂质。经过水洗而仍
我国钛白粉产业现状及问题分析 一、中国钛白粉行业的总体状况 1. 行业总产能和总产量 由于近15年国家经济持续高速发展，导致钛白粉市场的同步增长，其结果是行业出现一系列的扩产项目和业外加盟项目，使钛白粉的产能和产量持续快速上升。 2. 产品结构明显优化 按照国际上颜料级钛白粉产品通行的结构比例，金红石型产品占85%?90% ，锐钛型产品只占10%?15%。金红石型钛白 粉用途最广，主要用于油漆/涂料、塑料、橡胶、油墨、装饰纸涂层等。而国际上锐钛型钛白粉只用于造纸（纸张纤维填充）、化 学纤维消光，及少量的内用场合。 上世纪50年代，我国钛白粉产品以非颜料级的搪瓷、焊条、陶瓷用为主，70年代逐渐向颜料级的锐钛型发展，90年代 以后，较高档次的金红石型产品开始出现于市场，且比例不断增加，近2年已接近于国际上比例水平。 3. 表观消费量 按照国际上通行概念，国内产量加上进口量，再除去出口量，即等于表观需求量（Apparent demand），其含义在于"表 观”（表面），不等于“已经”被消费，有些可能仍在流通途径或在仓库。 按照表4数据，2011年中国大陆的人均钛白粉占有量为 1.18kg，超过全球平均数（0.7?0.8kg）。2012年人均钛白粉消费 量为1.24 kg，2013年人均钛白粉消费量达到 1.29 kg，继续上升。 4. 主要生产商 2013年，我国正常生产的规模以上全流程型钛白粉生产商共48 家,工厂总数57个，其中实际产量在10万t以上的有5 家（四川龙蟒钛业、山东东佳、河南佰利联、中国蓝星化工和重组后的中核钛白），行业前15名厂商的实际产量均在5万t及以上。 5. 中国钛白粉生产企业的地区分布 2013年，我国正常生产的48家规模以上的全流程型钛白粉生产商的57个生产厂分布于17个省、市、自治区（上海、江苏、山东、浙江、安徽、江西、辽宁、黑龙江、河南、湖南、湖北、广东、广西、云南、四川、重庆、甘肃），其中四川省和广西区各有13个。四川省攀枝花市是我国钛白粉生产厂最集中的地级地区，2013年已投产的企业已达到10家。但2013年 7月，攀钢本部钛白粉厂已宣布永久关闭，现在攀枝花地区运行的钛白粉厂减至9家。 6. 关于钛白行业当前循环经济产业链状况 硫酸法钛白粉的最大弊端是“三废”排放量大，处理费用高，企业视此为沉重的“包袱”。如何将被动式变为主动式，发 展市场化商品链，是钛白粉企业长远健康发展的根本。当前，行业在“三废”的处理和综合利用上已获得许多成就，出现多种所谓“联产法”清洁生产模式，其无疑对该企业具有积极意义。但这些“联产法”产业链都具有浓厚的企业或该企业所在地区的产业特色，有较强的局限性，短期内很难向行业普及和推广。 钛白粉是种典型的“两高一资”类产业，生产过程中排出大量的酸性废气（汽）、废水和废渣，不但对环境造成很大的破坏，对生产企业也是很大的负担。 近年来，随着环保政策的完善和环保理念水平的提高，钛白粉企业的环保状况有明显改进，绝大多数企业都建有环保装置 并投入正常运行，实现废副达标排放。各企业因地制宜，创造出有鲜明企业或地区特色的所谓的清洁生产和循环经济产业链，
钛白粉厂认识实习报告 院系：班级: 姓名：学号： 地点：钛白粉厂时间： 一：钛白粉的性质和用途 钛白粉学名二氧化钛（TiO2），分子量: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：锐钛型（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，防止裂纹，防止紫外线和水分透过，延长漆膜寿命。塑料工业是钛白粉的第二大用户。在塑料中加入钛白粉，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，增强制品的机械强度，延长使用寿命。 造纸工业是钛白粉第三大用户。钛白粉作为纸张填料，主要用在高级纸张和薄型纸中。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，避免纤维在二氧化钛光催化的作用下降解，需进行表面处理。钛白粉在橡胶工业中既作为着色剂，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，且伸展率大及耐酸碱。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时，常加入一定量的金红石型产品，以增强其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，所以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、剃鬚膏和牙膏中往往也用钛白粉。 用钛白粉制得的瓷釉透明度强，具有质量轻、抗冲击力强、机械性能好、色彩鲜艳、不易污染等特点。 钛白粉制造方法也有两种：硫酸法(Sulphate Process)和氯化法(Chloride Process)。
食品级钛白粉研究报告公司标准化编码 [QQX96QT-XQQB89Q8-NQQJ6Q8-MQM9N]
食品级钛白粉分析报告 一、钛白市场分析及生产食品级钛白粉等特色产品的必要性 我国钛资源十分丰富，仅攀枝花地区钛资源拥有量就占全世界的35%。自1998年以来，我国钛白工业持续高速发展。1998年，国内总产能不足20万吨，2010年，国内总产能达130万吨，占世界钛白总产能的33%。但与国际先进产品相比，我国钛白产品只能属于中低档次，无法在高端领域参与竞争，市场价格也与国外高档产品有6000元／吨以上的差异。且近年来，我国钛白行业同质化、低水平、盲目扩大产能现象非常普遍，使原来就不合理的产品结构更加失衡，加上国家宏观政策调整和国际金融危机的影响，目前，国内中低档钛白产能已严重过剩。另一方面，随着国内经济的发展，国内汽车、建筑、航空航天、塑料、造纸、橡胶、油墨、化学纤维、电子电器、搪瓷、食品、化妆品、催化剂、风力发电和太阳能等领域，对钛白产品的品种结构和质量档次均提出了更高要求，国内钛白产品在品种结构和质量上都不能满足市场需求，国内高档钛白产品依然严重依赖进口。因此，依靠科技创新，调整产品结构，提升产品品质，利用国产中低档钛白产品，开发市场前景好、具有较高附加值的高档钛白产品，以替代进口产品，乃至进入国际市场，直接参与和国际企业的竞争，对使我国钛资源优势转化为产品优势和经济优势，使我国钛白产业维持健康稳定可持续发展具有重要意义。 世界钛白粉工业已有八十多年历史，低端产能过剩，高端产能供应不足成为目前我国钛白粉行业发展的格局，目前我国仍以高污染的硫酸法钛白粉为主，也有部分钛白粉企业建设氯化法钛白粉生产线，但所占市场份额不大。2013年起整个钛白粉行业低迷，这种情况一时难以改变，主要原因是下游产品市场疲软，特别是常规钛白粉品质雷同，市场竞争非常恶劣，部分钛白企业关停和并转，自2015年起已去掉10%的份额。当前行业产能过剩，竞争激烈，特别是通用型产品过剩严重，80%以上的企业生产成本与市场价格相差无几，较大的企业才能保持微利。虽然今年钛白疯狂10连涨，与环保督查加强、国家调控房产市场、国外关停一批企业等因素有关，但市场的疲软，特别是汽车、房产的过剩，好景并不长远，盲目跟风必会栽跟头。大型钛白企业有资金、市场、技术的优势，它在兼并、重组和技术进步的竞争道路上发展壮大，随着环保政策的收紧，加上去产能化的实施以及行业结构调整、企业兼并重组的逐步推进。产能在4万吨以下的企业，与大型钛白企业的竞争无优势，再生产常规产品将在未来必走向衰落，发展非常规产品，如食品级、化纤级、电子级、医药级、光
钛白粉基本概况 一、名词解释 钛白粉化学名称为二氧化钛（Titanium Dioxide），化学式为TiO2,是一种白色粉末状物，在一般情况下与大部分物质不发生反应。属于惰性颜料，被认为是目前世界上性能最好的一种白色颜料。 二、二氧化钛的结晶 1、在自然界中二氧化钛有三种结晶：板钛型、锐钛和金红石型。 2、钛白粉三种结晶的区别： A、板钛型由于其晶体结构不稳定，所以在自然界中不能长期稳定存在，所以量小不具有工业价值而未被使用。而金红石型更趋向稳定。 B、金红石与锐钛产品粒径分布存在差异：由于金红石型产品晶型更趋向六面体，比较锐钛更容易分散均匀，其所形成的团聚物更加均匀。粒径分布更为窄。 C、虽然金红石与锐钛硫酸法生产的工艺基本类似，但是具体参数存在很大的差别。 D、锐钛产品只能用硫酸法进行生产，但是金红石产品现在有硫酸法与氯化法两种。 E、最后才是包膜的区别：锐钛产品基本在煅烧结算，经过雷蒙磨破碎之后进行包装销售，而金红石产品为了更好的提高其分散，耐候等特性，在煅烧后使用氧化铝或者锆进行表面处理，帮随同时的还有进行部分的有机处理。 三、钛白粉的分类 钛白粉颜料共分两个类型(锐钛和金红石)，5个品种(A1，A2，R1，R2和R3)，其中： A1指未经无机表面包膜处理的锐钛型钛白粉，其TiO2含量不低于98%; A2指经过无机表面包膜处理的锐钛型钛白粉，其TiO2含量不低于92%; R1指TiO2含量不低于97%的金红石型钛白粉，通常不经过无机表面包膜处理或经过微量的无机包膜处理; R2指TiO2含量不低于90%的金红石型钛白粉，具有较理想的综合光学和应用性能，是用途最广的一类产品; R3指TiO2含量不低于80%的金红石型钛白粉，通常都经过高包覆量的Al2O3/SiO2包膜处理，包膜层呈疏松多孔状，具有高吸油量和低密度，适用于需要干遮盖的高颜料体积浓度（PVC）的平
金红石钛白工艺流程简图如下: 钛铁矿钛铁矿粉碎酸解沉降及泥浆处理 亚铁分离结晶 水解一次水洗漂白 表面处理中粉煅烧 干燥汽流粉碎 : 1、钛铁矿粉碎 拆包后得散装钛铁矿由自卸车运至原矿库,经铲车加料至斗式提升机,再经链式输送机送入磨前贮斗。经电子秤称重量后加入磨机,磨后料由循环风机送至分级机进行粗细分选,细度不合格得物料经返料链运机返回磨机重磨。细度合格矿粉随风进入旋风分离矿粉后进入循环风机,一部分热风回到磨前与热风炉供给得热风一起进磨供研磨与干燥,并把磨后物料带出磨机,一部分热风回到磨后作为输送得分级所需风量得补充。多余得含尘气体经布袋收尘器净化后由风机排空。 旋风与布袋收尘器得矿粉由链式输送机集中送入矿粉贮斗转由斗式提升机、链式输送机送至酸解得计量贮斗待用,或送入矿粉得缓冲贮仓贮存。 2、酸解泥浆处理: 由硫酸装置送来得95%(或91%)硫酸进入本工序设置得硫酸贮槽经计量加入到预混合槽,与来自原矿粉碎工段经计量后得钛精矿在预混合槽经搅拌充分混合,混合均匀后经分配器放入选定得酸解罐中。 用蒸汽加热引发酸解反应。酸解反应使钛铁矿中得大部分金属氧化物与硫酸发生反应,其中钛以硫酸氧钛得形式作为分解产物。酸解反应为放热反应,反应放出得热量使酸解罐中得物料温度迅速升高至180℃～200℃左右,温度得升高加速了酸解反应得进行。 酸解主反应完成后熟化一定时间,通过仪表计量加水浸取,浸取一段时间调整钛液中得三价钛离子含量及F值。浸取完成后得钛液用泵送到沉降工序。
酸解反应产生得酸解尾气中含有大量得水蒸气及微量得矿粉尘、二氧化硫、三氧化硫、硫酸雾等污染物质。通过管道将酸解尾气引至酸解罐主烟囱中,将水池中得碱性水通过水泵喷射进入酸解罐主烟囱,洗涤除去酸解尾气中得矿粉尘及二氧化硫等污染物质,并将酸解尾气冷却至50℃左右,洗涤后得酸解尾气通过酸解罐烟囱40米高点达标排放。洗涤废水设冷却塔循环使用,并用其中一部分输送酸解泥渣至污水处理场,分离部分未反应矿粉后进入污水处理场同其它酸性废水一并中与处理。 将改性好得絮凝剂加入到絮凝剂溶解槽,加水通过蒸汽加热使絮凝剂溶解,絮凝剂稀释到使用浓度后送入絮凝剂计量槽。 稀释后得絮凝剂按照一定得比例通过比值流量调节方式与酸解后得硫酸钛液一道加入沉降槽。在絮凝剂得絮凝作用下,钛液中未反应得钛矿与其它不溶性得杂质在沉降槽内以泥浆得形式沉降到沉降槽得底部。吸取沉降槽上部澄清合格得清钛液用泵送钛液热过滤工序进一步净化。 沉降槽底部得泥浆待积累到一定位置后用泵送到泥浆处理工序,泥浆在泥浆槽中通过蒸汽间接加热,加热后得泥浆用板框过滤,滤液返回到沉降槽,泥渣用压缩空气吹干,直接送泥渣场堆放。 3、过滤结晶分离: 由酸解沉降工序来得钛液加入助滤剂木屑粉或硅藻土,经混合均匀后泵送至钛液板框进行一次控制过滤,除去钛液中得杂质。除杂后得钛液进入真空结晶系统,亚铁结晶析出。达到放料终温后去圆盘分离机分离硫酸亚铁。亚铁去堆场进行包装,叉车送至亚铁库。滤液进入稀钛液贮槽再泵至以木炭为助滤层得板框压滤机中进行二次精过滤。 4.浓缩水解 合格得清钛液经泵送入钛液预热器,用蒸汽冷凝水预热后进入薄膜蒸发器,使之浓度提高至200 g/l,然后进入浓钛液贮槽。二次蒸汽同一次控制过滤得钛液换热后进气压式冷凝器,不凝性气体由水环泵排空。 浓钛液贮槽中得钛液由钛液泵送入浓钛液预热器,通过蒸汽盘管加热,预先制备好得外加晶种送入水解槽中,再将预热好得浓钛液放入水解槽中进入微压水解过程,然后经偏钛酸冷却器进入偏钛酸贮槽再由偏钛酸浆料泵送至水洗工段。5、一次水洗漂白二次水洗盐处理工序: 用隔膜压滤机进行水洗,水洗合格后,将滤饼卸至打浆槽,然后泵送至漂白罐。
塑料工业是钛白粉的第二大用户，是近几年增长最快的领域，年均增长率6%，全世界500余 个钛白粉牌号中，有50多个牌号是属于塑料专用的。钛白粉在塑料制品中的应用，除了利用 它的高遮盖力、高消色力及其他颜料性能外，它还能提高塑料制品的耐热、耐光、耐候性能， 使塑料制品免受UV光的侵袭，改善塑料制品的机械性能和电性能。由于塑料制品比油漆和油 墨的涂膜厚得多，因此它不需要太高的颜料体积浓度，加上它遮盖力高，着色力强，一般用量 只有3%~5%。几乎所有热固性和热塑性的塑料中都使用它，如聚烯烃类（主要是低密度的聚 乙烯）、聚苯乙烯、ABS、聚氯乙烯等，它既可以与树脂干粉混合，也可以与含增塑剂的液体 相混合，还有一些是把钛白粉先加工成色母粒后在使用。 大多数塑料用钛白粉粒径都较细，通常涂料用钛白粉的粒径为0.2~0.4μm，而塑料用钛白粉的 粒径为0.15~0.3μm，这样可以获得兰色底相，对大多数带黄相的树脂或易泛黄的树脂有遮蔽作用。 普通型塑料用钛白粉一般不经过表面处理，因为采用常规的水合氧化铝这类无机物包膜的钛白粉，在相对湿度60%时，其吸附平衡水在1%左右，当塑料在高温挤出加工时，水分蒸发会导 致光滑的塑料表面出现气孔，这种未经无机物包膜的钛白粉，一般都要经过有机表面处理（多 元醇、硅烷或硅氧烷），因为塑料用钛白粉与涂料用钛白粉不同，前者是在低极性的树脂中， 通过剪切力加工混合，有机表面处理后的钛白粉，在适当的机械剪切力下，就能比较好地分散。 随着塑料制品应用范围的不断扩大，许多外用塑料制品，如塑料门窗、建筑材料等室外用塑料 产品，对耐候性也有很高的要求，除了必须使用金红石钛白粉外，还需要进行表面处理，这种 表面处理一般不加锌，只加硅、铝、锆等。硅具有亲水去湿作用，可防止塑料高温挤出时因水 分蒸发而产生气孔，但这些表面处理剂的量一般不太多。 塑料的组成包括树脂、填料、增塑剂及其他助剂（如着色剂、防老剂、阻燃剂等），按产品加 工方式可分为塑料薄膜的挤出吹塑成型工艺、塑料板材的挤出成型工艺和塑料注射成型工艺， 例如： 塑料薄膜的挤出吹塑成型工艺： 树脂、填料、助剂制母粒配料（母粒加树脂）吹膜塑料薄膜 该工艺采用的主要设备有双辊开炼机、吹膜机等。 塑料注射成型工艺包括塑化、注射和模塑冷却三个阶段，常用设备有栓塞式注射机、螺杆式注 射机等。 塑料制品对钛白质量要求是： 1) 遮盖力：遮盖力好的钛白，生产出来的塑料制品更轻更薄； 2) 白度：决定浅色或白色塑料制品的外观； 3) 分散性：影响塑料制品生产成本，分散不好的钛白在塑料制品中会影响制品的光滑度和光亮度； 4) 耐候性：室外使用的塑料制品以及塑料门窗等必须保证钛白的耐候性能。 色母粒 塑料色母粒是一种高浓缩、高效能的颜色配置品，即颜料以超常浓度均匀分布在载体树脂中， 并形成一定粒径的颗粒。它主要由核心层（颜料）、偶联层（偶联剂或表面活性剂）、分散层（润滑剂或分散剂）、增混层（载体树脂）等组成，在塑料中作为染色剂使用，广泛用于吹膜、注塑、热压、注塑等塑料制品的生产，色母粒着色效果优越，使用方便，节约能源，使用时无
金红石钛白工艺流程简图如下： 钛铁矿钛铁矿粉碎酸解沉降及泥浆处理 亚铁分离结晶 水解一次水洗漂白 表面处理中粉煅烧盐处理 干燥汽流粉碎 工艺流程说明： 1. 钛铁矿粉碎 拆包后的散装钛铁矿由自卸车运至原矿库，经铲车加料至斗式提升机，再经链式输送机送入磨前贮斗。经电子秤称重量后加入磨机，磨后料由循环风机送至分级机进行粗细分选，细度不合格的物料经返料链运机返回磨机重磨。细度合格矿粉随风进入旋风分离矿粉后进入循环风机，一部分热风回到磨前与热风炉供给的热风一起进磨供研磨与干燥，并把磨后物料带出磨机，一部分热风回到磨后作为输送的分级所需风量的补充。多余的含尘气体经布袋收尘器净化后由风机排空。 旋风和布袋收尘器的矿粉由链式输送机集中送入矿粉贮斗转由斗式提升机、链式输送机送至酸解的计量贮斗待用，或送入矿粉的缓冲贮仓贮存。 2.酸解-泥浆处理： 由硫酸装置送来的95%（或91%）硫酸进入本工序设置的硫酸贮槽经计量加入到预混合槽，与来自原矿粉碎工段经计量后的钛精矿在预混合槽经搅拌充分混合，混合均匀后经分配器放入选定的酸解罐中。 用蒸汽加热引发酸解反应。酸解反应使钛铁矿中的大部分金属氧化物与硫酸发生反
应，其中钛以硫酸氧钛的形式作为分解产物。酸解反应为放热反应，反应放出的热量使酸解罐中的物料温度迅速升高至180℃～200℃左右，温度的升高加速了酸解反应的进行。 酸解主反应完成后熟化一定时间，通过仪表计量加水浸取，浸取一段时间调整钛液中的三价钛离子含量及F值。浸取完成后的钛液用泵送到沉降工序。 酸解反应产生的酸解尾气中含有大量的水蒸气及微量的矿粉尘、二氧化硫、三氧化硫、硫酸雾等污染物质。通过管道将酸解尾气引至酸解罐主烟囱中，将水池中的碱性水通过水泵喷射进入酸解罐主烟囱，洗涤除去酸解尾气中的矿粉尘及二氧化硫等污染物质，并将酸解尾气冷却至50℃左右，洗涤后的酸解尾气通过酸解罐烟囱40米高点达标排放。洗涤废水设冷却塔循环使用，并用其中一部分输送酸解泥渣至污水处理场，分离部分未反应矿粉后进入污水处理场同其它酸性废水一并中和处理。 将改性好的絮凝剂加入到絮凝剂溶解槽，加水通过蒸汽加热使絮凝剂溶解，絮凝剂稀释到使用浓度后送入絮凝剂计量槽。 稀释后的絮凝剂按照一定的比例通过比值流量调节方式与酸解后的硫酸钛液一道加入沉降槽。在絮凝剂的絮凝作用下，钛液中未反应的钛矿和其它不溶性的杂质在沉降槽内以泥浆的形式沉降到沉降槽的底部。吸取沉降槽上部澄清合格的清钛液用泵送钛液热过滤工序进一步净化。 沉降槽底部的泥浆待积累到一定位置后用泵送到泥浆处理工序，泥浆在泥浆槽中通过蒸汽间接加热，加热后的泥浆用板框过滤，滤液返回到沉降槽，泥渣用压缩空气吹干，直接送泥渣场堆放。 3.过滤-结晶-分离： 由酸解-沉降工序来的钛液加入助滤剂木屑粉或硅藻土，经混合均匀后泵送至钛液板框进行一次控制过滤，除去钛液中的杂质。除杂后的钛液进入真空结晶系统，亚铁结晶析出。达到放料终温后去圆盘分离机分离硫酸亚铁。亚铁去堆场进行包装，叉车送至亚铁库。滤液进入稀钛液贮槽再泵至以木炭为助滤层的板框压滤机中进行二次精过滤。 4．浓缩-水解 合格的清钛液经泵送入钛液预热器，用蒸汽冷凝水预热后进入薄膜蒸发器，使之浓度提高至200 g/l，然后进入浓钛液贮槽。二次蒸汽同一次控制过滤的钛液换热后进气压式冷凝器，不凝性气体由水环泵排空。
钛白粉的指标 1、含量 锐钛型≧98% 金红石型≧92% 2、白度 白度标注大都采用和标样进行比较或采用L、a、b表示。几乎所有的应用行业都要求良好的白度。钛白粉的杂质和粒子对白度有显着的影响。 CIE（commission internationals de eclairage）是国际照明协会的简称CIE制定了L*，a*和b*值来测量色值，这种测量方法称为CIELAB。L*代表着明度，从明亮(此时L*=100)到黑暗(此时L*=0)之间变化。A*值表示颜色从绿色(-a*)到红色(+a*)之间变化，而b*值表示颜色从黄色(+b*)到蓝色(-b*)之间变化。 影响白度的主要因素：良好的粒径分布是产品白度色相稳定的基本条件。它包括两个方面:1)适中的力度大小，一般情况下颜料粒径的直径为可见光的波长的一半时，可以达到最好的白度，即0.15-0.35um 2）集中的力度范围，颜料颗粒直径的分布范围要小。 表示在图像上就是要窄。 3、消色力 钛白粉与其他颜料混合后显示他本身颜色的能力，一般是同标样比较或用雷诺数来表示：和标样比较的是相对消色力。雷诺数是利用色差计（CR-300色差仪）测得各个光学数据后计算而得。雷诺数没有国标，一般金红石≧1700,1900左右的产品才是好产品。 （越大越好） ※消色力是侧面反映遮盖力的高低； ※消色力的高低，会影响到肉眼对色相的判断； ※对消色力的判断，相对消色力受底相影响较大； ※中高PVC涂料配方中，填料(体质颜料)用量较大，细粒径填料使二氧化钛分布更均匀； 大粒径填料使二氧化钛聚集，降低了二氧化钛的遮盖力。 4、吸油量 100g钛白粉达到完全润湿时需要用油的最低量。溶剂涂料和粉末涂料、橡胶、油墨等要求吸油量低，高PVC的涂料比较喜欢高吸油量的产品； ※吸油量的高低会影响到在同样的使用量下，使用体系的黏度； ※吸油量会影响到在油性介质里的分散性。 一般要求金红石≤20 ，锐钛≤30 5、105 ℃挥发份 ※指的是在105℃下，产品中可以挥发掉的成分，主要是水分； 一般要求≤0.5 ※较多的挥发份可以导致产品在储存过程中团聚、结块，颜料指标下降； ※较多的挥发分可以导致产品在高温（塑料、型材、色母粒等）使用时产生气孔、起泡等现象； ※挥发分高会导致使塑料制品，尤其是吹膜、拉膜制品表面形成孔洞 6、水溶性盐 ※产品中含有可以溶于水的成分的含量； 一般要求≤0.5 ※水溶性盐高会导致涂料发胀、胶凝、起碱等现象，会导致绝缘性材料的绝缘性差； ※水溶性盐高也会导致电泳漆在涂敷过程中的电导性太好而使得涂膜不均或出现气孔等；※水溶性盐高也会导致涂料的耐冲刷性下降。 7、ph值
钛白粉行业分析 一、钛白粉概述 1、钛白粉描述 钛白粉学名为二氧化钛。它有金红石型和锐钛型二种结构。 钛白粉的制备主要原料：钛矿石。 2、制造工艺 钛白粉既可用钛铁矿、金红石制取，也可用钛渣制取。钛白粉生产工艺有两种：即硫酸盐工艺和氯化物工艺,硫酸盐法的技术比氯化物法简单，可以用品位低和比较便宜的矿物。目前世界上约有47%产能采用硫酸盐工艺，53%产能为氯化物工艺。我国目前大多数企业采用硫酸盐法生产。 两种制法中最为突出的差别就是白度，氯化法制出的几乎不含铁离子，白度通常很好，硫酸法就参差不齐，通常较好的硫酸法生产的钛白粉也达不到任何一个氯化法生产的白度。其次就是细度和分散性，氯化法的粒子分布均匀，细度较细，分散力普遍好。 3、钛白粉的用途 二氧化钛(或称钛白粉)广泛用于各类结构表面涂料、纸张涂层和填料、塑料及弹性体，其它用途还包括陶瓷、玻璃、催化剂、涂布织物、印刷油墨、屋顶铺粒和焊剂。据统计，2006年全球二氧化钛需求达460万吨，其中涂料行业占58%、塑料行业占23%、造纸10%、其他9%。 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。 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。 用钛白粉制得的瓷釉透明度强，具有质量小、抗冲击力强、机械性能好、色彩鲜艳、不易污染等特点。 4、钛白粉生产原料概况 钛白粉生产需要钛矿等资源。解决原料长期稳定地供应，是我国钛白粉工业发展的
基础。近几年在经济高速发展等因素的刺激下，我国钛白粉产业出现了超过两位数的市场需求增幅，原料供应紧张的局面不但没有缓解，而且越来越严重。我国钛精矿储量主要集中在四川、广西、云南等地，矿石二氧化钛的含量较低，且矿区选矿企业数量众多、规模偏小。钛精矿供应能力的增长一直落后于国内钛白粉生产企业产能的扩张。此前，一些钛白粉生产企业从国外进口原料。但近年以来，作为我国钛矿主要进口国之一的越南，将钛矿列入其希望保留用于国内生产的原料名单之中，大幅减少对中国的出口，使我国钛白粉生产企业的原料紧张状况加剧。 根据《2009年关税实施方案》中国从2009年1月1日起将进一步调整进出口关税税则。就钛白粉而言，其主要原料，钛精矿、高钛渣和硫酸出现在了调整行列之中。根据方案，2009年高钛渣（二氧化钛质量分数大于70％的）进口由原来的最惠国税率%继续下调为0，硫酸由原来的最惠国税率%下调为0，与此同时，钛矿砂及其精矿出口2009年的暂定关税上调为10%。 新的关税方案实施后，国内钛精矿出口将受到限制，而硫酸、高钛渣进口应有所增长。对于国内原料供应企业而言，资源量的增长意味着竞争的加剧，尤其在当前产品消费需求疲软的时期，国内价格或将因此下滑。对于使用其作为原料的钛白粉行业而言，原料价格下降直观来看无疑是利好的，成本的下降为销售压力巨大而价格已降至成本线的企业又提供了一线价格操作余地，企业利润空间有所增加。
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。 国内外钛矿资源的90％以上用于生产钛白，钛白的生产工艺流程，主要有先进的氯化法和传统的硫酸法，其生产工艺及优缺点比较见表5。 §1.3国际 世界上在1824年就开始了钛白粉的制备和性能研究,在1916年于挪威建成了年产1000t 含25%二氧化钛的复合颜料厂,1918年美国钛颜料公司成立(后为国家铅业公司兼并)并开始了钛白粉的工业化生产.1923年法国采用稀释法晶种进行水解,生产出了含96%~99%二氧化钛的颜料钛白粉(锐钛),1925年美国国家铅业公司开始生产纯二氧化钛.(锐钛).1930年麦克伦堡采用外加碱中和晶种法对水解制钛白粉工
很多的人都有一种错觉，觉得钛白粉是一种无机化合物，是一种化学工业用品，是不可以用在化妆品的制造中的，但是其实事实并不是这样的，钛白粉是一种环保无毒的白色颜料，具有很强的遮盖力以及白度、亮度，在化妆品行业中是经常可以用到的，对人体没有危害。那钛白粉都用在了哪些化妆品中呢？我们一起阅读本文了解一下吧。 （钛白粉-图例） 【钛白粉出现在了哪些化妆品中】 正如大家所熟知的一样钛白粉可以分为金红石钛白粉和锐钛钛白粉，钛白粉的化学名称是二氧化钛，在很多的行业都可以发现它的存在。就比如在化妆品行业吧，可能很多人都不知道你几乎每天都在使用者钛白粉，夏天用的防晒护肤品或是清洁类的痱子粉、爽身粉中有它；化妆用的粉饼、香粉中有它；就连涂指甲的指甲油中都有钛白粉的存在；还有我们用的唇膏、护唇油脂、唇线笔、眼影粉、眼影膏等也离不开它；最后就是在睫毛膏以及睫毛乳液中也同样有着不可替代的地位。 看到了这些大家一定会大吃一惊，一个我们很少提及的钛白粉却是已经走进了我们生活的方方面面，然而他的应用还远远不止这些，也希望您可以从不同的渠道去多了解一些。 【钛粉和钛白粉一样吗】 钛粉和钛白粉在我们的生活中具有广泛的用途，钛白粉是一种性能优良的白色颜料。很多人会有疑惑，
钛粉和钛白粉是一样的吗？ 钛粉和钛白粉是不一样的，钛粉为粉末状金属钛，钛白粉为粉末状二氧化钛。钛粉和氢化钛粉属于同类。钛粉呈银灰色不规则状粉末，纯度95%-99.4%之间，吸气能力较大，高温条件下易燃。钛白粉主要成分为二氧化钛(TiO2)的白色颜料。学名为二氧化钛，分子式为TiO2是一种多晶化合物，其质点呈规则排列，具有格子构造。钛白粉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。 【钛白粉主要用途】 对于非专业人士来讲，对钛白粉产品并不是十分的了解，但是毋庸置疑的是，钛白粉用途十分的广泛，得到了不同行业专业人士的好评，下面迈图厂家工作人员来向大家介绍钛白粉用途，来让您更好的了解我们这个行业。 钛白粉用途十分的广泛，而且它也是现在公认为目前世界上最好的一种白色颜料，因此它被应用地涂料、造纸、化纤、橡胶等行业当中；此外由于钛白粉具有其比较优越的耐候热，化学稳定性，因此也被广泛的应用于医药，食品等行业当中。 钛白粉主要用途是是涂料行业，它的色彩鲜艳，遮盖能力高，着色能力强，因此可以对介质的稳定起到一定的保护作用，还可以有效的防止裂纹、防止紫外线的性能，从而延长漆膜寿命。
国内外钛白粉的牌 集团文件版本号：（M928-T898-M248-WU2669-I2896-DQ586-M1988）
国内外钛白粉(TiO2)公司主要产品牌号 一、国外公司 1、杜邦公司 R706、R900、R90 2、R931、R960、R102、R10 3、R10 4、R105 2、美礼联公司 RCL575、RCL595、RCL568、RCL696、RCL128、RCL188、RCL69、RL90 3、科美基公司涂料、油墨用：CR800、CR822、CR828、CR826 塑料用：CR826、CR834 4、美国亨兹曼公司 TR92、R-XL、TR28、RFC- 5、RTC-30、A-HRF、APP-2、RHD-2 5、NL化学品公司 2190、2130、2220、1074、TR93 6、日本石原公司锐钛：A-100 金红石：R-930、CR60-2、CR90、R980 7、科米拉公司常规钛白粉：Kemira405、Kemira650、Kemira660、KemiraAFDC、KemiraAN、KemiraRD3、KemiraRDE2、KemiraRDI-S 超细钛白粉品牌：UV-TITANL530、UV-TITANL531 8、萨其宾公司硫酸法生产：R210、R611、R320、HombitanLW-S、HombitanLW-S-U、HombitanLW-S-U-HD、HombitanLO-CR-S-M、HombitanLC-S 9、科斯特-国民二氧化钛有限公司采用科美基技术，氯化法工艺，表面经氧化锆/氧化铝处理而成。产品： Cristal128、Cristal122、Cristal134
钛白粉的外形就是一些白色粉末，可是大家不要小看这些白色粉末，它对工业发展以及我们的日常生活有着非常重要的作用。钛白粉的生产工艺是非常重要的一步，主要就是偏钛酸的漂白及漂洗，而偏钛酸漂白的方法可以分为锌漂和三价钛漂，都是用化学方法进行漂白。具体的过程以及发生的一系列的化学反应，让我们一起来跟随迈图化学厂家的工作人员看一下： （钛白粉-图例） 【钛白粉生产工艺之偏钛酸的漂白及漂洗】 钛白粉偏钛酸的漂白及漂洗是非常重要的一步： 偏钛酸漂白的原理： 经水洗的偏钛酸中的铁杂质是以三价铁离子水解生成的极为细小的固体氢氧化铁的形式存在的。漂白就是先将固体氢氧化铁转化为可溶性的硫酸盐，然后用化学活泼性强的金属或金属离子将其还原为低价的硫酸盐，最终通过水洗进一步除去。发生的化学反应是氢氧化铁大量转化为硫酸铁，硫酸高铁在还原剂的作用下被还原成硫酸亚铁。 2Fe(OH)3＋3H2SO4＝Fe2(SO4)3＋6H2O 偏钛酸漂白的方法： Fe2(SO4)3＋Zn＝ZnSO4
Fe3+＋Ti3+＝Fe2+＋Ti4+ 偏钛酸漂白的方法按漂白时使用的不同的还原剂可分为以下两种： 1.锌漂：用锌粉作还原剂的漂白方法叫锌漂。还原反应如下： 2Fe3+＋Zn0＝2Fe2+＋Zn2+ 2.三价钛漂：用三价钛离子作还原剂的漂白方法叫三价钛漂。还原反应如下： Fe3+＋Ti3+＝Fe2+＋Ti4+三价钛漂白和锌漂相比，前者具有硫酸用量少、还原剂用量少、操作温 度低、漂白时间短，无残留物污染等优点，所以三价钛漂白是目前最佳的漂白方法。 3.偏钛酸漂洗： 偏钛酸漂白后的漂洗与前章所述水洗过程相同，一般采用真空叶滤机或转鼓真空过滤机。为了防止物料重新被污染，洗涤用水需经净化处理，至少应经过砂滤以除去固体杂质，如能用电渗析水或去离子水，效果更好。由于物料本身含铁量较低，水洗时间比第一次水洗短，一般不超过10小时。水洗后，物料含铁量应低于0.003％（以TiO2计）。 锌漂漂白容易使氧化锌混入成品，氧化锌是一种很强的金红石型化促进剂，但也有副作用。某些不允许含氧化锌的产品就不宜用锌漂，另外，锌漂过程为液固反应，还原剂渗入偏钛酸颗粒内部需要较长时间，效果较差，故已逐步为三价钛盐漂白所代替。
钛白粉的构成类型及性质指标工业上使用的国产钛白粉有两种类型，一种是锐钛型(Anatase)，简称A型;另一种是金红石型(Rutile)，简称R型。 影响国产钛白粉质量及应用效果的因素有很多，工业上常用以下这几个指标来衡量国产钛白粉性质：白度、折射率、遮盖力、消色力、光泽度、吸油量、耐候性、分散性等。 1.涂料行业理想国产钛白粉特征 用国产钛白粉制造的涂料，因为锐钛型晶体结构不如金红石型致密，折射率低于金红石型，因而其遮盖力和消色力比金红石型低20-30%，耐久性也远 不如金红石型，故涂料工业主要用的是金红石型国产钛白粉。而锐钛型国产钛白粉易粉化、易泛黄，一般只用于室内涂料或底漆，其用量只占涂料所用国产钛白 粉的30%。 ①白度：国产钛白粉白度，会直接影响涂膜的外观。 2.塑料行业理想国产钛白粉特征 ①消色力强：消色力决定相同塑料制品颜色使用的钛白量，消色力强则添加量低，相比于使用消色力差、添加量高的国产钛白粉，更有可能降低生产成本。 ②白度：决定钛白含量相同的浅色(白色)塑料制品的外观，可根据塑料制品 的外观要求合理选择不同白度的钛白。 ③分散性高：塑料制品中的颜填料添加量越大，树脂比例越小时，塑料制品的强度便越高、生产成本越低，但同时各组分间的相容性和润滑性便越差;这就
容易导致塑料制品表面粗糙及色泽不均匀。选用分散性好的国产钛白粉可以降低生产成本，提高制品的光滑度和光泽度。 ④遮盖力强：遮盖力好的钛白，生产出来的塑料制品更轻更薄。 ⑤耐温耐候性好：塑料制品生产加工过程一般都需要在高温熔融状态下进行，这就要求所用国产钛白粉具有较好的耐温耐候性，否则会造成颜料迁移和产生气孔，影响塑料制品的表面质量和物理强度。另外，室外使用的塑料制品以及塑料门窗等须具备抗紫外线性能，需要保证国产钛白粉的耐光耐候性。 ⑥干粉流动性强：塑料制品生产加工过程大多为流水线操作，若干粉流动性差，就会在传输带上滞留或堵塞筛孔，影响塑料制品质量。 3.油墨行业理想国产钛白粉特征 在油墨生产中，不同类型的油墨产品对国产钛白粉具体的质量要求是不同的，但因金红石型国产钛白粉比锐钛型国产钛白粉的遮盖力好，所以在油墨生产中一般都用金红石型国产钛白粉。 ①白度好：白度好的国产钛白粉制成的油墨耐久不泛黄，能使印品的颜色在各种环境下保持明亮鲜艳。 ②良好消色需要使用白墨打底，然后在进行彩色印刷。这便需要国产钛白粉具有良好的着色力和遮盖力，否则效果会很差。 ③折射率高：国产钛白粉的折射率越高，上色力越强，油墨遮盖力也会越强。 ④颗粒大小适宜且均匀：国产钛白粉粒子的巨细应控制在0.2~0.4μm，即相当于可见光波长1/2左右，才可以获得高散射能力，使其颜色显得更白。当粒径小于0.1μm时，晶体是通明的，若粒径超越0.5μm，就会降低颜料对 光的散射能力，影响油墨的白度。 ⑤良好耐光耐候性：若是长期放置户外的印刷品，需保证国产钛白粉具有良好的耐光耐候性，否则油墨会变黄和粉化。 ⑥耐热性好：对于烘烤型印铁油墨，印刷过程烘烤温度达到180°左右，时间长达2个小时。这样的印刷条件要求油墨中的国产钛白粉具有优良的耐热性， 否则白墨在高温下会变黄，失去光泽，甚至会使印刷品报废。 ⑦良好抗乳化性和憎水性：在胶印油墨的印刷过程中，通常胶版印刷时依据“油水相斥”的原理来完成印刷过程的。因此胶印油墨国产钛白粉要具有良好的抗乳化性和憎水性。 ⑧吸油量：随着印刷速度和技术的提升，需要降低粘度的油墨，国产钛白粉的吸油量成为关键。在色浓度不变的情况下尽量调低吸油量，有利于提高粘度油墨的配制。