氯化法钛白粉的无机表面处理

氯化法钛白粉无机表面处理及影响因素钛白粉具有优异的光散射能力、高消色力和遮盖力等性能，但也存在着与生俱来的缺陷，其中最突出的是光化学活性，在有水分的情况下经日光照射（主要是近紫外光谱域），其晶格上的氧离子会失去两个电子变为氧原子,这种新生态氧具有极强的活性，造成涂膜中的有机物质氧化，使高分子有机物发生断链、降解，最终使涂膜粉化、失光、泛黄、变色，导致耐候性降低。

其次，无论是通过硫酸法的水解和煅烧工艺，还是氯化法气相氧化工艺生产出来的二氧化钛都存在着一些晶格缺陷，即肖特基缺陷，其粒子表面上存在着许多光活化点，在一些微量杂质如10 -6～10 -3的 F e、Cr、V等存在的情况下，会加速其光化学反应，从而引发自由基键反应而破坏涂膜等有机介质。

另外，二氧化钛本质上是亲水憎油性物质，表面带负电荷，在有机介质中的分散性很差，会使涂料产生浮色、发花、絮凝和沉淀，这就给它在漆料中的应用造成很大困难。

因此必须通过表面处理堵塞其光活化点，隔绝二氧化钛与光（U V）的直接接触，改善T iO 2粒子的表面化学性质，提高其应用性能。

1表面处理的作用从光学效果来看，T iO 2的粒径应控制在0.2～0.3μm为最佳，在此粒径范围内颜料对可见光具有最大的散射力，可以获得最高的遮盖力、消色力和纯正的白度。

但是这样小的粒径具有很大的比表面积，更易发生光化学反应，使颜料的抗粉化性较差。

通过表面处理不仅解决了小粒径与抗粉化性的矛盾，而且发挥了小粒径卓越的光学性质和颜料性能优势。

就氯化法生产的钛白粉而言，从氧化工序得到的二氧化钛吸附有少量的Cl 2、T iCl 4、T iO Cl 2、AlCl 3等杂质，在与有机漆料混合后，会导致漆料高分子部分生成有色物质，致使白度下降，同时被涂覆的底板也会产生腐蚀作用，而通过表面处理可将杂质除去，这也是不经表面处理的氯化法二氧化钛粗品不能直接使用的原因之一。

近年来，开发高光泽、高耐候性、高分散性的优质多功能型钛白粉成为国内外二氧化钛工业发展的新趋向，而表面处理的基本目的就是提高二氧化钛颜料的耐候性、分散性和保色性，这正是任何一种优异的颜料不可缺少的基本性能。

氯化法钛白粉生产工艺氯化法钛白粉是由一种无机化学材料生产的白色粉末状物质，主要用于橡胶、塑料及涂料的生产。

氯化法钛白粉的生产主要是通过氯化硅和碳酸钙的反应制备得到的，其制备过程包括原料处理、氯源的熔盐吸收、脱气、钛白夹砂的制备、分离、烘干、成品的筛选与包装等几个主要部分。

第一步，原料处理：首先采用自动称量设备，将氯化硅和碳酸钙称量混合一种比例，然后放置在研磨机，进行均质化研磨混合，费时约一小时；若期望获取更高品质的钛白夹砂，也可从氯化钛的硫酸盐前驱体中加入油脂、表面活性剂等，进行混合和研磨，这一步研磨亦可使钛白夹砂容易分离，从而节省大量生产成本。

第二步，氯源的熔盐吸收：混合物放在熔盐锅中，加入生产用氯源，将氯源熔融，用搅拌棒搅拌使混合物完全溶解，使溶液吸收有机剂，熔液接受脱气处理。

第三步，钛白夹砂的制备：将接受脱气处理的熔液倒入干燥桶，均匀的混合，使混合液中的溶质有机物完全漂白，脱气，该混合液即为钛白夹砂，放入搅拌锅中，搅拌约半小时，使钛白粉的粒度尽可能的均匀一致，从而增加钛白的细度。

第四步，分离：使用细度分级分离器，将钛白夹砂分离为两种尺寸，其中一种更粗，用于生产紫外线涂料；另一种白色鲜粉可用于涂料、橡胶、塑料等行业。

第五步，烘干：将分离出来的钛白粉放入烘干机，由热机製冷器对其进行热风烘干，以脱去其余水分，确保其质量。

第六步，成品的筛选与包装：将烘干后的钛白粉分别放入筛分机，筛分其中的粒度大小，去除杂质，同时亦可进行熔点或水溶性仪器分析筛分，将其符合技术要求的成品包装起来，以及标记对应信息，以便日后质量追溯和查询。

以上，为氯化法钛白粉的生产工艺，其中所涉及的原料、处理工艺、分离技术、烘干过程及筛选包装技术等流程均要求精确、科学。

其精确的操作，有效的节约成本，安全可靠，后续技术支持成为氯化法钛白粉生产的关键部分。

氯化法钛白粉表面处理研究摘要：钛白粉广泛应用于涂料、塑料、纸张等行业。

然而，钛白粉的表面性质对其应用性能有着重要影响。

本文以氯化法钛白粉为研究对象，详细介绍了氯化法生产钛白粉的无机表面处理工艺，并对影响氯化法生产钛白粉表面处理效果的主要因素进行分析。

关键词：钛白粉；氯化法；表面处理；影响因素在氯化法生产钛白粉的过程中，主要包括有氯化工序、氧化工序和表面后处理工序。

氯化工序是对原料进行氯化制得一种硅酸盐还原物，其中以高纯硅酸盐为原料。

氧化工序是将高纯硅与氧化镁进行熔融共沉淀得到二氧化钛；再加入稀土盐进行碱电解获得硫酸银；然后进一步加入磷酸溶液以生成磷酸三钙；最后经过高温锻烧得到氯化钛。

在应用氯化法时，技术人员需要严格控制生产过程，降低表面处理缺陷，以此提高钛白粉生产质量。

1、氯化法钛白粉表面处理概述钛白粉的制备方法主要包括硫酸法、氯化法、硫酸-氯化法等。

其中，氯化法是一种常用的制备方法，具有成本低、产量高等优点。

二氧化钛表面处理目的是改善二氧化钛的性能，使其更适用于各种应用领域。

通过多种表面处理方法，在二氧化钛的表面制备一种或几种无机化合物或有机化合物的包覆层。

在二氧化钛的表面处理中，对产品的最终性能起着直接决定作用的是包膜的种类、均匀性和致密性。

包膜的种类可以根据不同的应用需求选择，常见的包膜材料包括无机物如硅酸盐、氧化铝等。

通过以上这些包膜材料的应用，可以改变二氧化钛的表面性质，从而提高其耐候性、抗氧化性、抗紫外线性能等。

2、表面处理方法主要通过等电点理论和稳定理论来可以改善二氧化钛的性能。

等电点理论是指通过调节溶液的pH值，使二氧化钛表面带电荷中性，从而提高其稳定性和吸附性能。

稳定理论是指通过在二氧化钛表面形成稳定的化学键或物理吸附层，来改善其光催化、光电化学和抗菌性能。

对钛白粉进行表面处理按其特性可分为：一是无机表面处理，它是指使用无机化合物作为表面处理剂，如硅酸盐、磷酸盐等，通过湿法处理来改善钛白粉的表面性质。

钛白粉无机表面处理工艺及影响因素简述袁秀香;景建林【摘要】论述了钛白粉无机表面处理的过程工艺,重点讨论了二氧化钛浆料分散状态、pH值、中和沉淀动力学因素、熟化时间等对无机包膜质量的影响,外延了无机表面处理与产品质量影响关系.【期刊名称】《四川冶金》【年(卷),期】2014(036)001【总页数】5页(P55-59)【关键词】钛白粉;硫酸法;无机表面处理【作者】袁秀香;景建林【作者单位】攀钢集团钛白产品应用研究中心,重庆 400045;攀钢集团钛白产品应用研究中心,重庆 400045【正文语种】中文【中图分类】TQ6201 引言TiO2作为重要的白色颜料，其无机包膜特性和包膜工艺直接影响到它的白度、色调、光泽、消色力、分散性、遮盖力和耐久性等一系列的应用性能［1］。

要使钛白粉具备满意的应用性能，除调整和改进钛白生产的前期工艺外，还必须在生产过程后期进行表面处理。

所谓表面处理就是用无机物或有机物在颜料粒子表面包覆或包膜一层或多层“包覆层”或“包膜层”，从而改善颜料的表面性能。

TiO2的表面处理，从所用处理剂方面看，分为无机处理剂和有机处理剂两大类型。

在无机处理剂中，工业上经济实用的处理剂主要有铝、硅、锆和钛四种［2－4］，其中钛是作为 TiO2基体和外层其它处理（包膜）剂（层）之间的过渡性物质（层）被应用的，通常文献中并不特别指明，通过物理或化学方法都很难进行分析和鉴别。

无机处理剂虽然类型少，但处理工艺千变万化，对颜料产品的应用性能影响最大。

所以无机处理历来是表面处理的重点［5］。

同样是二氧化硅膜和氧化铝膜却也有疏松多孔型和致密型两种形态，这两种不同的形态最终导致了产品应用性能的巨大差异。

包覆效果受到各方面因素的影响，主要体现在:处理剂种类、离子强度、pH值、温度、混合程度、加料方式等方面。

因此通过对这些因素的研究可以为工业生产提供理论的指导，并可根据客户对产品的要求来改变某些生产条件，获得更大的经济效益。

了解钛白粉无机包覆改性方法及工艺无机包覆改性是钛白粉生产过程中非常紧要的后处理工序之一，在钛白粉表面包覆Si、Al、Zr、Ce、Ti及Zn等水合氧化物，使其表面与介质间形成一道屏障，可降低光催化活性，加强钛白粉耐候性、分散性、抗粉化性等应用特性。

1、钛白粉无机包覆改性方法依据包覆气氛差异，钛白粉无机包覆可分为干法和湿法，其中湿法又包括煮沸法、中和法、碳化法。

（1）干法干法包覆是通过气流载带作用，采纳喷雾法使一种金属卤化物吸附于钛白粉颗粒表面，在过热蒸汽等含水条件下水解，或在氧化条件下焙烧氧化。

该工艺流程短，设备成本低，易于连续自动化操作。

但其颗粒生长速度快，过程掌控难，产品稳定性差，限制了其应用。

（2）煮沸法在强加热条件下，包覆剂水解，沉积于钛白粉颗粒表面，形成包覆层。

该工艺过程掌控难，水解不完全，适应性差。

（3）中和法采纳酸碱中和，在二氧化钛颗粒表面持续反应成膜。

包括加碱中和沉淀酸性包覆、加酸中和沉淀碱性包覆、酸性及碱性包覆剂共沉淀。

（4）碳化法将CO2气体通入含有包覆剂的碱性钛白粉悬浮液中，使包覆剂在二氧化钛颗粒表面缓慢沉淀成膜。

该工艺应用于Si—Al复合包覆，成膜更均匀，产品光稳定性强。

2、钛白粉无机包覆改性工艺依据包覆层成分差异，钛白粉无机包覆可分为单元无机包覆和多元无机包覆。

（1）Al2O3包覆将钛白粉制浆分散，以NaAlO2或Al2（SO4）3为包膜剂，Al2O3包覆量为钛白粉质量的1%—5%，采纳并流法，掌控反应pH及温度，包膜时间为1—5h，熟化2h，得到钛白粉包覆产品。

（2）SiO2包覆以Na2SiO3为包覆剂，采纳并流法，维持pH为8—l0，包覆温度为80—100oC，熟化1—3h。

（3）ZrO2包覆以Zr（SO4）2或ZrOCl2为包膜剂，维持pH为9—10，包覆温度为50—70℃，包膜时间为1—5h，熟化1—3h。

（4）SiO2—Al2O3包覆曹洪清等采纳一次共沉淀包覆，以硅酸钠为硅源，以氯化铝及偏铝酸钠为酸、碱性沉淀剂，得到了高分散、高耐候钛白粉产品。

钛白粉生产工艺钛白粉是一种重要的白色无机颜料，广泛应用于涂料、塑料、纸张、橡胶等工业领域。

其生产工艺主要分为硫酸法和氯化法两种。

硫酸法是目前最常用的生产工艺，其主要步骤如下：1. 原料准备：选择高品质的钛矿石，经过磨碎和筛分得到所需粒度的矿粉，同时准备硫酸等辅助原料。

2. 酸浸：将矿粉与稀硫酸溶液进行反应，产生钛酸和硫化物等中间产物。

此步骤一般在高温和高压下进行，以提高反应速率和产率。

3. 分离：将反应混合物过滤，得到钛酸晶体。

此时，需要对得到的钛酸进行洗涤和分级处理，以去除杂质。

4. 焙烧：将钛酸晶体置于高温下，进行焙烧处理。

通过调整温度和时间，可以控制颗粒的晶型和粒度。

5. 空气浮选：将焙烧后的产品进行空气浮选，通过对颗粒进行分级处理，得到所需的粒度和白度。

6. 表面处理：将空气浮选后得到的钛白粉进行表面处理，以提高其分散性和润湿性。

氯化法是另一种常用的钛白粉生产工艺，其主要步骤如下：1. 氯化：将矿石煅烧，产生钛矿石的氯化物。

通过与氯气的反应，得到氯化钛。

2. 分解：将氯化钛与氧化钾或氢氧化钠等反应，产生钛酸盐。

此步骤一般在高温下进行。

3. 分离：将反应混合物过滤，得到钛酸盐晶体。

此时，需要对得到的钛酸盐进行洗涤和分级处理，以去除杂质。

4. 焙烧：将钛酸盐晶体置于高温下，进行焙烧处理。

通过调整温度和时间，可以控制颗粒的晶型和粒度。

5. 空气浮选：将焙烧后的产品进行空气浮选，通过对颗粒进行分级处理，得到所需的粒度和白度。

6. 表面处理：将空气浮选后得到的钛白粉进行表面处理，以提高其分散性和润湿性。

两种工艺都有其优缺点。

硫酸法相对成熟且生产成本较低，但对环境污染较大。

氯化法的环境污染较少，但生产成本较高。

考虑到环境保护和资源利用的需求，未来趋势是逐渐减少硫酸法的应用，推广氯化法。

总的来说，钛白粉生产工艺包括原料准备、反应处理、分离、焙烧、空气浮选和表面处理等步骤。

随着科技的进步和环境保护意识的增强，不断提升工艺技术和环保水平，将有助于钛白粉行业的可持续发展。

钛白粉生产工艺技术——后处理世上无难事，只要肯攀登钛白粉生产工艺技术——后处理无论从硫酸法锻烧，还是从氯化法氧化之后所产生的钛白粉是十分纯的产品，但作为颜料填料并不使用这种产品，通常根据不同的市场用途如涂料、塑料和造纸需进行后处理。

其目的是改善其应用性能，如提高钛白粉的耐候性；提高钛白粉在不同介质溶剂、塑料、水溶性乳胶中的分散性；提高钛白粉润湿性；提高遮盖力及光泽。

后处理主要有湿磨、无机包膜、洗涤、干燥、气流磨及有机包膜和产品包装等工序。

为提高钛白粉的耐候性，进行无机包膜的目的是屏蔽紫外光，阻止其钛白粉的光催化活性，因此有必要了解光催化原理。

1. Ti02 的光催化性质无论硫酸法还是氯化法，在二氧化钛晶体形成和生长过程中，均存在晶格缺陷（肖特基缺陷，Schottky Defect,“氧缺陷”）。

由于二氧化钛这些晶格缺陷，使其表面上存在许多光活化点，在紫外光(UV)的作用下，发生如下光催化反应，如图1 所示。

第一步，二氧化钛颗粒吸收紫外光，在其颗粒中发生电荷分离，在导带的负电荷电子e-和在价带的正电荷空穴P+形成激发态。

[next] 正是由于Ti02 具有的这一特殊的光催化特质，使钛白粉作为颜料在塑料、涂料等的应用中加速老化。

所以，除在晶体形成和生长过程中采取措施弥补和减少其晶格缺陷外，必须对其进行后无机物包膜处理，以屏蔽紫外光造成的光催化作用。

此处有必要说明的是，锐态型二氧化钛因结构与金红石二氧化钛结构的差异，其表面的光活化点更多，光催化作用更强；加之，又没有进行包膜处理，无论用在涂料还是塑料上乃为不明智之举（至于遮盖力、资源浪费等，此处不作一一赘述）。

2.湿磨为从硫酸法生产中经转窑煅烧获得的Ti02 或从。

氯化法钛白粉的生产工艺探究发布时间：2023-03-07T02:43:58.798Z 来源：《中国科技信息》2022年19期10月作者：郑华平[导读] 二氧化钛是目前最好的、不可替代的白色无机化学颜料。

二氧化钛的主要原料是钛郑华平江苏镇钛化工有限公司江苏镇江 212000摘要：二氧化钛是目前最好的、不可替代的白色无机化学颜料。

二氧化钛的主要原料是钛。

我国钛资源十分丰富。

但由于我国钛白粉产业起步较晚，与国外同类企业的生产工艺、技术、设备、质量等方面存在一定差距，因此在出口和环境治理方面还存在一定困难。

因此，在我国大力推广钛白粉生产新技术是时代发展的必然趋势。

目前，钛白粉的生产工艺主要有氯化法和硫酸法两种。

因此，本文主要对氯化钛白粉的生产工艺进行具体研究。

关键词：氯化法；钛白粉；生产工艺；探究氯化钛白粉的生产过程具有连续性、全自动化的特点。

与氯化法相比，氯化法制得的二氧化钛具有较好的光敏性和化学性能，并且获取的品质很高。

生产成本明显低于硫酸法并且由于废物排放少可以实现无害排放。

1钛白粉生产现状我国当前工业上生产钛白粉主要有硫酸法和氯化法两种方式。

但是由于硫酸工艺三废排放较多并且环境污染严重，产品质量不高，所以硫酸法使用并不普遍。

由于全球环境法律法规的日益标准化,氯化法废物排放少，具有环保的特点，所以自1990年代以来，许多在海外投资建设的钛白粉生产设施主要采用氯化法生产钛白粉。

近年来，钛白粉企业由于国家环保政策的收紧导致了其环境治理成本需求和限制增加。

另外，硫酸法制取的钛白粉在功能和实际应用都不能满足商品市场的需求。

因此大力发展和推广使用氯化法制取钛白粉是我国化工创新、产业发展不断现代化的必然结果。

需要注意的是氯化法制取过程中会产生氯气（或液氯）。

这种副产物具有剧毒和腐蚀性，会导致工作过程充满隐患，易燃易爆，因此生产人员必须严格遵守操作规程按步骤进行。

因此，相关人员需要认真学习如何规避氯化法生产钛白粉产生的风险。

钛白粉生产工艺氯化法钛白粉的生产工艺过程氯化法对于硫酸法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。

而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。

氯化法对于硫酸法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基本原因。

但是氯化法“三废”少主要取决于它的原料，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或钛渣工艺的高，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，在氯化过程中会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。

二氧化钛的氯化反应是一个可逆的吸热反应，而且必须有还原剂的存在下才能进行，否则温度高达1800℃也无法氯化，反应式如下：TiO2+C+Cl2→TiCl4+CO(CO2)从上式可以看出反应的副产物不仅有CO，也可能有CO2，一般反应温度在700℃以上，以生成CO 为主，反应温度在700℃以下，以生成CO2为主，因此测定炉气中的CO/CO2比值，可以掌握炉内的氯化状况。

过去那种老式的固定床氯化法，现在已被沸腾化炉取代，固定床需要事先把金红石矿与石油焦按一定比例(钛渣：石油焦:沥青=7:2:1)混捏制团焦化，不利于连续化、自动化操作。

（一）二氧化钛的制浆、分散、湿磨和分级氯化法氧化工序的半成品粒度已经很细，不需要进行前粉碎。

硫酸法经回转窑煅烧后的产品首先要经过磨细才能充分发挥湿磨机的作用。

国内几家大的硫酸法钛白粉厂前粉碎基本上都是采用雷蒙磨来实现的（见表1）。

国产的雷蒙磨在质量和使用寿命上远远赶不上进口雷蒙磨，其使用10年以上仍然完好。

配备有自动控制的DCS控制系统，以提高研磨效率。

磨细的物料通常由螺旋计量器加到制浆罐中。

制浆用脱盐水作稀释剂，进行充分搅拌，固相浓度（质量）25%-30％。

制浆的同时加人分散剂，调整pH值至9-12可达到最佳分散效果。

此时要求体积电阻率不低于20000Ω·cm,若有可能可用黏度计检测，到黏度最低时为最好，以便湿磨效果充分发挥。

分散剂的种类很多，通常分为有机分散剂、无机分散剂。

有机分散剂主要是烷醇胺类和多元醇（即常用的有三乙醇胺）、二异丙醇胺、山梨糖醇、甘露糖醇等；无机分散剂主要是六偏磷酸钠、焦磷酸钠、碳酸钠、碳酸二氢铵、偏硅酸钠等。

通常使用六偏磷酸钠和偏硅酸钠最多。

六偏磷酸钠对微细分散体中的固体粒子有很强的分散作用，因为它是一种直链的多磷酸盐玻璃体，其中n为20-100能与分散介质中钙、镁、亚铁等金属离子生成可溶性的配位化合物，起到遮蔽多价阳离子，防止这些带正电荷的离子与带负电荷的二氧化钛产生电中和而凝聚在一起，其分子结构式如下。

氯化法钛白浆料pH值为2. 3左右，呈酸性。

大多数工厂都采用偏硅酸钠作分散剂调整pH值达到9-11，以达到最佳分散效果。

作分散剂的偏硅酸钠又是包硅膜的一部分，在定量加人后，尚未达到最佳pH值时，可以加人离子膜碱液协助调整pH值到达终点。

近几年，国内金红石型钛白粉产品的产量和产能扩大，进入市场后的信息反馈使生产厂家逐渐认识到，分散单元在后处理中是非常重要的工序，分散的好坏直接影响到湿磨后浆料分级的效果，特别是影响包膜的质量。

分散不好，再好的包膜配方也不能生产出满足用户要求和使用性能优良的产品，所以分散的作用应该引起人们充分重视。

了成熟应用的先例，而国外普遍采取的快速流化床氯化技术在国内仍处于探索试验阶段。

快速流化床氯化技术以沸腾层所氯化为主，以沸腾氯化炉为主要氯化设备，是将细颗粒状的高钛原料与固体还原剂混合，在高温作用下呈流态状，与氯气发生反应进而得到四氯化钛。

而钛白粉氯化工艺的第一步便是将高钛渣和金红石等原料投入沸腾炉，投入前应将高钛渣和金红石等原料磨成细小颗粒状加大反应面积，便于加热至流化状态以提高反应效率，并配以一定比例的固体还原剂相融合，一般选取石油焦。

与此同时氯气由沸腾氯化炉底部的对应进气口快速通入，进行连续的高温氯化反应，整个过程中沸腾氯化炉的整体温度要稳定在1000℃。

氯气氧化得到的四氯化钛混合物以及镁、钒、铁等金属的氧化物，通过分级冷分离出铁的二价氯化物和三价氯化物，通过冷凝得到含三氯化钒和四氯化硅的四氯化钛混合物，通过过滤、除钒、精馏等提纯操作，最终得到高纯度的四氯化钛。

1.2 氧化工艺将预热好的氧气通过对应进气口通入反应炉内，并加入氧化催化剂，与经过氯化工艺得到的高纯度四氯化钛进行氧化反应，氧化过程中反应炉的温度不低于800℃。

四氯化钛通过与氧气的高温氧化反应，生成二氧化钛和高温氯气，呈现形式则是高温氯气流中悬浮着细小颗粒状的二氧化钛。

接下来通过对氯气的冷却处理分离二氧化钛，具体操作是将高温氯气流冷却至700℃，随后通入管路后冷却至200℃，通过风机进行脱氯，分离固体的二氧化钛后由布袋收集，随后采取进一步的处理措施。

1.3 后处理工艺前面氯化工艺和氧化工艺是为了得到高纯度的二氧化钛原料，只有经过诸多环节的工艺处理，二氧化钛原料才能成为工业生产所需要的钛白粉，因此后处理工艺的各个环节直接决定了钛白粉成品的质量好坏。

(1)打浆与研磨。

打浆：经过旋螺风机分离氯气后的二氧化钛打入打浆槽内，先加入分散剂，后加入脱盐水，二者加入顺序不得颠倒，且计量需要通过计算并严格把控，随后启动打浆槽进行打浆，打浆完成后的浆液采取进一步的处理措施。

钛白粉三种生产工艺介绍及定性比较0 前言钛(Titanium)：元素符号Ti，原子序数22，原子量47．88，在元素周期表中位于第4周期ⅣB族。

钛是地壳中分布最广和丰度高(6320×10-6)的元素之一，占地壳质量的0．61％列居第9位；而钛资源则仅次于铁、铝、镁而列居第4位，是制取钛渣、人造金红石、钛白、海绵钛、钛金属及钛材、焊条涂料的重要原料。

由于金属钛呈银白色，具有熔点高(1 727℃)、比重轻(4．5)、机械强度高(5)、耐低温(超低温下电阻率几乎为0)、耐磨蚀、线钛塑性良好(能薄壁化使用)、不易氧化、还原性强等特点；钛的氧化物——二氧化钛(钛白粉)，具有无毒、良好的物理化学稳定性(1 000℃煅烧后不熔于任何酸和碱)、折射指数高(2．55～2．70)，以及很强的白度、着色力(雷诺值1150～1950)、遮盖力(40～50g／m2)、耐温性、抗粉化等特征，被称为“颜料之王”。

，钛白不仅是性能优异的白色颜料，而且是重要的化工原料。

它广泛用于涂料、油墨、塑料、橡胶、造纸和化纤工业。

钛白涂料，色彩鲜艳，色调纯正；钛白是纸张的高级填料，使纸张薄而不透明，白度高，光泽好，强度大和光滑好用。

钛白用于塑料工业，是不透明的着色剂；用于橡胶工业，使白色和浅色橡胶强度高，伸展率大，耐老化和不易褪色。

它也是化学纤维的最佳消光材料，使透明的化纤具永久性消光效果，并可提高韧性。

此外，还用于搪瓷、电器、电子原料等等方面。

钛白的生产工艺根据采用的原料工艺路线可分为硫酸法和氯化法、盐酸法。

1 钛白生产工艺介绍1．1硫酸法工艺硫酸法生产涂料级钛白要经过五大步骤：原矿准备；钛的硫酸盐制备；水合二氧化钛制备；水合二氧化钛煅烧；二氧化钛后处理。

包括环节如下：干燥、磁选与磨砂、酸解、净化、浓缩、晶种与水解、水洗、漂白与漂后水洗、盐处理、煅烧、二氧化钛打浆分散分级、无机表面处理、水洗、干燥、气流粉碎和有机处理、包装、废副产品的回收、处理和利用。

锐钛型钛白粉应用性能改性简介简介锐钛型钛白粉是一种由钛矿石经过还原氧化、氯化法制得的无机白色颜料，因其高白度、优良的物理化学性能和广泛的应用领域而被广泛运用。

在钛白粉的应用中，通常需要对其进行改性，以提高其使用性能。

本文将介绍锐钛型钛白粉的应用性能改性方式，并对改性后的效果进行评价。

改性方式表面处理锐钛型钛白粉的表面处理主要采用硅烷偶联剂和有机硅树脂等材料进行覆盖处理，以增加其与有机物的亲和力，并提高其分散性和耐水性等性能。

硅烷偶联剂可以降低钛白粉的表面能，使其易于与有机物相容，并增强其粘接力。

有机硅树脂则可以形成网状结构，增加氢键键强度，提高其耐水性和总体性能。

氧化处理氧化处理是将钛白粉暴露在含氧气的低温高湿度环境中，进行水氧化处理，增加其表面氢氧基含量和表面羧基含量，使其表面变得更加亲水，提高其分散性、润湿性和耐沉降性等。

氧化处理方法简单，成本低，但也存在氢氧基亲水性容易降低、涂层物表面易见氧化色斑、氧化膜易剥落等问题。

改性效果评价覆盖处理通过对锐钛型钛白粉进行硅烷偶联剂和有机硅树脂等物质的表面处理，可以显著提高钛白粉与有机物的相容性和粘接性，使其极易均匀分散于有机基质中，同时缩小其粒径分布（最大粒径降低至1~2 μm左右）。

此外，所添加的表面活性偶联剂和有机硅树脂也能够提高涂层物表面的光泽度和耐水性。

氧化处理与表面处理相比，氧化处理所得到的锐钛型钛白粉具有更好的分散性和流动性，但其光泽度和耐候性等性能略低于表面处理所得。

它常常被作为高折射率的填料粉末使用，被广泛应用于起笔粉、印刷油墨、橡皮制品、高级涂料和金属彩色漆等。

结论锐钛型钛白粉因其高白度和优良的物理化学性能而成为涂料、塑料、橡胶、纸张等行业中不可缺少的材料，对其进行改性能够进一步提升其应用性能，提高其市场竞争力。

通过对其表面处理和氧化处理的研究可知，各种处理方法均各有利弊，在具体应用时应据情选择适当的改性方式，以获得最佳的效果。

氯化法钛白粉包膜工艺及影响因素的分析一、概述钛白粉广泛用于涂料,塑料等行业,金红石型(R型)钛白粉具有比锐钛型(A型)钛白粉更好的耐候性,抗粉化性,在建筑户外涂料,汽车涂料,卷钢涂料,塑钢门窗等行业获得了更广泛的应用。

但未经表面处理的R型钛白粉颗粒表面因水汽和氧气的存在，其化学性活泼，在各种体系中实际使用时具有促进在其颗粒周围基料（树脂）的降解的负面作用，同时没有包膜的钛白粉是亲水性的氧化物，它在一些介质中的分散性很差，如不进行包膜处理，很难在基料中使用。

因此必须在钛白粉颗粒表面进行无机包覆处理，经表面处理后在其颗粒表面形成连续包覆的硅，铝，锆等氧化物，使其在粒度分布，晶型，杂技含量，着色力合理的基础上达到（1）提高在介质中的研磨分散性。

（2）提高消色力和遮盖力（3）在户外使用时，提高耐候性等目的。

二、包膜前各工序的作用和条件分析包膜前的预处理主要包括：分散，砂磨，分级等几道工序。

1浆料的分散①分散：颜料在介质中的易分散程度和分散体系中的分散稳定性称为分散性。

粉末状的物质颗粒往往是凝聚状态存在的，因此，即使原级粒度符合要求的钛白粉，其分散性也往往并不理想。

凝聚后的粉末物料很难分开，这样就对颜料的消色力、遮盖力和涂层的光泽度等产生影响，当颜料的分散性好时，制成漆膜表面平整、光滑、光反射均匀，感光性能好，反之则表面粗糙，光呈现出漫反射，相互干扰抵消，这时光泽度则大大下降。

②分散剂常用的分散剂有无机分散剂和有机分散剂两种，常用的无机分散剂有金属的盐类和氢氧化物，如氢氧化钠、硅酸钠，六偏磷酸钠，磷酸三钠，常用的有机分散剂有烷胺类，如季戊四醇、三乙醇胺、三羟甲基乙烷、有机硅等。

③分散的条件Tio2在水中的浆料分散程度的好坏与下列因素有关。

a.浆液PH值的影响：通过实验可知，一般情况下，浆料在PH值﹤2时分散性很好，随着PH值的上升会逐渐发生凝聚，PH＝5－8凝聚现象最严重，PH值﹥8时又会重新分散，在P H﹥11时重新凝聚，因此，PH值＝8.5－11较为理想。

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。

doi：10.3969/j.issn.1004-275X.2019.07.022浅析氯化钛白粉生产及三废处理赵波，刘红星（龙蟒佰利联集团股份有限公司，河南焦作454191）摘要：随着我国科技水平的不断提高，而对于氯化钛白粉的生产方式也已经发生重大的改变，目前生产的氯化钛白粉自动化的能力较强，而对于三废的排出量较少，并且取得了产品质量的优等奖。

以下对氯化钛白粉生产的主要方式进行阐述，并且对减少三废排出量的处理方法进行叙述。

关键词：生产方式；三废处理；氯化钛白粉中图分类号：TQ621文献标志码：A文章编号：1004-275X（2019）07-050-02Production of Chlorinated Titanium Dioxide and Treatment of Three Wastes wereAnalyzedZhao Bo，Liu Hongxing(Lomon Billions Group Co.,Ltd.,Jiaozuo，He’nan454191)Abstract:With the continuous improvement of China’s scientific and technological level,the pro-duction mode of chlorinated titanium dioxide has also undergone major changes,the current production of chlorinated titanium dioxide automation capacity is strong,and the discharge of three wastes is less,and has won the excellent prize of product quality.The main production methods of chlorinated titanium diox-ide are described below,and the treatment methods to reduce the discharge of three wastes are described.Key words:mode of production；three waste treatment；chlorinated titanium dioxide当前氯化钛白粉的生产主要有两种方式，其中一种是硫酸法，但是硫酸法这一生产方式的过程是比较繁琐和复杂的，并且得出来的氯化钛白粉的质量低。

专利名称：一种提高氯化法钛白粉耐候性的方法
专利类型：发明专利
发明人：陈建立,李瑞瑞,冯亚阳,王永珊,石强强,曹青喜,王莉萍,赵丁,王欢欢,张健
申请号：CN201910238128.4
申请日：20190327
公开号：CN109824083A
公开日：
20190531
专利内容由知识产权出版社提供
摘要：本发明属于钛白粉制备技术领域，公开了一种提高氯化法钛白粉耐候性的方法，包括以下步骤：1）将氯化法钛白粉基料进行打浆，打浆温度为50‑100℃，打浆过程中加入Al固定剂，制得浓度为300‑800g/L的料浆，调节料浆的pH为3.0‑11.2；2）在40‑90℃的温度下，对步骤1）得到的料浆均化4‑6h；3）将步骤2）所得料浆进行研磨分级，控制钛白粉粒径为0.28‑0.40μm；4）将步骤3）得到的料浆进行无机包膜；5）将步骤4）所得料浆进行洗涤净化，干燥，粉碎，得到钛白粉成品。

本发明方法增加了钛白粉基料的稳定性，弥补了因后期无机膜层的缺陷导致产品耐候性差，从而提高产品整体耐候性。

申请人：河南佰利联新材料有限公司
地址：454000 河南省焦作市中站区焦克路1669号
国籍：CN
代理机构：焦作市科彤知识产权代理事务所(普通合伙)
代理人：聂智良
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立志当早，存高远
与钛白粉硫酸法生产技术相比，氯化法赢在哪里？
目前来看，钛白粉可是市场中的宠儿，连续涨涨不说，还带动了下游产品钛白粉被广泛应用于涂料、塑料、造纸、印刷油墨、化纤、橡胶、陶瓷、化妆品、食品等工业价格的涨涨。

其生产工艺主要分为硫酸法和氯化法两种。

一直以来，氯化法生产技术要比
硫酸法生产技术高级很多，国内大企业做宣传时，常常以能够采用氯化法生产钛白粉引以为豪。

那么与钛白粉硫酸法生产技术相比，氯化法赢在哪里?
1 硫酸法钛白粉生产工艺
硫酸法钛白粉生产工艺主要是以钛铁矿为原料，用硫酸分解成TiOSO4 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FeSO4- 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 氯化法钛白粉生产工艺
氯化法是用含钛的原料，如天然金红石、人造金红石、钛铁矿或氯化高钛渣
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。

氯化法钛白粉主要有3 大工艺过程描述如下：(1) 氯化工序：采用加碳氯化工艺将原料中的钛元素转化成粗TiCl4; 氯化工艺可以是沸腾氯化，也可以是熔盐氯化，粗TiCl4 经过提纯制取纯精TiCl4。