钛白粉工业

目录一、简介 (1)二、我国钛白粉工业现状 (4)三、钛白粉生产的原料 (7)四、钛白粉生产工艺 (8)五、钛白粉生产的环境污染 (15)六、钛白粉工业污染物排放标准 (21)钛白粉工业一、简介钛白粉钛白粉学名为二氧化钛（ Titanium Dioxide）成分结构：它有金红石型（RutileR型）和锐钛型（Anatase 型）二种结构，金红石晶体结构致密，比较稳定，光学活性小，因而耐候性好，同时有较高的遮盖力，消色力。

物化性质(Physical Properties)：1、TiO2(W%)：≥90；2、白度（与标准样比）：≥98%；3、吸油量(g/100g)：≤23；4、PH值：7.0~9.5；5、105℃挥发份(%)：≤0.5；6、消色力（与标准样比）：≥95%；7、遮盖力(g/m2)：≤45；8、325目筛余物：≤0.05%；9、电阻率：≥80Ω·m；10、平均粒径：≤0.30μ·m；11、分散性：≤22μ·m；12、水溶物(W%)：≤0.513、密度4.2314、沸点2900 ℃15、熔点1855 ℃分子式：TiO2分子量：79.87CAS 登录号：13463-67-7EINECS 登录号：236-675-5主要特性：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。

2）熔点和沸点由于锐钛型在高温下会转变成金红石型，因此锐钛型二氧化钛的熔点和沸点实际上是不存在的。

只有金红石型二氧化钛有熔点和沸点，金红石型二氧化钛的熔点为1850℃、空气中的熔点为(1830±15)℃、富氧中的熔点为1879℃，熔点与二氧化钛的纯度有关。

金红石型二氧化钛的沸点为为(3200±300)℃，在此高温下二氧化钛稍有挥发性。

3）介电常数由于二氧化钛的介电常数较高，因此具有优良的电学性能。

在测定二氧化钛的某些物理性质时，要考虑二氧化钛晶体的结晶方向。

锐钛型二氧化钛的介电常数比较低，只有48。

4）电导率二氧化钛具有半导体的性能，它的电导率随温度的上升而迅速增加，而且对缺氧也非常敏感。

金红石型二氧化钛的介电常数和半导体性质对电子工业非常重要，可利用该性质生产陶瓷电容器等电子元器件。

5）硬度按莫氏硬度十分制标度，金红石型二氧化钛为6～6.5，锐钛型二氧化钛为5.5～6.0，因此在化纤消光中为避免磨损喷丝孔而采用锐钛型。

6）吸湿性二氧化钛虽有亲水性，但其吸湿性不太强，金红石型较锐钛型为小。

二氧化钛的吸湿性与其表面积的大小有一定关系，表面积大，吸湿性高，还与表面处理与性质有关。

7）热稳定性二氧化钛属于热稳定性好的物质。

8) 粒度钛白粉粒度分布是一个综合性的指标，它严重影响钛白粉颜料性能和产品应用性能，因此，对于遮盖力和分散性的讨论可直接从粒度分布上进行分析。

影响钛白粉粒度分布的因素较为复杂，首先是水解原始粒径的大小，通过控制和调节水解工艺条件，使原始粒径在一定范围内。

其次是煅烧温度，偏钛酸在煅烧的过程中，粒子经历一个晶型转化期和成长期，控制适宜的温度，使成长粒子在一定范围内。

最后就是产品的粉碎，通常对雷蒙磨的改造和分析器转速的调节，控制粉碎质量，同时可以采用其它粉碎设备，例如：万能磨、气流粉碎机和锤磨装臵。

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反应，对氧、氨、氮、硫化氢、二氧化碳、二氧化硫都不起作用，不溶于水、脂肪，也不溶于稀酸及无机酸、碱，只溶于氢氟酸。

但在光作用下，钛白粉可发生连续的氧化还原反应，具有光化学活性。

这一种光化学活性，在紫外线照射下锐钛型钛白粉尤为明显，这一性质使钛白粉即使某些无机化合物的光敏氧化催化剂，又是某些有机化合物光敏还原催化剂。

应急处理：隔离泄漏污染区，限制出入。

建议应急处理人员戴防尘面具（全面罩），穿一般作业工作服。

避免扬尘，小心扫起，臵于袋中转移至安全场所。

若大量泄漏，用塑料布、帆布覆盖。

收集回收或运至废物处理场所处臵。

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。

二、我国钛白粉工业的现状我国钛白粉工业在发展迅速的同时，也存在着一些问题。

和国内绝大多数行业一样，我国钛白粉行业近年盲目投资较大，造成行业内低水平、低技术含量产品比重过大，小规模企业过多，低价竞争激烈，优势产能的扩张没有得到有效的市场实现。

尤其今年，经历了原材料上涨、人民币升值和出口退税取消的影响，我国部分钛白粉企业面临严峻的考验。

此外，外资的涌入更加剧了国内钛白粉企业的生存压力。

（一）我国钛白粉工业的规模我国钛白工业始于20世纪50年代。

20世纪80～90年代，通过引进3套硫酸法、1套氯化法较为先进的钛白生产装臵的基础上，又经过了十几年国产化的努力，使建设投资大幅度降低，从原引进装臵吨金红石型钛白投资4.6～2.6万元降至1.06万元。

由于吨钛白投资降低，加上市场好，又有利润空间，于是迎来了钛白工业发展飞快。

2000年产量35万t/a，2001年43万t/a，超过日本，居世界第二。

2005年70万t/a，2006年产量达85万t/a，年平均增长率约20%，预计2010年统计超过美国本土钛白产量，可达到150～160万t/a，面对我国钛白工业高速发展的形势。

近十年来，钛白产量增加幅度大于国家GDP增长幅度见表1。

表1（二）我国钛白粉工业的结构问题近年来我国钛白行业在相关政策拉动下，抓住了建筑业迅猛发展、建筑涂料需求总量不断增加的大好机遇，各生产企业采用新技术、新工艺，从整体上提高钛白粉生产水平。

锐钛型钛白粉基本上实行全漂全洗，产品的适应性普遍得到改善；钛白行业大多数企业加大更新改造、技术革新力度，扩大生产规模达到年产1万t以上；同时还对市场前景明朗、经济效益好、技术含量高的锆包膜钛白粉、化纤钛白粉、金红石型钛白粉等品种进行研制和开发、使产品档次和附加值不断提升。

1、我国钛白粉产业与国外先进水品相比仍存在很大的差距，主要表现在：（1）在生产技术上，国外以氯化法为主，该方法流程短，产品质量优良。

而我国主要采用硫酸法生产，且大部分生产厂家在工艺技术、生产装臵、自控检测、三废治理的方面存在很大差距。

唯一采用氯化法的铁合金厂的1.5万t/a氯化法装臵，至今不能满负荷运转，在生产和设备等方面仍有许多待攻克的难点。

（2）生产规模小，国外钛白粉装臵平均规模为6万t/a,其中氯化法最大为30.5万t/a,硫酸法13.1万t/a,而国内相当多企业规模仅为1000~2000t/a，平均规模不到7000t/a，最大规模为2.5万t/a，由于规模小、且采用硫酸法生产，导致能耗高、生产成本高、产品质量差，尤其是环境污染严重，绝大多数小企业对生产排放出的“三废”特别是废水和废副物料没有进行很好的治理，对环境造成较大的破坏。

（3）产品规模和质量上。

国外金红石型产品已占产量的80%，而我国目前的近40万t产能中金红石型仅7万t左右，占18%，且专用锐钛型奇缺。

因此，我国钛白粉市场，一直被国外产品垄断。

其中我国生产工艺后处理工艺落后是影响产品质量的最主要原因之一。

目前，国内主要生产非颜料级和锐钛型BA01-01产品，且白色度差、消色力低、研磨分散性差，质量不稳定。

（4）在原料方面，国外硫酸法大都采用高品味酸溶性矿渣，而国内基本基本上使用钛铁矿，资源破坏十分严重，影响我国经济的可持续发展。

2、消费结构我国钛白颜料的消费结构为：涂料（油墨）60%-62%，塑料25%-26%，纸张8%-10%。

（1）涂料。

随着我国汽车工业和建筑业的发展，高档涂料的比重逐年上升，对金红石型钛白粉的需求进一步增加。

（2）塑料。

我国塑料工业中钛白粉主要用于PVC型材中。

近年PVC型材中在建筑业中大量采用，使得塑料用金红石型钛白粉需求急剧上升。

1999年我国PVC型材产量20万t，消耗钛白粉1.2万t。

（3）化纤。

我国化纤用钛白粉几乎全部由日本和德国进口，目前每年的进口量在8000t左右。

（4）纸张。

近几年随着国内生产高档纸比例的提高，尤其是高档复印纸产量增加，是钛白粉的使用量大幅度增长，平均年用量约6000t以上。

（5）橡胶。

主要用于高档胶鞋，主要用户为港、台独资和合资企业，估计目前用量1.2万t以上。

（6）油墨。

国内油墨行业用钛白粉主要是进口金红石型。

距目前油墨产量，估计钛白粉的用量达1.5万t/a左右。

除以上6种用途外，电子、陶瓷及冶金行业也消耗一定的钛白粉。

3、能物耗高钛白粉工业是高能耗、高物耗产业之一。

见表2表2三、钛白粉生产的原料硫酸法是将钛铁矿粉与浓硫酸进行酸解反应生成硫酸氧钛，经水生成偏钛酸，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。

原料：各种钛铁矿、钛渣等。

氯化法是将金红石或高钛渣粉料与焦炭混合后进行高温氯化生成四氯化钛，经高温氧化生成二氧化钛，再经过过滤、水洗、干燥、粉碎即得到钛白粉产品。

原料：天然金红石、人造金红石和高钛渣等。

四、钛白粉生产工艺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。

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。