氯化法钛白开题报告

氯化法钛白粉无机表面处理及影响因素（一）戚蓉（攀钢集团锦州钛业有限公司，辽宁锦州 121005 ）摘要：介绍了钛白粉无机表面处理的原因、机理及相关工艺，并结合氯化法钛白生产分析了影响无机表面处理及产品质量的主要因素。

关键词：无机表面处理；氯化法；影响因素0 前言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 iO2 的粒径应控制在 0.2 ～0.3 μ m 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。

钛白粉氯化法过程钛白粉是一种广泛应用于涂料、塑料、橡胶、纸张等领域的重要白色颜料。

其生产工艺中，氯化法是一种常用的制备方法。

本文将从原料准备、氯化反应、沉淀、过滤、洗涤、干燥等方面介绍钛白粉氯化法的过程。

一、原料准备钛白粉氯化法的原料主要包括矿石和氯化剂。

矿石通常选用含有较高二氧化钛含量的天然矿石，如钛铁矿、钛磁矿等。

氯化剂则常使用氯化钠或氯化钙等。

在生产前，需要对原料进行粉碎、研磨和筛分等处理，以确保原料的均匀性和适宜的粒径。

二、氯化反应氯化反应是钛白粉氯化法的核心步骤。

首先，将精细处理后的矿石与氯化剂按一定比例混合。

然后，在加热的反应器中，通过控制温度和氯气流量，使矿石与氯气发生氯化反应。

反应过程中，钛矿石中的二氧化钛与氯气反应生成氯化钛。

三、沉淀经过氯化反应后，反应物会进入沉淀槽。

在沉淀槽中，通过调节搅拌速度和沉淀时间，使氯化钛逐渐沉淀下来。

沉淀过程中，沉淀物的形态和颗粒大小会受到多种因素的影响，如温度、搅拌强度和沉淀物浓度等。

四、过滤沉淀完成后，需要对沉淀物进行过滤。

过滤的目的是分离出沉淀物和溶液，并去除其中的杂质。

常用的过滤设备包括压滤机和离心机。

通过合理的过滤操作，可以得到较为纯净的钛白粉沉淀物。

五、洗涤过滤后的钛白粉沉淀物中，仍然含有一定量的氯化剩余物和其他杂质。

为了去除这些残留物，需要进行洗涤处理。

洗涤一般采用反复加水、搅拌、过滤等步骤，以确保钛白粉的纯度和质量。

六、干燥洗涤后的钛白粉沉淀物需要进行干燥处理，以去除水分并提高产品的稳定性和流动性。

干燥方法有多种，常见的包括自然风干、热风干燥和旋转干燥等。

干燥过程中，需要控制温度和湿度，避免过高的温度导致钛白粉的质量下降。

钛白粉氯化法的过程包括原料准备、氯化反应、沉淀、过滤、洗涤和干燥等步骤。

通过严格控制各个环节的条件和参数，可以得到高质量的钛白粉产品。

钛白粉作为一种重要的白色颜料，在各个行业具有广泛的应用前景，并对提升产品的光泽和色彩起到重要的作用。

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。

氯化法钛白粉项目可行性研究报告（用途:发改委甲级资质、立项、审批、备案、申请资金、节能评估等）版权归属：中国项目工程咨询网编制工程师：范兆文/ 【微信公众号】：中国项目工程咨询网或 xmkxxbg《项目可行性研究报告》简称可研，是在制订生产、基建、科研计划的前期，通过全面的调查研究，分析论证某个建设或改造工程、某种科学研究、某项商务活动切实可行而提出的一种书面材料。

项目可行性研究报告主要是通过对项目的主要内容和配套条件，如市场需求、资源供应、建设规模、工艺路线、设备选型、环境影响、资金筹措、盈利能力等，从技术、经济、工程等方面进行调查研究和分析比较，并对项目建成以后可能取得的财务、经济效益及社会影响进行预测，从而提出该项目是否值得投资和如何进行建设的咨询意见，为项目决策提供依据的一种综合性的分析方法。

可行性研究具有预见性、公正性、可靠性、科学性的特点。

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《氯化法钛白粉项目可行性研究报告》是确定建设氯化法钛白粉项目前具有决定性意义的工作，是在投资决策之前，对拟建氯化法钛白粉项目进行全面技术经济分析论证的科学方法，在投资管理中，可行性研究是指对拟建氯化法钛白粉项目有关的自然、社会、经济、技术等进行调研、分析比较以及预测建成后的社会经济效益。

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氯化法钛白的工业化生产由于氯化法钛白生产过程是连续地、全自动化的生产过程，采用此法生产出来的钛白相比硫酸法质量更好，光学、化学性能更佳。

生产成本相对硫酸法低，较少的三废排放，可实现基本无害，减少环境问题。

操作及生产人员数量较少，工艺路线较短，生产厂房相对少，设备数量也相对少。

1 工艺路线氯化法生产二氧化钛由三个主要部分组成：氯化、氧化和后处理，分为以下几个步骤：1）原料准备；2）沸腾氯化；3）固体杂质除去；4）粗四氯化钛的冷凝；5）氯化尾气处理；6）四氯化钛的精制；7）氧化；8）二氧化钛表面处理； 9）过滤和干燥；10）汽流粉碎；11）产品包装。

1.1 原料准备。

主要的原料有石油焦和富钛料（如天然金红石、人造金红石、高钛渣，该文章以高钛渣为例）。

石油焦和高钛渣的存放必须防潮，沸腾氯化炉对原料的含湿量有特殊要求，原料中的含H物质会和氯气反应生成盐酸。

高钛渣一般不需要干燥，而石油焦需要进行干燥。

1.2 沸腾氯化。

本阶段通过高钛渣的沸腾氯化得到四氯化钛高温烟气。

来自原料准备工序受料斗混合后的高钛渣和石油焦原料通过FK泵进入氯化炉，氯气从氯化炉底部进入。

氯化炉产生的四氯化钛烟气通过氯化炉顶部的冷却烟道进入后续工序。

1.3 固体杂质去除。

本阶段主要通过冷却除去四氯化钛烟气中的固体杂质，并加入碱液除去烟气中的三氯化铝。

1.4 粗四氯化钛的冷凝。

四氯化钛烟气在冷凝系统中冷凝，成为液态的四氯化钛。

冷凝的四氯化钛称为粗四氯化钛。

未被冷凝的气体包括但不限于一氧化碳、二氧化碳、氮气、盐酸，和氯气以及很微量的氯化物。

1.5 氯化尾气处理。

本阶段使用稀酸和碱液来洗涤尾气，除去尾气中的盐酸和氯气等有害成分。

1.6 氯化钛精制。

本工序是采用脂肪酸对粗四氯化钛进行除钒处理得到精制四氯化钛。

1.7 氧化。

本阶段完成精四氯化钛氧化反应生产二氧化钛初品。

氧化是一个将数个操作集中在一起的连续反应过程的密闭系统，但与氯化炉之间有以下联系：1）如果氯化炉不能生产，氧化反应器就停止；2）如果氧化反应器不能生产，氯化炉可继续生产。

一、实验目的1. 理解钛白粉的生产原理和工艺流程。

2. 掌握硫酸法和氯化法两种钛白粉生产方法的基本操作。

3. 分析钛白粉的物理和化学性质。

4. 了解钛白粉在各个领域的应用。

二、实验原理钛白粉是一种重要的无机白色颜料，主要由二氧化钛（TiO2）组成。

根据二氧化钛的晶型不同，钛白粉主要分为锐钛型、金红石型和板钛型。

其中，金红石型钛白粉因其稳定性高、遮盖力强、耐候性好等优点，在涂料、塑料、造纸、油墨等行业得到广泛应用。

硫酸法和氯化法是两种常见的钛白粉生产方法。

硫酸法是将钛铁粉与浓硫酸进行酸解反应，生成硫酸亚钛，经水解生成偏钛酸，再经煅烧、粉碎得到钛白粉；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、过滤、水洗、干燥、粉碎得到钛白粉。

三、实验仪器与试剂1. 仪器：反应釜、搅拌器、过滤装置、干燥箱、粉碎机、分析天平、比色计等。

2. 试剂：钛铁粉、浓硫酸、焦炭、水、氢氧化钠、盐酸、氢氧化钠溶液、盐酸溶液等。

四、实验步骤1. 硫酸法钛白粉生产（1）将钛铁粉与浓硫酸按一定比例混合，放入反应釜中，搅拌反应；（2）反应完成后，将混合物过滤，得到硫酸亚钛溶液；（3）将硫酸亚钛溶液加入氢氧化钠溶液中，调节pH值，使偏钛酸沉淀；（4）过滤、洗涤偏钛酸，得到湿法偏钛酸；（5）将湿法偏钛酸放入干燥箱中干燥，得到干法偏钛酸；（6）将干法偏钛酸煅烧，得到锐钛型钛白粉；（7）将锐钛型钛白粉粉碎，得到所需粒度的钛白粉。

2. 氯化法钛白粉生产（1）将金红石或高钛渣粉料与焦炭按一定比例混合，放入反应釜中，加热至高温，进行氯化反应；（2）反应完成后，将混合物过滤，得到四氯化钛溶液；（3）将四氯化钛溶液加入氢氧化钠溶液中，调节pH值，使钛酸沉淀；（4）过滤、洗涤钛酸，得到湿法钛酸；（5）将湿法钛酸放入干燥箱中干燥，得到干法钛酸；（6）将干法钛酸煅烧，得到金红石型钛白粉；（7）将金红石型钛白粉粉碎，得到所需粒度的钛白粉。

硫酸法和氯化法生产钛白粉产品在各应用领域优劣分析一、概述钛白粉学名二氧化钛（TiO2），被认为是目前世界上性能最为优越的白色颜料。

它具有无毒、具有最佳的不透明性、最佳的白度和光亮度，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，它被称为“工业味精”，其人均消费量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。

作为我国经济的基础产业，钛白粉从根本上牵动着各个行业的发展神经，经常被誉为国民经济发展的“晴雨表”。

其制造方法有两种，硫酸法和氯化法。

目前全球60%为氯化法产品，在欧美发达国家，氯化法的比例更高。

氯化法钛白粉生产工艺因其生产过程环保和产品质量较高，是国际公认的、新一代先进技术。

美国早在2006年就关闭了国内最后一家硫酸法钛白粉工厂。

中国近年来也在大力推进钛白粉产业升级，氯化法钛白粉在2005年就列为《产业结构调整指导目录(2005年本)》的鼓励类项目。

二、钛白粉硫酸法与氯化法生产工艺比较1、硫酸法钛白生产工艺硫酸法钛白生产工艺的生产操作程序非常复杂，其基本化学反应包含有一系列的简单化学反应，如由铁精矿作为原料的酸解、水解和煅烧等。

硫酸法主要是以钛铁矿和硫酸为原料，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，经煅烧脱水脱硫转化为二氧化钛，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、氯化法钛白生产工艺氯化法钛白工艺法于20世纪40至50年代崛起，并得到迅速发展。

氯化法为减少“三废”对环境的污染而立足于富钛料（如电炉生产的高钛渣、天然金红石及用各种方法生产的人造金红石），就富钛料氯化工艺而言，又分为沸腾氯化和熔盐氯化两种。

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。

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。

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。

氯化法与硫酸法的优缺点比较情况见表1。

表1 氯化法与硫酸法比较情况表项目硫酸法氯化法原料钛铁矿、酸溶钛渣。

氯化钛渣、人造金红石。

产品类型既可生产锐钛型钛白也可生产金红石钛白粉仅能生产金红石钛白粉。

生产技术生产难度小，设备简单、技术成熟，国内广泛采用。

生产技术难度大，关键设备结构复杂，要求耐高祖、耐腐蚀材料，国内应用较少，国际上只有少数公司拥有此技术。

产品质量采用先进的工艺控制和完善的包膜技术，缩小了与氯化法产品质量的差异。

产品质量较好。

由于最终产品微量吸附氯和HCl，具有腐蚀性，在某些应用领域受局限。

主要污染物以钛铁矿为原料，每生产1t钛白粉，将产生3-4t绿矾和8t废酸。

以钛渣为原料，不存在绿矾问题。

以金红石为原料，废物排放量很低。

以钛熔渣为原料，每生产1t钛白粉，可产生约1.6t含氯和盐酸的FeC3。

工厂安全主要危害来自于热浓硫酸的处理和二氧化钛粉尘。

氯气、高温TiCl4气体、TiO2粉尘。

生产方式间歇式生产连续式生产，易于实现自动控制。

钛渣是钛铁矿(钛精矿)配加一定量的含碳还原剂通过电炉熔炼，使矿中的铁氧化物被碳还原，从而实现铁钛分离，钛氧化物被富集在炉渣中所形成的产品。

酸溶钛渣是用作硫酸法钛白生产原料的钛渣；氯化钛渣是用作氯化法钛白或海绵钛生产原料的钛渣。

附表：1合作经营协议书甲方：乙方：经甲乙双方友好协商，就中石油煤层气保德区块地面工程合作经营事宜，自愿达成如下协议，以资信守：一、合伙宗旨：共同合作、合法经营、利益共享、风险共担。