硫酸法制钛白粉的工业现状及
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全球钛白粉制备方式及未来发展趋势:硫酸法和氯化法对比钛白粉主要应用于涂料领域,是典型的房地产后周期产品。
目前国内房地产竣工面积持续好转,预计钛白粉需求量在今年会明显改善。
同时由于海外钛白粉供给增长有限,在海外新兴市场需求带动之下,且国内钛白粉出口价格优势明显,国内钛白粉产量有望在今年持续增长。
成本端由于全球钛矿供给持续收缩,钛精矿价格上涨将对钛白粉价格形成有力支撑。
而钛白粉在下游行业的生产成本占比极低,价格向下游传导的能力较强,在价格上涨的趋势下行业整体盈利能力将持续好转。
当前钛白粉行业整体开工率处于高位,且库存水平较低,钛白粉行业将在今年迎来阶段性复苏。
钛是一种化学元素,于 1795 年在金红石研究中被发现并命名。
其单质钛是一种白色的过渡金属,具有银灰色、质地较软、有延展性,熔点高和沸点高,生物相容性、优异的物理性质和化学抗腐蚀等性质。
使用范围广泛,常用在化工、电力、冶金、制盐等传统领域和航空航天、海洋工程、医药和休闲体育等新兴领域。
虽然钛在地壳中含量排名第九,储量丰富,但是由于其在自然界存在状态较为分散且难以提取,常被认为是一种稀有金属。
钛主要以化合物形式存在于钛铁矿和金红石中,除此之外还存在于一些潜在可利用价值矿物如锐钛矿、板钛矿、白矿石中。
一、氯化法钛白粉学名二氧化钛,是由钛矿石经过硫酸法或氯化法得到的白发粉末状固体,被认为是世界上性能最好的一种白色颜料。
钛白粉具有最佳的不透明度、最佳白度和光泽度,广泛用于涂料、塑料、造纸、橡胶和油墨等工业领域和食品领域。
钛白粉是世界上最白的物质,1 克钛白粉可以将 450 多平方厘米的面积涂得雪白,用在造纸上,可以使纸变白并且不透明。
钛白粉还可以使塑料的颜色变浅,其光学性质可以应用在半导体中,不透明性可用在防晒霜上。
钛白粉按照用途可以分为颜料级和非颜料级两种。
颜料级钛白粉以白色颜料为主要是使用目的,按照结晶状态,可进一步分为锐钛型钛白粉(A 型)和金红石型钛白粉(R 型),其中金红石型钛白粉具有更好的化学稳定性,主要用于高级室外涂料、光乳胶涂料、高级纸张和橡胶材料。
国内外钛白粉工业现状与发展),是一种白色无机颜料,具有无毒、最佳的不透钛白粉学名二氧化钛(TiO2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、化纤和橡胶等工业。
1998年世界钛白粉销售量达355万吨,已成为世界无机化工产品中三种最大销售值商品之一,仅次于合成氨和磷酸,名列第三位。
钛白粉工业生产方法有硫酸法和氯化法两种。
世界钛白粉工业概况一、兼并风波世界钛白粉工业已有八十多年历史,它是在兼并、重组和技术进步的竞争道路上发展壮大的,逐步形成了国际钛白粉市场的十大知名公司。
近几年,在公司合并、兼并、资产重组之风影响下,钛白粉行业也掀起了全球性的兼并和重组风波:法国的罗纳-普朗克公司(Rhone-Poulenc)钛白粉厂全部被美国美联无机化工公司(MIC,前身称SCM)收购,MIC的年生产能力由兼并前的47.3万吨上升到71.5万吨,世界排名也由第三位上升至第二位;美国克尔-麦吉公司(K-M)兼并了德国拜耳公司钛白粉厂,其年总产能力由原17万吨增至33.7万吨,排名由原第八位升至第五位;英国帝国化工公司(ICI)下属二氧化钛子公司(DIOXIDE),原是世界钛白粉排名第二位的大公司,现被美国亨兹曼公司(HUNTSMAN)收购;其他还有一些公司也在酝酿中。
兼并重组后,英国帝国化工公司、法国罗纳-普朗克公司和德国拜尔公司已退出了钛白粉行业,原十大公司缩减为八大公司,排名见表一。
表一 1999年世界八大公司钛白粉生产能力表单位:万吨/年--------------------------------------------------------------------------公司名称产能占世界总工厂厂家分布单座厂产能产能(%)数量最小-最大--------------------------------------------------------------------------美国杜邦(DuPont) 95.0 22.1 5 美、墨西哥、 12-30中国台湾省美国美联无机化工 71.5 16.6 8 美、英、法、澳、 3.5-15(MIC)巴西美国享兹曼 57.0 13.3 7 英、法、美、意、南 4.5-12(Huntsman)非、西班牙、马来西亚美国克朗诺斯 43.0 10.0 6 美、德、加拿大、 3.0-14(Kronos)挪威、比利时美国克尔-麦吉 33.7 7.8 4 美、德、比利时、 2.4-15(K -M)澳、沙特阿拉伯芬兰凯米拉(Kemira) 30.0 7.0 3 芬兰、荷兰、美 5.6-14.5日本石原产业(ISK) 20.0 4.6 2 日本、新加坡 4.5-15.5德国萨其宾 10.0 2.3 1 德 10 (Sachtleben)合计 360.2 83.7 36--------------------------------------------------------------------------表二 1999年世界其他国家钛白粉生产能力表单位:万吨/年--------------------------------------------------------------------------国家名称产能占世界总工厂厂家分布单座厂产能产能(%)数量最小-最大--------------------------------------------------------------------------日本其他厂 18.9 4.4 6 日本 1.6-6.0乌克兰 12.0 2.8 2 乌克兰 4.0-8.0印度 5.4 1.3 4 印度 0.6-3.0沙特阿拉伯(与 5.3 1.2 1 沙特阿拉伯 7.0K-M合资,沙占75%)韩国 5.0 1.2 2 韩国 2.0-3.0澳大利亚 4.1 0.9 澳大利亚 8.3波兰 3.6 0.8 1 波兰 3.6斯洛文尼亚 3.4 0.8 1 斯洛文尼亚 3.4捷克 2.7 0.6 1 捷克 2.7其他(主要是中国) 10.0 2.3合计 70.4 16.3-------------------------------------------------------------------------- 注:1.上表中合资厂如美国Lakecharles厂、澳大利亚Kwinana厂、沙特阿拉伯 Yanbu厂等,其产能按占股的百分比计入有关公司,工厂数量只计入一个公司。
中国钛白粉供需现状及进出口贸易分析一、生产工艺钛白粉是一种重要的无机化工颜料,主要成分为二氧化钛。
在涂料、油墨、造纸、塑料、橡胶、化纤、陶瓷等工业中有重要用途。
钛白粉制造方法有两种:硫酸法和氯化法,中国的钛白粉工厂仍以硫酸法为主。
硫酸法生产钛白粉始于1918年。
20世纪末90年代,欧洲硫酸法钛白粉工厂在废副处理和加工上有所建树,解决了环境不友好的问题,目前,硫酸法钛白粉不仅在产品质量上可与氯化法媲美,而且可以较低成本生产锐态型二氧化钛。
中国大陆钛白粉生产经过近10多年的发展,已取得了巨大的进步。
目前中国超过美国成为世界第一钛白粉生产大国,且无论在装置规模,还是生产工艺技术上都可与欧洲媲美,一些起点较高的生产装置甚至超过欧洲。
但在环保及废副处理、治理上与发达国家相比差距较大。
二、供需现状2020年中国钛白粉行业受疫情和环保政策等因素影响,产能并无明显扩张;2020年中国钛白粉产能为384.5万吨,较2019年的380万吨仅增加了4.5万吨。
其中金红石型钛白粉产量为285.6万吨,占钛白粉总产量的81.32%;锐钛型钛白粉产量为53.8万吨,占钛白粉总产量的15.32%;非颜料级钛白粉产量为6万吨,占钛白粉总产量的1.71%;催化和功能材料钛白粉产量为5.8万吨,占钛白粉总产量的1.65%;2015-2020年中国钛白粉表观需求量不断增加,2020年中国钛白粉表观需求量为246.62万吨,较2019年增加了12.26万吨。
虽然中国钛白粉产量不断增加,但市场仍处于供不应求状态。
三、进出口贸易随着钛白粉产量的增加,中国已从钛白粉的净进口国变为净出口国,且出口数量不断增加,2020年中国钛白粉出口数量为121.41万吨,较2019年增加了21.06万吨;2020年中国钛白粉进口数量为16.83万吨,较2019年增加了0.12万吨。
2019年中国钛白粉出口金额为22.06亿美元,进口金额为4.99亿美元;2020年中国钛白粉出口金额为23.48亿美元,进口金额为4.79亿美元。
钛白粉市场分析现状1. 简介钛白粉(Titanium Dioxide,简称TiO2)是一种重要的无机白色颜料,广泛应用于涂料、塑料、橡胶、纸张、陶瓷等多个领域。
本文将对钛白粉市场的现状进行分析,包括市场规模、使用领域、主要厂商以及未来发展趋势等方面。
2. 市场规模钛白粉市场在过去几年呈现出稳步增长的态势。
根据行业报告,全球钛白粉市场规模从2015年的约120亿美元增长到2020年的约150亿美元。
亚太地区是全球钛白粉市场的主要消费地区。
3. 使用领域钛白粉在涂料行业占据了主导地位,约占全球钛白粉需求的50%。
其次是塑料和橡胶行业,分别占据20%和15%的市场份额。
钛白粉还广泛用于纸张、陶瓷、油墨等领域。
4. 主要厂商全球钛白粉市场竞争激烈,主要厂商包括: - 科莱恩 (Chemours) - 化工巨头杜邦(DuPont) - 益海嘉里 (Yihai Kerry) - 美国锦湖 (Tronox) - 中国钛业 (CNNC HUA YUAN TITANIUM DIOXIDE)这些公司在全球范围内拥有广泛的产品销售和市场份额,并通过技术创新和市场拓展来保持竞争优势。
5. 市场趋势5.1 环境法规的影响近年来,全球环境意识的增强和环保法规的加强对钛白粉行业产生了重要影响。
一些国家和地区推行了环境友好产品标准,并鼓励替代传统的有毒颜料。
这为无毒环保钛白粉的发展提供了机会。
5.2 价格波动钛白粉的价格受到多种因素的影响,包括原材料价格、供需关系以及国际市场的波动。
近年来,原材料价格上涨和供需失衡导致钛白粉价格出现波动。
未来,价格的不确定性将是市场的一个挑战。
5.3 创新技术的应用随着技术的进步和市场需求的变化,钛白粉行业不断推出创新产品和解决方案。
例如,一些公司开发出高性能钛白粉,具有更高的遮盖力和抗紫外线性能。
这些创新技术的应用将推动市场的发展。
6. 总结钛白粉市场在全球范围内呈现出稳步增长的趋势,主要受涂料、塑料和橡胶等行业的需求推动。
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。
中国钛白粉行业发展现状及发展趋势分析一、概况钛白粉与高钛粉都是一种重要的无机化工颜料,尤其是改性包覆下在涂料、油墨、造纸、塑料橡胶、化纤、陶瓷等工业中有重要用途。
钛白粉主要成分为二氧化钛的白色颜料。
二氧化钛的相对密度最小。
钛白粉的生产工艺有硫酸法和氯化法两种工艺路线。
钛白粉的制造方法有两种:硫酸法和氯化法,其中56%的钛白粉为氯化法产品,这种产品的70%以上又产自美国杜邦等钛白粉大厂,其他国家包括中国的钛白粉工厂仍以硫酸法为主。
制造钛白粉的材料主要包括:钛精矿、氯气、硫酸、金红石、四氯化钛、高钛渣。
二、现状随着钛白粉行业的不断发展越来越多的品牌被人类认识,中国是世界最大的钛白粉生产国。
2018年中国钛白粉产量295.4万吨,同比增长2.96%;2019年中国钛白粉产量318万吨,较上年增长22.6万吨,同比增长7.65%。
国产钛白粉的质量有所提高,能满足国内大部分下游产品的需求,在替代一部分进口产品的同时,也增加了出口量。
2018年中国钛白粉进口数量19.75万吨,出口数量90.8万吨;2019年中国钛白粉进口数量16.71万吨,出口数量100.35万吨。
我国也已成为世界最大的钛白粉消费国,2018年中国钛白粉表观消费量224.35万吨,同比下降0.42%;2019年中国钛白粉表观消费量234.36万吨,较上年增长10.01万吨,同比增长4.46%。
国内拥有钛白粉生产企业50多家,全国各地均有分布,其中大量中小企业集中在缺乏资源优势的东部地区。
而我国钛矿资源主要集中于西南地区,整个行业还处于较为分散的发展时期。
中国钛白粉主要企业有龙蟒佰利、中核钛白、安纳达等,2019年龙蟒佰利、中核钛白、安纳达营业收入分别是113.59亿元、33.77亿元、10.38亿元。
三、竞争策略钛白粉企业通过不断扩张能够给企业带来各种有形和无形的规模性,使企业的固定成本得到更大范围的分摊,使企业的风险规避能力得到更有效的提高,使企业在与供应商的讨价还价中处于更有利的地位。
钛白粉行业分析报告一、定义:钛白粉是一种白色颜料,它是由矿物Ilmenite或Rutile经反应制成的粉末状物质。
钛白粉在涂料、塑料、纸张、橡胶、化妆品等众多领域有广泛应用。
二、分类特点:钛白粉有四类,分别是硫酸法钛白粉、氯化法钛白粉、高锐度和特种钛白粉。
硫酸法钛白粉:生产成本较低,适用于一般情况下的涂料、塑料、橡胶等。
氯化法钛白粉:制造工艺复杂,但是具有颗粒细而均匀的优点,适用于高档涂料、高档塑料、造纸、橡胶及特殊领域等。
高锐度钛白粉:具有更好的遮盖力和加强力,适用于高档涂料、高档塑料等领域。
特种钛白粉:用于涂料、造纸和各种高科技产品等领域。
三、产业链:钛白粉产业链包含矿山采矿、选矿、冶炼、精炼等环节。
国内钛白粉行业的上游主要集中在东北、华南、四川等地。
下游应用行业广泛,包括造纸、涂料、塑料、印刷、橡胶、陶瓷、化妆品、食品等行业。
四、发展历程:1960年代,中国开始引进钛白粉生产技术。
1990年代,中国的钛白粉销售额增速高达100%,世界排名第三。
2013年,国家出台《关于加快钛白粉工业规模化发展的指导意见》,提高了钛白粉规模化生产的门槛。
2015年,全国钛白粉年产量超过300万吨,成为行业领先的国家。
五、行业政策文件及其主要内容:1.《关于加快钛白粉工业规模化发展的指导意见》:提出了加快钛白粉工业规模化发展、发展高附加值产品等方面的指导意见。
2.《关于印发产业振兴规划的通知》:明确了加强钛白粉产业的支持和引导工作,提升钛白粉品牌和科技水平等内容。
六、经济环境:钛白粉行业受全球经济环境和市场需求的影响较大。
全球经济增长放缓、钢铁行业产能过剩等因素会对钛白粉市场形成压制。
但是,由于钛白粉具有广泛的应用领域,中国市场需求仍有上升空间。
七、社会环境:钛白粉行业必须关注环保和绿色发展。
中国对环保的要求越来越高,对行业的准入门槛也要求越来越严格。
同时,社会对钛白粉行业的期望也在不断提高。
对行业发展的恶性竞争现象也需要引起行业的注意。
采用氯化法进行钛白粉的产品生产能有效缩短生产时间,减少其工艺控制点,由于能连续生产,其产品生产的效率较高,控制能力强。
氯化法的控制方式为自动控制,其并不会产生污染物,可有效降低环境污染,与此同时,此类钛白粉产品的质量具有较强的稳定性,其杂质较少,且消色力大,在其粒径均一的情况下,还有较强的分散性,因此,应用此方式生产钛白粉产品能有效降低生产成本,促进该行业的经济效益。
1.3 盐酸法当钛白粉产品的原料为钛铁矿时可采用盐酸法,一方面,运用浓盐酸将钛铁矿分解,在经过沉降、还原、水解、净化、盐处理与煅烧等工艺以后会形成钛白粉。
金红石类钛白粉最常应用盐酸法,此类原料的颗粒较松软,且粉碎性强,其整个生产流程都会完成在含氯介质内部。
另一方面,在应用盐酸法时,技术人员需注意盐酸体积分数与其挥发时的温度,具体来说,当盐酸体积分数在35%以下时,则盐酸溶解的速度就会有所下降,影响产品生成的质量,同时,当其挥发温度处在较低的状态时,会给设备带来较大的腐蚀性,且此类缺陷较难很快改善,因此,在工业生产中盐酸法的应用范围较窄。
2 钛白粉的应用现状2.1 产能状态当前钛白粉的产能集中度较高,其海外市场主要在5大巨头中,如科慕、特诺、康诺斯、科斯特、泛能拓等,但在中国的集中度则较为一般,其中只有龙蟒佰利联产能占全国约1/4,其他钛白粉企业分布在我国的各个区域中,大多数企业分布于我国的东部地区,但该区域的钛矿资源较少,而西部虽钛矿资源较多,但企业分布却较为松散,不利于钛白粉行业的整体发展。
近年来,随着我国钛矿资源开发程度的加深,钛白粉的产量已呈现稳定态势,同时,随着生产技术的进步,钛白粉产品质量获得了进一步的保证,该行业的发展前景也得到较大改善[1]。
例如,龙蟒佰利联集团在近年来不断扩大钛白粉总体产能,在2019年收购了云南新立钛业后,进一步巩固扩大了公司氯化法技术优势,公司氯化法钛白粉产能将进一步扩容,形成了河南焦作,四川德阳、攀枝花,湖北襄阳,云南楚雄四省五地市六大生产基地的发展布局,主营钛白粉产能将超百万吨,规模居亚洲第一,全球第三。
调查研究157产 城钛白粉的生产及应用现状王扬 田甜 刘磊 刘金龙 李晶晶摘要:钛白粉是一种无机化工产品,在涂料、造纸等工业中具有重要地位。
因此为加强其应用程度,本文针对钛白粉的生产及应用现状展开探讨,以期可以为我国工业发展奠定良好基础。
关键词:钛白粉;生产方法;应用现状在我国工业持续发展的背景下,钛白粉的重要性正在不断提升。
钛白粉具有极强的耐热性与良好的发展前景。
通过加强钛白粉研究力度,能够满足工业需求,该点对我国工业发展具有积极的促进意义。
1 钛白粉的生产方法目前,钛白粉主要生产方法有以下两种:1.1 硫酸法钛白粉的实际生产流程分为三项内容:对原料进行预处理、生产钛白粉以及对产品进行处理。
目前,世界范围内最常见的钛白粉生产方法即是硫酸法。
该种生产方法的应用时间可追溯至上世纪初期,在近百年的发展过程中,该种生产方法已趋向于成熟。
硫酸法主要使用原料为钛铁等。
在应用该种方法时,工作人员需将硫酸与钛原料进行融合,使钛原料能够分解为Ti (SO 4)2,并结合实际情况,对其开展分离或除杂等工作,以此确保钛白粉产品具有完整性。
目前,此类生产方法主要被应用于三种钛白粉生产过程中,其分别是金红石类钛白粉、二氧化钛产品以及锐肽类钛白粉。
硫酸法钛白粉的生产流程主要分为四个阶段,其分别是:酸解、浸取、水解以及煅烧(如图1所示)。
硫酸法具有许多优势,因此将其应用于钛白粉生产过程中能够显著提升钛白粉生产效果。
其具体优势如下:其一,硫酸法所采用的原料较为常见,且价格低廉,因此应用硫酸法能够有效节省钛白粉生产成本;其二,硫酸法已有近百年的应用历史,整体技术已趋向于成熟,并且,硫酸法需要使用的设备操作简单,不仅具有可复制性,而且使用成本较低。
因此,在钛白粉生产过程中应用硫酸法能够有效帮助工作人员取得良好的生产效果。
但是,硫酸法具有明显的缺点:其一,硫酸法对时间的要求较高,对节约生产时间极为不利;其二,硫酸法所生产的钛白粉质量仍处于进步阶段,亟需相关人员加强研究力度;其三,因为硫酸法需要利用大量水资源与硫酸,所以在钛白粉实际生产过程中,硫酸法将产生大量废弃物。
我国钛白粉工业现状及其未来发展摘要:钛白粉自生产至今已经成为无机化工产品的三大产品之一,本文文重点分析了钛白粉的现状以及发展前景。
关键词:钛白粉;现状;前景1.前言二氧化钛俗称钛白粉,是当今白色颜料中性能最为优异而全面的品种,以其优质特性在各个领域得到应用。
2.钛白粉的现状2.1氯化法发展严重滞后(1)国外先进的氯化技术被垄断。
杜邦,Coste和Teno的氯化技术是世界上最先进的,但其关键核心技术永远不会转移到包括中国在内的任何一方,特别是2013年至2014年,中国公司和杜邦的技术在产权纠纷发生后,这种可能性就更加消除了。
目前在中国建造的四座氯化厂都是通过技术咨询和自我消化运作的。
他们没有完整的技术进步成套设备,操作难度是不可避免的。
(2)自主开发能力薄弱。
我国20世纪80~90年代,曾分别在厦门电化厂(1000t/a,CO加热法)和天津化工厂(3000t/a,等离子加热法)进行氯化法钛白粉中间试验(小规模工业化试验),分别通过鉴定和验收后再无进展,两处装置早已拆除。
此后,包括中科院过程所、华东理工大学等在内的科研院所和高校,也曾开发过氯化法技术,但实验室研究成果始终无法放大规模验证,致使自主研发的氯化法至今无工业化成果。
近几年,我国涉及氯化法钛白生产的行业活动和会议主题内容基本都是国内外的行业状况、原料和发展方向等比较抽象的话题,无一涉及其生产工艺和装备方面的实质性交流,使得这类活动索然无味,流于形式。
(3)业主的行业范围太大。
已投入生产或即将生产的4套氯化装置中,有2家为冶金企业。
尽管它们与作为氯化原料的钛渣相关,但来自氯化法钛白粉的精细化学工业跨越太多。
在氯化企业目前的自我保护意识和缺乏真正技术交流的背景下,可以想见,企业可以通过经验的积累逐渐获得经验并取得进展。
2.2技术创新能力不足中国钛白粉的大规模发展是在1998年以后。
三套引进的硫酸厂建成投产后,成为行业模仿的对象。
无论是旧工厂的改造还是新工厂的建设,它们都被用作模型。
钛白粉生产现状及发展趋势调研报告摘要:2009年7月份,笔者对湖南株洲化工集团有限责任公司进行了调研,初步了解了国内外钛白粉的生产现状及发展趋势。
关键词:湖南株洲化工集团有限责任公司;钛白粉;现状;发展;调研报告1前言钛白粉学名二氧化钛(TiO2),是一种白色无机颜料,无毒、遮盖力强、白度和光亮度高,是目前世界上性能最好的一种白色颜料。
其物理、化学、光学和颜料性能极佳,广泛应用于涂料、造纸、塑料、化纤、橡胶、电器等工业领域。
近年来,尤其是超细TiO2的开发,其应用得到进一步扩大,如用于催化剂、化妆品、食品包装材料和汽车工业等。
与此同时,其新的产品和应用领域还在不断被开发。
鉴于钛白粉对国民工业的发展起着越来越重要的作用,其生产和应用已受到各国的重视。
钛白粉的生产工艺有两种:硫酸法和氯化法。
硫酸法工艺成熟较早,但存在环境污染问题。
氯化法虽然出现较晚,但该法技术先进,对环境污染小,产品质量高,其发展速度超过了硫酸法,发达国家新建的钛白粉厂几乎全采用氯化法。
国内钛白粉的生产现状则是技术落后、生产规模小、产量低并且产品质量差,高档产品产不足,需大量进口。
2钛白粉生产现状2.1 钛白生产厂家及产量现状近年我国钛白粉的实际产量不断上升。
1998年为14×104t,1999年为18×104~19×104 t,2000年为29×104 t,2001年为33×104 t,2002年为39×104 t,2003年为49×104 t,2004年达到60×104 t。
2005年,全国3 000 t/a规模以上的企业共生产各类钛白粉680 218 t,加上多家小型企业的产量,全年钛白粉总产量为70×104 t左右,比2004年净增10×104 t。
其中金红石型钛白粉为227 623 t,比2004年的142834t增加84789t,增长率为59.4%。
1 引言1.1 本课题的意义随着钛白粉的生活中的广泛应用,钛白粉的生产总量已成为社会消费水平的重要参考标志。
它广泛应用于各种结构表面涂料、塑料及弹性体、印刷油墨、纸张涂层和填料、陶瓷、玻璃、催化剂、涂布织物等行,因此钛白粉的生产备受各工业发达国家的重视。
钛白粉目前是最佳的无可替代的无机化工颜料料,我国的钛白粉行业面临严峻考验。
1.2 国内外发展状况目前钛白粉的生产主要有氯化法和硫酸法两种工艺,我国主要应用硫酸法生产钛白粉。
其中,硫酸法是以钛铁矿为原料用硫酸分解,然后除铁后经水解而制得。
氯化法是以金红石或高钛渣为原料,经氯化生产四氯化钛,然后在高温下氧化而制得。
目前世界上 47%的工厂采用硫酸工艺生产,53%的工厂采用盐酸工艺生产。
1.2.1 钛白粉生产方法硫酸法生产硫酸法是挪威在1916年首次实现工业化的。
主要步骤:1.二氧化钛原料用硫酸酸解2.沉降"将可溶性硫酸氧钛从固体杂质中分离出来3.水解硫酸氧钛以形成不水解产物或称偏钛酸4.煅烧除去水分,生产干燥的纯二氧化钛5.后处理,进行无机物和有机物包膜主要流程是:1、研磨2、酸解3、沉降4、洗渣5、结晶6、钛液压滤7、浓缩8、水解9、水洗10、漂白11、盐处理12、煅烧13、粉碎和包装。
氯化法生产氯化法是将天然金红石或高钛渣原料与焦炭或石油焦混合后进行高温氯化,生成四氯化钛,再经高温氧化生成二氧化钛,最后经过滤、水洗、干燥和粉碎而得到钛白粉的。
1.2.2 国内外发展状况我国硫酸法钛白粉生产经过三十多年的努力,虽然有了较大的发展,但与国外先进水平相比,仍存在着生产技术落后、生产规模小、产品档次低、产品质量不稳定等诸多差距,尤其是高档金红石型钛白粉。
在生产技术上,国外以氯化法为主,而我国基本上都是硫酸法生产;除几家引进国外硫酸法钛白粉生产技术的厂家外,我国大部分钛白生产厂家在工艺技术、生产设备、自动控制、“三废”治理等方面与国外先进水平相比还有相当的差距;在生产规模上,国外以装置大型化见长,而我国钛白粉生产装置规模偏小,点多分散,造成了能耗和生产成本较高,也导致产品质量不稳定;在原料方面,国外硫酸法大都采用高品位的酸溶性钛渣,而国内基本上使用的是钛精矿。
硫酸法钛白废酸处理现状和攀钢废酸处理发展建议硫酸法钛白生产是钛白粉的主要生产工艺之一,但是生产过程中会产生大量的废酸,其中含有高浓度的氢氟酸和硝酸,对环境和人体健康都有很大的危害。
废酸的处理问题已经成为钛白工业中的一个瓶颈。
目前,硫酸法钛白废酸处理方法主要包括以下几种:
1. 酸洗和中和:酸洗和中和是硫酸法钛白生产过程中必不可少的步骤,但是酸洗和中和过程中会产生大量的废酸。
目前,一些企业采取了酸洗和中和过程中使用溶剂或添加剂以减少废酸的产生,同时也会对废酸进行进行中和或处理后再进行利用。
2. 吸附和处理:一些企业已经开始使用吸附剂对废酸进行处理,例如使用活性炭、贵金属、半导体等材料对废酸进行吸附,以达到减少废酸产生的目的。
3. 蒸馏和处理:蒸馏是去除废酸中较高浓度的氢氟酸和硝酸的有效方法之一。
在蒸馏过程中,废酸会被蒸发掉,同时得到纯酸。
但是,蒸馏过程需要消耗大量的能量和设备成本。
攀钢废酸处理发展建议:
1. 加强管理和控制:攀钢需要加强对废酸的管理和控制,制定相应的管理制度和措施,对废酸的开采、处理、排放等进行规范化管理。
2. 采用先进的技术和方法:攀钢可以采用先进的生产技术和方法,例如使用高效过滤设备、吸附剂等技术手段,减少废酸的产生和排放。
3. 加强回收和处理:攀钢可以加强对生产过程中产生的废酸的
回收和处理,将其用于其他相关生产过程,减少对环境的影响。
4. 建立专业化的废酸处理团队:攀钢可以建立专业化的废酸处
理团队,专门从事废酸的处理和研究,提高废酸的处理效率和安全性。
硫酸法生产钛白粉的主要环境问题及对策摘要:随着我国绿色发展理念不断深入人心,可持续发展战略不断落实,对于环境问题的重视程度也在全社会形成了一股风气,由此又产生了对于我国经济社会发展的方向引导,使得新时代背景之下的产业转型升级看到了更加明确的方向。
钛白粉是一种普及程度较高、应用范围较广的白色颜料,广泛应用于我国第二产业的各个行业之中,也通过化妆品、粉笔等各种形式出现在人们的日常生活当中。
而传统来说,生产钛白粉的方法主要是硫酸法,而硫酸本身的酸性属性以及在生产过程当中所产生的废气、废渣等废弃物也都对环境造成了一定的影响。
这也让基于节能环保理念的相关课题研究体现出其必然性和紧迫性,本文就探讨了硫酸法生产钛白粉的环境问题及其对策,以期给我国化工产业的发展提供一定的参考。
关键词:硫酸法生产;钛白粉生产;环境问题;对策分析1硫酸法生产钛白粉1.1硫酸生产法概述硫酸法是将钛铁粉浓硫酸进行酸解反应生成硫酸氧钛,硫酸氧钛经水解生成偏钛酸,偏钛酸通过锻烧、粉碎即得到钛白粉产品。
在硫酸法生产钛白粉过程中其主要优点是制备原料钛铁矿与硫酸成本低,相对技术较为成熟、设备构造简单、易解决防腐蚀材料问题;缺点是生产工艺流程长、操作方式以间歇操作为主,硫酸、水消耗高,废物及副产物多,对环境污染大。
1.2硫酸法生产钛白粉的环境问题的研究意义从我国的宏观发展环境来说。
对于环境问题的相关研究,在我国已经成为一项专门的领域,全民环保意识的觉醒以及对环保生活理念和环保生活方式的追求,也都在推动着环境问题研究的各项进程,也让有关环境问题的相关工作具备了更多的、更全面的现实支持。
而从硫酸法生产钛白粉这一具体领域来说,则更多的是出于对该生产技艺和生产过程所体现出来的实际环境影响的考虑。
也就是说,在这种钛白粉生产技术当中,还存在着很多与绿色发展理念相违背的地方,需要结合当前的时代发展背景和绿色发展理念,以及相关的科技成果进行改造和升级,使得钛白粉的生产更加契合可持续发展战略的要求。
钛白粉的生产及应用现状钛白粉是一种重要的无机白色颜料,广泛应用于各个领域。
在本文中,我将详细介绍钛白粉的生产过程以及其在不同领域的应用现状。
钛白粉的生产主要分为硫酸法和氯化法两种方法。
硫酸法是目前应用最广泛的生产方法,主要用于生产工业级钛白粉。
其生产过程中首先将钛矿石经过矿石选矿,然后与浓硫酸反应生成硫酸钛酸钠。
再经过盐酸处理、离心分离、洗涤等步骤,得到粗钛白粉。
随后通过水洗、稳定处理、干燥、粉碎等工艺,最终得到合格的粉状钛白粉产品。
氯化法主要应用于高级钛白粉的生产,其生产流程相对复杂,通常包括还原焙烧、氯化、纯化、沉积和还原等环节。
钛白粉作为一种重要的颜料,应用广泛。
首先,在涂料行业中,钛白粉是最重要的白色颜料之一。
钛白粉作为涂料的原料,可提供优良的遮盖性和耐久性,使涂料具备更好的白度和光泽。
其应用范围包括建筑、汽车、家电等领域,其中特别是在汽车涂料中的应用量较大。
其次,在塑料行业中,钛白粉也被广泛使用。
钛白粉可以使塑料制品具有更高的亮度和白度,同时改善其耐候性能和稳定性。
塑料制品中常见的应用包括塑料袋、塑料瓶、塑料管等。
此外,在纸张工业中,钛白粉也是重要的填料之一。
添加适量的钛白粉可以提高纸张的光泽和白度,使印刷效果更加清晰,同时提高纸张的机械强度和耐久性。
钛白粉的应用还涉及其他多个领域。
例如,它在橡胶制品中可以起到增白和抗老化的作用;在陶瓷工业中,钛白粉作为釉料和瓷器的着色剂使用;在化妆品中,钛白粉可以用于提供白皙感和防晒效果。
总体来说,钛白粉的生产及应用现状仍然非常广泛。
随着工业的发展和科技的进步,钛白粉的生产技术将不断改进和提高,其应用领域也将进一步拓展。
然而,随着环境保护意识的增强,钛白粉的生产也需要更加注重减少对环境的危害,提高资源利用率,推动钛白粉行业的可持续发展。
硫酸法制钛白粉的工业现状及“三废”处理曾霞(110705044)2011级励志班摘要:介绍硫酸法制钛白粉的工业现状,同时简单介绍“三废”的处理方法及工艺流程。
关键词:硫酸法钛白粉工业现状“三废”处理引文:钛白粉学名二氧化钛,由于其化学性能稳定,具有高折射率良好的遮盖力和着色力,被广泛应用于近年来发展速度较快的许多领域,如涂料、油墨、塑料、橡胶、纸张、陶瓷和合成纤维等。
钛白粉的生产工艺主要有硫酸法、氯化法和盐酸法几种。
其中硫酸固相法技术,由于其工艺比较成熟,因此在工业上得到了广泛的使用。
硫酸法是中国钛白粉生产的主要技术类型,而硫酸法钛白粉生产排出的“三废”对环境的污染是比较严重的。
在我国几乎没有一个钛白粉工厂的水、气、渣的排放能够完全达到国家规定的排放要求.少数工厂因环保问题而被迫停产、搬迁等。
因此,分析硫酸法制钛白的现状、找到存在的问题、研究硫酸法生产钛白粉过程中产生的“三废”处理和优化其工艺有着迫切的现实意义。
1钛白粉工业现状一个国家的钛白粉消耗是社会消费水平的重要标志。
钛白粉因其应用非常广泛,与国民经济关系极其密切,因此推动钛白工业的发展可推动国民经济的增长。
1.1国外钛白工业现状世界钛白粉的消费量与产量跟国际经济的发展紧密相连。
从市场供求状况来看,1973年和1979年受两次“石油危机”冲击,1990~1991年及1995~1996年世界经济衰退均直接导致钛白粉需求量的下降,进入20世纪80年代,钛白粉迎来了一个兴旺发展时期,近十余年来,随着涂料、塑料、造纸等工业的发展增加了钛白粉的消费量,总体来看世界钛白工业将仍处于成长稳定期;从工业钛白粉制取的方法来看,氯化法钛白粉占主导地位,氯化法生产钛白粉最早是在1956年被杜邦公司应用于工业生产,氯化法是钛白工业先进技术的代表,目前它被美国的杜邦公司和科美基公司所垄断;从生产能力来看,世界钛白粉销售量为360万吨/年,已成为世界无机化工产品销售商品之一,仅次于合成氨、磷酸而位列第三位,随着世界经济的发展和人民生活水平的提高,近10年来,钛白粉材料市场十分兴旺,由于需求的快速增长,其生产能力逐步扩大,年均增长率大3.3%以上,跟全球经济GDP增长率相适应;从钛白产品类型来看,国外以高档红金石型钛白为主,并有各种专用钛白产品。
1.2 国内钛白工业现状.我国于1995年开始硫酸法生产钛白粉的研究,其发展十分缓慢。
从市场供求状况来看,80年代中期是第一个发展高峰期,但全国生产能力仍不足10万吨/年;90年代是第二个发展高峰期,1999年统计生产能力为25万吨/年.2001年更达到40万吨/年,近几年由于市场需求旺盛,大大促进了我国钛白工业的发展,故我国钛白工业正处于成长发展期;从工业钛白粉制取的方法来看,我国硫酸法制取钛白粉占主导地位,这是由于硫酸法钛白生产原料为钛精矿、钛渣和硫酸,对原料要求不高,低价易得,术较成熟,设备简单,防腐蚀材料易解决;从生产能力来看,从20世纪90年代开始,随着我国经济的迅速发展,国内对钛白粉的需求量不断攀升,2006年我国钛白粉表观消费量达到了91.28万吨,2001-2006年年均消费量增长率达到了17.9%;从钛白产品类型来看,我国则以未经表面处理的锐钛型为主,红金石型产量少,专业型产品更少,且产品存在白度差、消色力低、研磨分散性差等缺点。
2 “三废”处理硫酸法钛白生产中排出废气、废水、废酸和废渣的数量较多,其中废水和废酸中含有游离硫酸、悬浮物、有机物等污染物质;废气中有含硫气体,若不经处理直接排放,会对环境造成很大的污染,严重影响该地区群众的身体健康。
2.1 废酸和废水处理2.1.1废酸处理硫酸法制取锐钛型涂料钛白,每生产lt钛白就要产生浓度约为20%的废酸6—8t。
排放出来的废酸(即稀硫酸),是一种可以回收和有利用价值的资源,若直接排入含酸废水一同处理,不但浪费了有价值的资源,而且给含酸废水处理装置造成不必要的压力。
从现有钛白粉厂对此种酸性废水的处理工艺来看,工艺治理技术最为成熟、运行效果稳定的治理方案是采用化学处理方法——中和法。
经曝气、沉淀等工艺处理后,SS、pH、色度、COD均能达到国家排放标准,出水洁净,可以排入环境中。
(图1为废酸处理工艺流程)钛白粉生产排出的废酸进入废酸调节池内进行调节、均化水质后,用耐酸泵送入中和反应池,通人石灰乳并控制pH值。
采用机械搅拌方法进行搅拌,出水自流进入机械刮泥竖流沉淀池.再加入石灰乳调整混合液的pH值。
根据沉淀分离效果加入絮凝剂。
经机械刮泥竖流沉淀池处理后的二次废水进入混合废水调节池。
来自中和反应池、机械刮泥竖流沉淀池的污泥依其液位差排入污泥浓缩池。
污泥经浓缩后用泵抽至污泥脱水设备进行脱水。
经脱水处理后的污泥送到专用造粒机、烘干机处理后即得副产品二水硫酸钙。
污泥浓缩池的上清液、污泥脱水设备的压滤液返回混合废水调节池。
2.1.2 废水处理混合废水进入调节池内进行调节水量、均化水质后,用耐酸泵送人中和反应池,通入石灰乳,采用压缩空气搅拌(即曝气),控制pH 值使Fe “转化为Fe3+,同时消除部份中和反应产生的热量及去除有机污染物质。
出水自流进入机械刮泥竖流沉淀池,加入石灰乳调整混合液的pH 值,根据沉淀分离效果补加入絮凝剂,进行沉淀分离,经沉淀池处理后的水可达标排放或回用。
污泥浓缩池的上清液、污泥脱水设备的压滤液返回调节池。
(工艺流程图如图1)2.2 废气处理废气来自煅烧产生的尾气和磨矿工序产生的尾气。
磨矿工序产生的尾气主要通过袋式除尘器收尘后达标,经烟囱排放,煅烧产生的尾气采用酸解罐出口气体经一级文丘里洗涤之后,进水洗塔洗涤,再进二级文丘里洗涤,出二级文丘里的气体经引风机和排气筒排放。
装置投入试运行后,经环保部门多次监测,酸雾可从处理前的421.93/Nm mg 降低为38.73/Nm mg ;2SO 浓度从处理前763/Nm mg 降低为293/Nm mg ,污染物的排放浓度大大低于GB 16297—1996排放标准要求。
(工艺流程图2)图2 煅烧尾气处理流程2.3 废渣处理硫酸法钛白生产中排出的废渣有:酸解废渣、废酸浓缩过滤后的滤渣、石膏渣(中和泥饼)和七水亚铁渣,平均每年生产1t钛白粉会产生3-4t七水硫酸亚铁、0.1-0.2酸解渣、0.02t滤渣和1.1-1.2t 石膏渣。
酸解排出的泥浆经洗涤压滤回收TiO之后的酸解废渣,1吨钛白F2粉约有500kg,主要成份是酸不溶性的钛铁矿和二氧化硅等物,对环境已无不良影响,可送至渣场填埋。
废酸浓缩废渣(O⋅)可采HFeSO42用与硫铁矿掺烧,其比例OFeSOH⋅为比硫铁矿为0.3:l,按掺烧每吨24FeSO⋅可节省0.5377t含硫35%的硫铁矿,每吨硫铁矿按400元计,HO42可节约215.8元,废酸浓缩废渣与硫铁矿掺烧生产硫酸在工业生产中已有成功经验,既做到全部处理废酸浓缩产生的废渣,还可产生可观的经济效益。
石膏渣的处理方法是将石膏晒干,送水泥厂当作熟料添加剂。
硫酸亚铁又称绿矾,是硫酸法钛白生产中的主要副产品,大量的研究表明,O H FeSO 247⋅可以作为生产农药、净水剂消毒剂、氧化亚铁和华蓝等颜料、化肥的原料外,其余的均以难以实现综合利用,只能采用送渣厂堆存的这种无害化处理方式,但是这种方式,既占用土地,又造成环境污染,因此成了大问题。
要有效解决这个问题,可采用O H FeSO 247⋅在64—90℃条件下失去6分子结晶水成为O H FeSO 24⋅,掺烧硫铁矿,用作生产硫酸的原料。
结论:(1)世界钛白工业处于一个成长稳定期,我国钛白工业处于一个成长发展期。
(2)我国制取钛白工业的方法和技术比发达国家落后,产品的品质偏低,高档钛白产品仍需进口。
(3)“三废”处理量大,耗费大,副产品的利用率有待提高。
(4)各工序排放的酸性废水经升流式石灰石滤池,中和处理后,pH 为7-8,可达到排放标准。
(5)酸解工序排放的废气经水洗塔、碱洗塔和除雾净化后,2SO 和3SO 去除率高,可达到排放标准,(6)煅烧工序排放的废气经沉降室、水洗室、碱洗塔和除雾净化后,2SO 和3SO 去除率高,处理后的废气符合国家排放标准。
综上所诉,硫酸法生产钛白粉虽然产品品质低、产生的三废量大,但采取合理、高效的生产工艺和执管部门严格把关,我国的硫酸法钛白工艺一定在原材料和副产品的利用率上有所提高的。
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