中國(guó)粉體網(wǎng)訊  鈦白粉學(xué)名二氧化鈦（TiO₂），具有穩(wěn)定的物理,、化學(xué)性質(zhì),，優(yōu)良的光學(xué),、電學(xué)性質(zhì)，以及優(yōu)異的顏料性能,，是目前用途最廣,、應(yīng)用效果最好的白色顏料，有著白色顏料之王的美譽(yù),。

圖片來(lái)源：中核鈦白

鈦白粉生產(chǎn)方法有硫酸法、氯化法,、鹽酸法等,，本文主要介紹這三種生產(chǎn)方法。

1 氯化法鈦白粉生產(chǎn)工藝流程

氯化法被認(rèn)為是當(dāng)今鈦白粉制取技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)，在利用該技術(shù)生產(chǎn)鈦白粉時(shí),，需要將其生產(chǎn)流程分成三個(gè)階段 ：氯化階段,、氧化階段以及后處理工段,。

1.1 氯化階段

在氯化階段，首先,，高純度的焦炭要與礦石混合,，在高溫作用下,，二者會(huì)與氯氣形成化學(xué)反應(yīng)，并生成鈦氯化物,，但此類(lèi)物質(zhì)的雜質(zhì)較多,，屬粗狀TiCl₄,。然后，借用化學(xué)處理劑或蒸餾法將粗狀TiCl₄進(jìn)行多種離子的去除工作,，其離子包含鉻錳鐵釩,，使四氯化鈦?zhàn)兊酶鼮榧儍�,，轉(zhuǎn)變成為精制的四氯化鈦。

1.2 氧化階段

在經(jīng)過(guò)了氯化工段之后最終得到精制TiCl₄,，還需要經(jīng)過(guò)一定的氧化才能夠最終得到對(duì)應(yīng)的二氧化鈦,。將得到的精制TiCl₄,，以及氧氣和成核劑等一系列反應(yīng)物共同加入反應(yīng)器之中，然后對(duì)其工作的環(huán)境溫度進(jìn)行調(diào)節(jié)和提高,，進(jìn)一步地發(fā)揮氧化工段的效果和作用,。最后通過(guò)低溫的循環(huán)氯氣來(lái)將其驟冷至700℃以下,，再利用管路冷卻到200℃，這時(shí)候的氯氣中就會(huì)存在一定量的二氧化鈦,，將二氧化鈦進(jìn)行分離并且通過(guò)脫氯處理將其收集,，從而進(jìn)入到后處理工段中。

1.3 后處理階段

TiCl₄在實(shí)行氣相氧化以后,，要進(jìn)一步處理其粗狀的TiO₂,，在對(duì)其脫氯后,，應(yīng)繼續(xù)處理與打磨其表面與球磨。當(dāng)前國(guó)內(nèi)一般的鈦白粉后處理工藝流程如圖1所示：

氯化法特點(diǎn)

采用氯化法進(jìn)行鈦白粉的產(chǎn)品生產(chǎn)能有效縮短生產(chǎn)時(shí)間,，減少其工藝控制點(diǎn)，由于能連續(xù)生產(chǎn),，其產(chǎn)品生產(chǎn)的效率較高，控制能力強(qiáng),。氯化法的控制方式為自動(dòng)控制,，其并不會(huì)產(chǎn)生污染物,，可有效降低環(huán)境污染，與此同時(shí),，此類(lèi)鈦白粉產(chǎn)品的質(zhì)量具有較強(qiáng)的穩(wěn)定性，其雜質(zhì)較少,，且消色力大,，在其粒徑均一的情況下,，還有較強(qiáng)的分散性，因此,，應(yīng)用此方式生產(chǎn)鈦白粉產(chǎn)品能有效降低生產(chǎn)成本,，促進(jìn)該行業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益,。

2 硫酸法鈦白粉生產(chǎn)工藝流程

最早應(yīng)用硫酸法的時(shí)間在1918 年，當(dāng)前其生產(chǎn)方法已較為成熟,，其主要的原料為酸溶性鈦渣或鈦鐵,。該方法的流程為硫酸法是用硫酸分解鈦礦成TiOSO₄,， 經(jīng)凈化,、濃縮后，鈦液水解成 TiO₂·H₂O,，水解產(chǎn)物經(jīng)洗滌,、過(guò)濾、煅燒后再進(jìn)行表面處理,，并適時(shí)開(kāi)展分離與除雜工作,，進(jìn)而得到完整的鈦白粉產(chǎn)品。有三種鈦白粉會(huì)采用硫酸法,，其分別為二氧化鈦產(chǎn)品、銳鈦類(lèi)鈦白粉與金紅石類(lèi)鈦白粉,，其生產(chǎn)過(guò)程中主要分為酸解,、浸取,、水解及煅燒等階段。其生產(chǎn)工藝流程圖如圖2所示：

圖2 硫酸法鈦白粉生產(chǎn)工藝流程圖

硫酸法特點(diǎn)

鈦白粉在生產(chǎn)過(guò)程中采用硫酸法的優(yōu)勢(shì)較多,，其一,，該方法采用的原料為酸溶性鈦渣或鈦鐵,，不但較易獲得而且價(jià)格低廉，因而生產(chǎn)成本不高,。其二,，硫酸法的應(yīng)用歷史較早,，其生產(chǎn)方法較成熟，且應(yīng)用的設(shè)備簡(jiǎn)單,，具有較強(qiáng)的可復(fù)制性,，同時(shí)，由于多項(xiàng)技術(shù)的完善,，使其在產(chǎn)品生產(chǎn)上也取得較好的效果。但硫酸法的劣勢(shì)在于其生產(chǎn)的時(shí)間長(zhǎng),，且產(chǎn)品質(zhì)量也正處在進(jìn)步的過(guò)程中,，由于水與硫酸的消耗量較大,，會(huì)衍生出較多的副產(chǎn)物與廢物，從而造成環(huán)境污染,。

3 鹽酸法鈦白粉生產(chǎn)工藝流程

當(dāng)鈦白粉產(chǎn)品的原料為鈦鐵礦時(shí)可采用鹽酸法，鹽酸法鈦白粉的生產(chǎn)過(guò)程主要包括酸解,、還原,、結(jié)晶、萃取,、水解、煅燒,、破碎以及鹽酸回收等工序,。金紅石類(lèi)鈦白粉最常應(yīng)用鹽酸法，此類(lèi)原料的顆粒較松軟,，且粉碎性強(qiáng)，其整個(gè)生產(chǎn)流程都會(huì)完成在含氯介質(zhì)內(nèi)部,。其工藝流程示意圖如圖3所示。

圖3 鹽酸法鈦白粉生產(chǎn)工藝流程示意圖

鹽酸法特點(diǎn)

與硫酸法和氯化法相比,，鹽酸法鈦白粉具有獨(dú)特的優(yōu)勢(shì),。該工藝在鈦白粉制備過(guò)程中產(chǎn)生的副產(chǎn)物氯化亞鐵和氯化鐵可以通過(guò)熱水水解轉(zhuǎn)化為氧化鐵加以利用,，同時(shí)生成的鹽酸可以返回鈦白粉生產(chǎn)主線中，這樣既降低鈦白粉的生產(chǎn)成本,，也避免了因硫酸法生產(chǎn)過(guò)程中的副產(chǎn)物硫酸亞鐵無(wú)法處理而帶來(lái)的環(huán)保壓力; 鹽酸法可以采用普通鈦鐵礦作為原料進(jìn)行生產(chǎn)，與對(duì)原料要求較高的氯化法相比,，在原料選擇方面,，具有一定的優(yōu)勢(shì),。

但鹽酸法也存在缺點(diǎn)，當(dāng)鹽酸體積分?jǐn)?shù)在35% 以下時(shí),，則鹽酸溶解的速度就會(huì)有所下降,，影響產(chǎn)品生成的質(zhì)量，同時(shí),，當(dāng)其揮發(fā)溫度處在較低的狀態(tài)時(shí),，會(huì)給設(shè)備帶來(lái)較大的腐蝕性，且此類(lèi)缺陷較難很快改善,，因此，在工業(yè)生產(chǎn)中鹽酸法的應(yīng)用范圍較窄,。

小結(jié)

除上述硫酸法,、氯化法,、鹽酸法制備鈦白粉外,，鈦白粉制備工藝還包括混合法、磷酸法,、硝酸法等,。目前，工業(yè)制備鈦白粉的方法主要是硫酸法和氯化法,，其他的方法均因設(shè)備腐蝕嚴(yán)重、副產(chǎn)物多且難以處理,、三廢污染大,、能耗高等問(wèn)題而無(wú)法實(shí)現(xiàn)工業(yè)化生產(chǎn),。

隨著技術(shù)水平的不斷提升，鈦白粉行業(yè)飛速發(fā)展,，對(duì)于產(chǎn)品的要求更是精益求精,，技術(shù)人員需大力發(fā)展鈦工藝的生產(chǎn)技術(shù)，加大相關(guān)產(chǎn)品的研究與開(kāi)發(fā),，不斷整合鈦白粉的生產(chǎn)與應(yīng)用方法，借助國(guó)內(nèi)外的鈦資源,，在實(shí)踐中大膽創(chuàng)新,，爭(zhēng)取早日實(shí)現(xiàn)鈦白粉生產(chǎn)技術(shù)上的突破,。

參考來(lái)源：

【1】苗委然.氯化法鈦白粉的生產(chǎn)工藝與技術(shù)經(jīng)濟(jì)探究.工藝與設(shè)備.2021年.

【2】婁曉杰.鈦白粉的生產(chǎn)及應(yīng)用現(xiàn)狀.化工管理.2020年.

【3】王永珊，等.金紅石型鈦白粉后處理工藝技術(shù)分析.工藝與設(shè)備.2021年.

【4】唐勇,，等.鹽酸法鈦白粉生產(chǎn)工藝.氯堿工業(yè).2014年.

【5】廖鑫,，等.鈦白粉制備技術(shù)的研究及發(fā)展.粉末冶金技術(shù).2019年.

（中國(guó)粉體網(wǎng)編輯整理/星耀）

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