中國粉體網(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)兊酶鼮榧儍簦D(zhuǎn)變成為精制的四氯化鈦,。
1.2 氧化階段
在經(jīng)過了氯化工段之后最終得到精制TiCl4，還需要經(jīng)過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,。最后通過低溫的循環(huán)氯氣來將其驟冷至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,、過濾、煅燒后再進(jìn)行表面處理,，并適時(shí)開展分離與除雜工作,，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,、銳鈦類鈦白粉與金紅石類鈦白粉，其生產(chǎn)過程中主要分為酸解,、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,。金紅石類鈦白粉最常應(yīng)用鹽酸法,，此類原料的顆粒較松軟，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程中產(chǎn)生的副產(chǎn)物氯化亞鐵和氯化鐵可以通過熱水水解轉(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)過程中的副產(chǎn)物硫酸亞鐵無法處理而帶來的環(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)備帶來較大的腐蝕性,，且此類缺陷較難很快改善,，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、能耗高等問題而無法實(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)品的研究與開發(fā)，不斷整合鈦白粉的生產(chǎn)與應(yīng)用方法,，借助國內(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,。
參考來源：
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【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.
（中國粉體網(wǎng)編輯整理/星耀）
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