氯化法钛白粉产品质量对比表
钛白粉与二氧化钛
很多人都不是很清楚钛白粉与二氧化钛的区别，有的人说钛白粉就是二氧化钛，其实这种说法比较中立，不能说对，但也不能算错。
钛白粉严格意义上来说是一种商品，主要是二氧化钛制得，而二氧化钛就是一种化学产品。
但是纯度对其二者都有很大的影响，这二者纯度越高，质量越好、性能越好……好了话不多说，我们起来了解一下吧。
（钛白粉-图例）【氯化法钛白粉】氯化法是用含钛的原料，以氯化高钛渣、或人造金红石、或天然金红石等与氯气反应生成四氯化钛，经精馏提纯，然后再进行气相氧化；在速冷后，经过气固分离得到TiO2。
该TiO2因吸附一定量的氯，需进行加热或蒸气处理将其移走。
该工艺简单，但在1000℃或更高条件氯化，有许多化学工程问题如氯、氯氧化物、四氯化钛的高腐蚀需要解决，再加上所用的原料特殊，较之硫酸法成本高。
氯化法生产为连续生产，生产装置操作的弹性不大，开停车及生产负荷不易调整，但其连续工艺生产，过程简单，工艺控制点少，产品质量易于达到最优的控制。
再加上没有转窑煅烧工艺形成的烧结，其TiO2原级粒子易于解聚，所以在表观上人们习惯认为氯化法钛白粉产品的质量更优异。
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。
其缺点是投资大，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。
【钛白粉白色颜料用途广】在颜料中，白色颜料用途最广，白色涂料和浅色涂料都要用到它，所以在涂料生产中，白色颜料的用量要比其他颜料多得多。
涂料常用的白色颜料有锌白、锌钡白、钛白等。
由于有些合成树脂涂料聚合度较大，若加入锌白，则因锌白有碱性，与涂料中的游离脂防酸作用而有变稠的倾向；若加入锌钡白，则耐候性差。
但是使用了钛白就可以改善上述缺点。
因为钛白粒子细小而均匀，光化学稳定性高，在遮盖力方面，金红石型钛白是锌白的7倍、是锌钡白的5.56倍，锐钛型钛白是锌白的5.57倍、是锌钡白的4.3倍；在消色力方面，金红石型钛白是锌白的8.3倍，是锌钡白的6.25倍，锐钛型钛白是锌白的6.4倍，是锌钡白的4.8倍。
钛白粉的生产及应用现状
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。
氯化法钛白粉生产工艺及产污环节分析
一
向混合气体 中喷 入精 制返 回的钒 渣 泥浆 和粗 四氯化 钛 冷却时 ＇ ｒ ｉ ｏ ：粘壁 。含氯尾气全部返 回氯化 工段 。 收集下来 的 Ｔ ｉ Ｏ 送至打浆槽 ， 用脱盐水打浆 、 脱氯 ， 后送 ・ 钒渣、 镁、 铁、 钙等氯化 物杂 质后 ， 分 离器顶 部排 出的含 Ｔ ｍｌ ， 至后 处 理 工 段 。 气体进入 三级冷凝 器冷 凝 ， 冷凝 后液 态粗 Ｔ ｉ Ｃ ｌ ￣送 至精 制工 该工 段浆料脱氯过程有脱 氯废气 （ Ｇ ） 产生 ， 送 氯化尾气
段、 氧化工段 、 后 处理工段等 五个工段 ， 工 艺流程分述 如下。
２ ． １ 配料 工 段
来ｔ ｌ 原 料提浓预 处理 高钛 渣 与石 油焦 按一 定配 料 比加 入到螺旋输 送机 ， 经初 混后送人 流化器 ， 风送 至氯化 工段 ， 经 收尘后 卸入混合料仓 ， 待沸腾氯化 炉使用。 该 工段中高钛渣 和石 油焦的粉碎 、 干 燥过程 均有粉尘 逸 出系统 ， 在有粉尘 逸 出的作 业 点采 用局 部排 风措 施 ， 原料 破 碎 含尘废气 （ Ｇ 。 ） 经“ 旋风 ＋ 布袋” 收尘器 回收粉 尘后排人 大 气。
作者简介 ： 贾 荣畅 （ １ ９ ８ １ 一） ， 男， 山东沾化人 ， 硕士 ， 工程师 ， 现从 事环境 影响评 价技 术 、 清 洁生产 审核 以及化 工环保方 面 研究工作 。
第 ７期
贾荣 畅 ， 等： 氯 化法钛 白粉生产工艺及产 污环节分 析
・１ ｌ ３・
合气体。氯化最初反应 的热量来 自于碳 电阻块 电加 热 。 反应 成的 Ｔ ｉ Ｏ 悬浮 在含氯尾 气 中， 经套 管快速冷 却后 ， 进入 布袋 旦开始后 ， 氯化反 应将放 出足够 的热量 ， 可停止外部加热 。 过滤器收集 Ｔ ｉ ｏ ２ 。在 氧化夏应器冷 却段 喷入 Ｎ ａ Ｃ Ｉ 晶体 防止
氯化法生产钛白粉
纳米钛白粉的用途在清漆中含有0.5%~4%的纳米钛白粉，便能防止木材受光照后发黑；在食品包装用塑料薄膜中加入0.1%~0.5%的纳米钛白粉可防止食品受光照后氧化，以及肉类等食品在橱窗中受荧光灯照射后氧化变色；在塑料中使用能防止塑料本身被日光降解；在农用薄膜中使用能提高它的强度和耐久性；在化妆品使用提高化妆品的防晒和抗紫外线的能力，此外它还在精密陶瓷和光催化剂等一些特殊领域中受到青睐。
同时钛白粉也应用于颜料中，在颜料中的质量百分比越高，遮盖力越高。
氯化法生产钛白粉技术1、氯化法技术的主要步骤如下：①氯化，用氯气在还原气氛下氯化钛原料；②精馏，四氯化钛冷凝、精馏提纯；③氧化，四氯化钛氧化生成TiO2.同时，还有各种通过水解TiCl4的工艺方案，但这些工艺都无商业经济价值。
氧化工艺其优势所在是氯气可循环使用，即此阶段产生的氯气可回收返回氯化工序中。
2、氯化在氯化法生产钛白粉工艺中首先要生产四氯化钛（TiCl4）。
其生产是用钛原料与烧结的石油焦饼和经预热的氯气混合，并在800~1000℃的温度条件下反应。
其通常的氯化反应器是采用硫化床反应器，也有其他的一些反应器。
氯化反应器采用钢衬耐火材料，其内部采用夹套冷却，氯气或四氯化钛在高温条件腐蚀性极强，所以，甚至选用高质量的耐火材料，其使用寿命也有限。
石油焦中的炭在氯化反应中的主要目的是移走钛矿中的氧，所以尽可能减少与金属反应的氯含量，若还原剂的存在TiO2的氯总是足够的。
起初的反应热是有电能提供的，使用石墨电极，开始反应时需要大量的热量，在进行氯化反应器时，焦饼与TiO2的比例需要仔细控制。
温度太低，TiO2变成TiCl4转化率低。
其未反应的氯气穿过反应器，而利用率低；温度太高反应器材料将熔融，堵塞气孔。
目前有部分公司具有使用钛精矿和高钛渣或金红石或板钛矿混合进料技术与商业生产能力。
其进料的矿可达TiO260%含量，其目的是降低原料的生产成本。
其他的氯化公司采用参合原料量不能低于TiO285%。
钛白粉生产工艺 氯化法钛白粉的生产工艺过程
钛白粉生产工艺氯化法钛白粉的生产工艺过程氯化法对于硫酸法而言是一个技术进步，它可以高效率的连续化、自动化操作，产品质量好。
而氯化法的工艺流程比硫酸法短得多，主要包括四氯化钛制备、四氯化钛的氧化和二氧化钛的表面处理三大部分。
氯化法对于硫酸法而言是一个技术进步，它可以高效率的连续化、自动化操作，产品质量好，直接排放的“三废”比硫酸法少得多，这是它可以取而代之硫酸法的基本原因。
但是氯化法“三废”少主要取决于它的原料，大部分氯化法工厂使用的原料是TiO2含量95%以上的天然金红石或TiO2含量90%左右的人造金红石和钛渣，只有美国杜邦公司的氯化法工艺使用TiO2含量60%~84%的混合矿，当然这种工艺的“三废”排放量要比使用天然金红石和人造金红石或钛渣工艺的高，氯化法一般只能生产金红石型。
氯化法的工艺流程比硫酸法短得多，主要包括四氯化钛制备、四氯化钛的氧化和二氧化钛的表面处理三大部分。
1、四氯化钛的制备与精制氯化法对原料的要求比硫酸法苛刻得多，它要求使用TiO2含量在90%以上的钛矿，目前常用的有天然金红石矿、人造金红石和高钛渣。
氯化法对矿粉的细度和湿度要求比硫酸法严，因为在沸腾氯化时要使质量较重的钛矿和质量较轻的石油焦或焦碳都能顺利的流态化，矿粉细度的均匀是很重要的，此外湿度大水分含量高，在氯化过程中会产生氯化氢和氯化氧钛，前者会腐蚀设备，后者会堵塞管道、阀门。
二氧化钛的氯化反应是一个可逆的吸热反应，而且必须有还原剂的存在下才能进行，否则温度高达1800℃也无法氯化，反应式如下：TiO2+C+Cl2→TiCl4+CO(CO2)从上式可以看出反应的副产物不仅有CO，也可能有CO2，一般反应温度在700℃以上，以生成CO 为主，反应温度在700℃以下，以生成CO2为主，因此测定炉气中的CO/CO2比值，可以掌握炉内的氯化状况。
过去那种老式的固定床氯化法，现在已被沸腾化炉取代，固定床需要事先把金红石矿与石油焦按一定比例(钛渣：石油焦:沥青=7:2:1)混捏制团焦化，不利于连续化、自动化操作。
氯化法制钛白粉
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。
【精品文章】硫酸法和氯化法钛白粉产品在各产品中的优缺点
硫酸法和氯化法钛白粉产品在各产品中的优缺点
钛白粉的化学名称是二氧化钛（TiO2），它也是目前世界上公认性能最为优越的白色颜料。
其制造方法有两种，硫酸法和氯化法。
目前全球55%为氯化法产品，在欧美发达国家，氯化法的比例已经达到70%。
我国近年来也在大力推进化法钛白粉项目，远在2005年就列为《产业结构调整指导目录（2005年本）》的鼓励类项目。
一、在涂料应用中的比较
涂料行业是钛白粉的最大用户，特别是金红石型钛白粉，大部分被涂料工业所消耗。
全球涂料工业所消费的TiO2占二氧化钛颜料总消费量的58%～60%，我国的此项消费比例更高一些，约为60%～65%左右。
钛白粉是涂料工业中用量最多的一种颜料，占涂料着色剂成本的一半，在涂料工业中的消费量占涂料工业消费各种颜料总量的90%，在涂料原料成本中占10%~25%。
众所周知，钛白粉的工艺方法主要分为硫酸法与氯化法，二者由于生产原料和工艺程序的不同，造成产品的性能各有优劣。
基于不同涂料的使用特性，对钛白粉耐候性、遮盖力、美观性、分散性几方面都有不同的要求，两种不同的生产工艺硫酸法与氯化法的应用效果如下：
在使用量方面，硫酸法金红石比氯化法金红石通常多5%至15%。
在分散性方面，硫酸法金红石比氯化法金红石约差10%左右。
在遮盖力方面，氯化法金红石钛白粉要比硫酸法金红石高10%至15%。
在表面性能、流动性、耐黄变性、调色稳定性方面，氯化法金红石钛白粉都要优于硫酸法金。
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
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。
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质检科2014年6月13日
氯化法钛白粉质量对比
项目实测值备注
产品牌号R902LR793CR510
TiO2含量，%92.692.793.5GB/T
1706-2006颜色(与标样比)不低于不低于不低于
金红石含量，%99.7799.9099.80XRD
消色力116118118GB/T
1706-2006 Tcs值216821532162雷诺兹数Scx值 3.40 3.63 3.40
湿法L值95.9595.1995.28 b值 1.290.99 1.01
吸油量，g/100g16.420.318.4电阻率Ω•cm10100127008600分散性um18.012.515.0 PH值7.77.57.48
干粉L值99.0698.3199.01
b值 1.120.57 1.11
Wh(白度)98.5198.3198.50亨特白度
技术部质检中心
2014-9-12
钛白粉紫外老化试验报告
一、试验条件:
试验方法:紫外线老化试验箱
试验条件:温度60℃，喷淋，辐照循环99.99H，15W紫外线灯管
试验时间:2014年06月11日至2014年07月10日
试验样品:钛白粉油相白度,分散白度
样品批号:20140611144
样品尺寸:厚度200um
样品制备:,分散白度称取醇酸树脂9.24g，溶剂油17.16g，钛白粉17.6g调制
试验设备:
紫外线老化试验箱,型号TUV301产地：广州泰德仪器设备有限公司
快手涂料快速分散机,型号KS-370产地：上海现代环境工程技术有限公司二、试验结果:
紫外耐候老化实验结果数据如下图所示，其中X轴为时间轴，共计20天，Y轴为b值。
下图为兴茂老化实际图
1、
2、
CR-510
时间L值∆L值b值∆b值白度∆白度
0h93.94 1.0391.81
200h91.50 1.54 2.26 1.2391.770.04 500h90.86 2.18 2.45 1.4290.31 1.5
LR793
时间L值∆L值b值∆b值白度∆白度
0h93.06 1.1290.09
200h90.61 2.45 1.810.6990.050.04 500h89.58 3.48 1.990.8789.190.9
R902
时间L值∆L值b值∆b值白度∆白度
0h93.710.4690.66
200h91.09 2.62 1.82 1.3690.610.05
500h90.44 3.27 1.95 1.4990.000.66三、总结
在试验过程中，钛白粉油相光泽变暗，颜色变黄，无粉化，起泡，裂纹现象。
有少许斑点出现。
抗老化综合性能：LR793＞R902＞CR510。