氯化法钛白粉生产工艺在中国的可持续发展
国内外钛白粉工业现状与发展

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。
氯化法?硫酸法?我国钛白粉生产该哪法?

氯化法?硫酸法?我国钛白粉生产该哪法?目前我国98%以上的企业仍使用传统的硫酸法生产工艺,在生产过程中要排放大量的废硫酸、酸性废水、废渣和废气,许多生产厂家污染严重,环保问题突出。
而另一种生产钛白粉的氯化法工艺技术因其生产过程环保和产品质量较高,是国际公认的、替代硫酸法的新一代先进技术。
目前全球氯化法钛白粉与硫酸法钛白粉的产能比例大约为6∶4。
氯化法钛白粉技术比硫酸法更先进、更环保,这已经成为国际钛白粉生产企业的共识,目前国内仅有中国中信集团控股的锦州钛业有限公司全面采用氯化法工艺生产。
那为什么我国众多企业不选用氯化法,而选择硫酸法。
哪种方法适应我国国情?适应我们的才是最好的。
我们不妨就这两种方法做一个简单的对比。
氯化法生产工艺优点是流程短,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。
但是缺点是氯化法仅能生产金红石型钛白粉,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。
目前世界钛白粉生产总量中的54%为氯化法产品,其中80%以上产自美国杜邦公司、科斯特、特诺和亨兹曼四大公司。
硫酸法可以生产锐钛型和金红石型钛白粉,硫酸法也能以价低易得的钛铁矿与硫酸为原料,技术较成熟,设备简单,防腐蚀材料易解决,再加上硫酸法钛白粉生产工艺发明较早,到1923年,该工艺在全球范围内已经进入成长期,世界各国都开始应用硫酸法技术生产锐钛型钛白粉产品,硫酸法生产工艺相对氯化法相比比较成熟,所以我国大部分企业选择硫酸法。
但我们也看到,生产每吨钛白粉消耗新鲜水100~150吨,综合能耗约1.6吨标煤,同时约产生浓度20%的废硫酸8吨、酸性废水100吨、废渣8吨,以及含二氧化硫、酸雾和粉尘的废气2.5万立方米。
以可比口径计算,国内钛白粉行业每万元产值的工业废水排放量、废气排放量、二氧化硫排放量,分别是化工行业平均水平的3.85、1.03、2.13倍,是全部工业行业相应指标的3~8倍。
年产万吨氯化法钛白粉生产工艺设计

年产万吨氯化法钛白粉生产工艺设计引言钛白粉是一种重要的无机颜料,广泛应用于涂料、塑料、纸张和陶瓷等工业领域。
目前,氯化法是最常用的钛白粉生产工艺之一。
本文旨在设计一种能够年产万吨氯化法钛白粉的生产工艺,以满足市场需求。
工艺流程原料准备1.钛矿的选择:钛矿是氯化法钛白粉生产过程中的主要原料。
常用的钛矿有金红石型钛矿、钛铁矿等。
选择合适的钛矿对于保证产品质量至关重要。
2.粉碎和磨矿:将选择好的钛矿进行粉碎和磨矿处理,以增加表面积,利于后续的氯化反应。
氯化反应1.氯化:将经过磨碎处理的钛矿与氯化剂(一般为氯化钠)进行氯化反应,生成氯化钛。
2.升温:将氯化钛在高温环境下进行升温,使其发生化学反应。
升温过程有利于钛矿中的杂质物质的分解和挥发。
3.淘洗:将升温后的产物经过淘洗、沉淀等步骤,去除杂质和未反应的氯化剂。
1.过滤:将淘洗后的产物进行过滤,分离固体和液体。
2.干燥:将过滤得到的湿饼进行干燥处理,以获得干燥的钛白粉。
3.研磨:对干燥后的钛白粉进行研磨,以获得细腻的粉末状钛白粉。
关键装置和技术参数氯化反应器氯化反应器是整个生产工艺中最关键的装置之一。
其容积应根据年产量进行设计,同时还需考虑反应物料的特性,确保反应能够充分进行。
此外,反应温度、反应物料的加入速度、搅拌方式等也是需要重点考虑的技术参数。
过滤设备过滤设备的选用对于钛白粉的纯度和产品质量起到至关重要的作用。
常见的过滤设备有压滤机、真空过滤机等。
根据生产能力和经济效益,选择合适的过滤设备进行过滤操作。
热风炉热风炉是实现钛白粉干燥的关键设备之一。
其主要功能是提供高温热风,以将湿饼中的水分蒸发掉。
热风炉的温度控制和热风流量的调节都对于干燥的效果有重要影响。
同时,热风炉的节能性能也是需要考虑的因素。
研磨设备用于对干燥后的钛白粉进行细磨和提升产品质量。
常见的研磨设备有球磨机、立磨机等。
其设计参数包括研磨时间、研磨介质材料等。
产品质量控制为了达到高质量的氯化法钛白粉生产,必须对产品的质量进行严格控制。
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。
氯化法钛白粉的生产工艺探究

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。
中国钛白工业的现状、特点、发展前景[1]
![中国钛白工业的现状、特点、发展前景[1]](https://img.taocdn.com/s3/m/a388bebe011ca300a7c39094.png)
中国钛白工业的现状、特点、发展前景[1]中国钛白工业的现状、特点、发展前景中国钛白工业的现状、特点、发展前景1中国钛白工业发展史简述中国的钛白粉工业始于20世纪50年代中期。
1956年,在上海、广州和天津等地分别设厂,利用硫酸法工艺生产电焊条焊剂用和搪瓷用的非颜料级钛白粉。
第一套正规设计的锐钛型钛白生产装置于60年代末期建立在湖南株洲化工厂(现湖南永利化工)。
80年代初期,为了综合利用我国丰富的攀枝花--西昌地区钒钛磁铁矿资源,在国家有关部门组织下,有关研究、设计和生产单位在江苏镇江共同进行用攀矿作原料的硫酸法金红石型钛白试验,获得初步成功。
与此同时,国内7家企业联合从澳大利亚引进硫酸法金红石型钛白制造技术,并建成数条生产线,但由于种种原因,效果并不理想。
90年代,甘肃、重庆和山东先后花巨资分别从东欧的捷克斯洛伐克和波兰引进三条各自为1.5万t/a的硫酸法金红石型钛白生产线,迄今,这三座生产装置的规模和先进程度在业内都是屈指可数的,可以说,随后我国钛白工业都是在此基础上蓬勃发展起来的。
近10多年来,我国钛白工业的面貌和结构发生了显著的变化,也取得了令人瞩目的成就。
自2001年起,我国钛白工业总体规模已位居全球第二,国际上先进的生产装备、工艺技术和检测手段在业内已逐渐普及,全行业的综合生产力水平有了明显的提升。
产品质量已能满足国内需求,并大量出口(2006年出口近20万t)国际市场。
为适应全球经济一体化的形势需要,钛白行业目前正在奋发努力,不断提高竞争实力,发挥自身优势,完善不足,向规模化和集约化发展,实现产业升级。
2中国钛白工业当前的整体状况2.1生产商、产能及产量1998年以后,中国钛白工业持续高速发展,入门企业不断增加,至2007年末,全国建成并正常生产的企业共有67个,几乎是十年前的3倍;1998年,全国的钛白总产能约为19万t/a,2007年达到130万t/a,增加了近6倍;1998500 28云浮市惠沄钛白粉有限公司14 46014 460 29攀枝花兴中钛业有限公司7 400(粗)7 00014 400 30藤县金茂钛业有限公司13 03313 033全国总计402 054533 730~538 73051 664~56 664990 448~1 000 448表2列出了1998-2007年间,我国钛白的各年总产量和市场表观需求量。
氯化法钛白粉的生产工艺与技术经济分析

[作 者 简 介 ]邓 科 (1977— ),男 ,化 工 工 艺 工 程 师 ,从 事 化 工 新 材 料 和 工 艺 过 程 的 开 发 与 应 用 。
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中国氯碱
2012 年第 1 期
氯化物三氯化铁,然后,用冷四氯化钛喷淋等办法冷 凝收集低沸点的四氯化钛 (内含四氯化硅和三氯氧 矾等),经过滤除泥浆,得到粗四氯化钛。粗四氯化钛 经除矾(一般用矿物油),再经蒸馏除去四氯化硅等 低沸点杂质,得到相对高纯度的精制四氯化钛。 1.2 氧化工段
中国氯碱 China Chlor-Alkali
No.1 Jan.,2012 23
氯化法钛白粉的生产工艺与技术经济分析
邓 科,唐 勇,孙永贵,张定明,何 波,陈 洪 (宜宾天原集团股份有限公司,了国内氯化法钛白粉生产技术进展及其存在的问题,并详细介绍了以石油焦、钛渣和氯
30%左右,其余为银行贷款。 (3)依照目前市场 行 情 ,产 品 金 红 石 钛 白 粉 、
32%盐 酸 、9%次 氯 酸 钠 含 税 价 分 别 以 22 000 元/t、
第1期
邓 科,等:氯化法钛白粉的生产工艺与技术经济分析
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180 元/t、150 元/t 计。 据此,则可测算正常年份年销 售收入为 220 530.55 万元。
流化床氯化主要设备是沸腾氯化炉, 通常用材 质为钢,衬有耐火材料并罩有外部水冷套。金红石矿 或高钛渣等富钛料经粉磨后, 与一定比例的石油焦 从沸腾层上方加入沸腾炉, 从氧化工序返回的循环 氯气从炉底加入, 氯化反应在 925~1 010 ℃下连续 进行,TiO2 及铁、硅、矾、钙、镁及其他金属的氧化物 被转化成相应的氯化物,随气体离开氯化炉。反应气 体先经旋风分离器将未反应的固体粉尘和不挥发的 氯化物从反应气体中分离出来, 随后, 进行逐级冷 却、冷凝,先分离出亚铁的氯化物,再分离中沸点的
钛白粉发展现状与未来

钛白粉发展现状与未来作者:刘军来源:《现代盐化工》2019年第04期摘; ;要:从钛白粉的生产历史以及材料的特性应用着手,对钛白粉市场及发展进行分析,介绍国内钛白粉产业生产现状。
对钛白粉的生产技术提出建议,并指出钛白粉领域的发展方向。
关键词:钛白粉;发展和应用;现状与未来1791年,科学家在分析砂鐵的时候发现了一种新的白色氧化物,这种物质最终确定为二氧化钛(TiO2)。
1912年,发明了由矿石生产钛白粉的硫酸法,1940年以后,生产方法更为先进,氯化法进入工业性试验,并于1958年在美国开始了工业化生产。
二氧化钛的应用市场发展非常迅速,就市场价值而言,二氧化钛是仅次于合成氨和磷化工的第3大无机化学品。
1; ; 钛白粉的特性及应用方向二氧化钛,又名钛白粉,白色固体或粉末状,两性氧化物,分子质量为79.9,具有高度的化学稳定性、耐热性、耐候性,无毒,具有最佳的不透明性、白度和光亮度,具有良好的着色力和遮盖力,被认为是目前世界上性能最好的一种白色颜料,是应用最广、用量最大的一种无机颜料,广泛应用于涂料、塑料、造纸、印刷油墨、化纤、橡胶、化妆品、搪瓷、电焊条、陶瓷、电子、冶金等工业。
二氧化钛的熔点很高,也被用来制造耐火玻璃、釉料、珐琅、陶土、耐高温的实验器皿等[1]。
二氧化钛一般分锐钛型(简称A型)和金红石型(简称R型)。
2017年10月27日,世界卫生组织国际癌症研究机构公布的致癌物清单(初步整理参考)中,二氧化钛在2B类致癌物清单中。
2; ; 钛白粉市场全球钛白粉产能从2011年的638万t增长至2017年的741万t,海外产能主要集中在杜邦(科慕)、亨斯迈、科斯特、康诺斯、特诺手中,5大巨头合计产能394万t,占比约52%。
中国产能355万t,占比48%。
除中国以外,全球钛白粉产能集中度非常高。
作为钛白粉行业的领导者,这些海外企业巨头在较大程度上主导着全球钛白粉的供给、价格和发展。
扣除我国的产能增长,国外实际产能为负增长。
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•氯化法钛白粉生产工艺在中国的可持续发展
•2011-4-13 8:50:46 钛白粉交易平台
{中国钛白网讯}钛白粉生产方法主要分为硫酸法和氯化法,目前我国的钛白粉生产基本上采用硫酸法。
氯化法采用连续工艺,与硫酸法相比,过程简单,产品质量易于控制,大大减少了废弃物的产生,并大幅度节省能源。
由于氯化法在环保、能耗和产品质量等方面具备的明显优势,全球过去20年间新增的产能主要集中于氯化法。
最近一两年,中国采取氯化法工艺的新建项目也纷纷上马。
根据原料矿石性质和副产金属氯化物处置方法的不同,氯化法的前段工艺可以采用下列四种不同的方案:
以上各方案针对不同的厂址均可能存在优势或限制。
方案A 工艺生命周期(即从矿源到钛白粉成品)能耗低,环境压力小但对地质条件要求高,环保设施投资多,且技术难度大,不易掌握;方案B 前段反应条件偏氧化,利于毒性强的二恶英类物质生成;方案C 地面固废量大,耗水量较高;方案D 被目前国际上主要氯化法生产厂商所采用,此工艺生命周期能耗较高,放射性物质相对富集于地面渣场。
氯化法不同工艺方案的优劣,不能一概而论,而要根据环境、能耗、经济可行性和社会效益综合考虑其可持续发展性来评价。
若是在现有厂址进行扩建,则应选择对该厂址最具可持续发展的工艺方案;若是新建工厂,则工艺方案的选取应充分遵循综合环境影响最小和生命周期(即从矿源到钛白粉成品)能耗最低的原则。
说到生命周期能耗,就不能不提钛资源的分布及利用情况。
钛在地壳中含量为4400 克/吨,居自然元素丰度第九位,比常见金属铜、铅和锌的总量还多。
已发现含钛1%以上的矿物有80 多种,工业上使用的主要有两种:金红石和钛铁矿。
金红石含TiO2 品位高,但储量有限,分离步骤复杂。
钛铁矿储量丰富,是钛白粉工业的最主要原料,因TiO2 含量相对低,须通过物理方法进行富集。
钛铁矿分岩矿和砂矿两种。
它们既有原生的(岩矿),也有次生的(风化残坡积及沉积砂矿)。
典型的原矿TiO2 含量只有几个百分点,经过重选、浮选、磁选或电选等方法选矿后,可制得TiO2 含量在30-70%之间的各级钛铁矿精矿。
如下图所示,从钛铁岩矿选矿得来精矿含TiO2 大约为30%-45%。
主要为硫酸法厂商使用。
也有制矿公司将这类钛铁岩矿在还原条件下加热到1600 摄氏度以上熔炼制成硫酸法级钛渣,甚至提纯为更高级的钛渣为氯化法厂家所用。
钛铁砂矿经选矿后根据磁选的步骤多少,可进一步分为3 档,含TiO2 在45~58%的称为初级钛铁矿,含TiO2 在58-64% 和64-70%分别为二级和三级钛铁矿。
初级钛铁矿可直接为硫酸法使用或进一步炼制成氯化法级钛渣供给氯化法厂商。
品位相对高的钛铁矿(58%-70%)以及白钛石(蚀变钛铁矿)可直接为杜邦氯化法使用。
天然金红石储量有限,不可能大规模使用。
人造金红石是以二级钛铁矿为原料,通过还原和酸浸提高TiO2 含量。
但此法有两个限制,一是原料中铬、镁含量不可过高,二是精炼厂必须有处理或处置废弃物的能力。
中国虽然是世界上钛储量最丰富的国家,但这些重要的资源大都以中低品位(45%-47%)的形式存在。
如果能使用中低品位矿源直接生产钛白粉就可以避免消耗大量的能源将它们转化成富钛矿(生产1 吨富钛原料的电耗大约为3000 千瓦时),既节约了能源又减少了环境压力。
直接使用富集后的中等品位(60%)钛铁矿和精炼高品位钛矿(90%及以上)生产钛白粉的详细生命周期能耗对比请参见下图。
此外,直接使用中低品位的钛矿也可以增加钛白粉企业原料采购的灵活性,避免过度依赖国外矿商寡头,重蹈中国钢铁业受控于国外铁矿供应商的覆辙。
目前,全球的钛白粉总需求大大超过总供给能力,而且短期内难有改观。
各钛白粉企业都开足马力奋力生产,这自然也导致了钛矿特别是高品位矿的供不应求。
如果钛白粉生产企业不加大技术研发力度,只能使用高品位钛矿进行生产,势必推涨高品位钛矿的价格,使企业承受更大的成本压力。
正因为这些原因,本着节能减排和可持续发展的基本原则,杜邦钛白科技公司经过半个多世纪的实践和理论研究,终于发现并成熟掌握钛白粉工业发展至今最佳的工艺方案是在地质条件适合的厂址采用有效成分约60%的钛铁矿为原料,使用氯化法,并用地下灌注技术安全地处置副产的金属氯化废液。
当然,这一结论成立的重要前提是厂址所在地的地质条件适合深井灌注,主要包括足够的隔离和缓冲地层以及充分的灌注层容量。
地下灌注是指通过严格的建造和控制的深井将液体废物(灌注物)注入深层地下多孔岩石或土壤地层的污染物处置技术。
美国使用该技术已经有50 多年的经验,并制定了一整套比较完善的法规及相关管理条例,可以有效防止对可饮用地下水的污染。
依照灌注物性质的不同,美国环保署将深井分为五类,目前美国有用于危险废物处置的I 类深井逾百口,美国通过土地处置的危险性废物中有89%是通过I 类灌注井进行处置的[1]。
美国环保署的研究结论是深井灌注是对人类和生物圈环境影响很小的一种安全的废液处置技术。
作为一种第四维的环境容量,深井灌注从使用数量到应用范围都在不断发展[2]。
中国的钛矿虽然品位普遍不高,但中国幅员辽阔,地质多样性好,有许多天然的地质盆地可以采用深井灌注技术。
需要特别强调的是,用于地下灌注的深井在选址、建造和控制上都有严格的要求[3]。
前期选址周期长、耗资大,主要工作包括区域地质研究,勘查井钻探,在获得足够的地质资料基础上进行地质模型构造、灌
注井位和层位选取、液团迁移模拟、兼容性和敏感性分析等研究论证。
选址和建设的一次性投资往往达数千万美元之巨,需要一定的建设规模和长期的稳定生产方能实现经济可行性。
综上所述,在地质条件适合的厂址选用TiO2 含量在60%左右的钛铁矿原料,采用深井灌注方式处置金属氯化废液,渣场填埋少量金属氢氧化物滤饼的氯化法钛白粉生产工艺应是所有氯化法工艺中生命周期能耗最低,综合环境影响最小的可持续发展的生产工艺。