一、概述(Introduction)
自1791年发现钛元素到1918年采用硫酸法商业生产钛白粉以来，至今已有80多年的生产和商业使用历史。钛白粉生产方法主要有硫酸法和氯化法。
硫酸法是用钛精矿或酸溶性钛渣与硫酸反应进行酸解反应，得到硫酸氧钛溶液,经水解得到偏钛酸沉淀;再进入转窑煅烧产出TiO2。硫酸法以间歇法操作为主，生产装置弹性大，利于开停车及负荷调整。但其工艺复杂，需要近二十几道工艺步骤，每一工艺步骤必须严格控制，才能生产出*好质量的钛白粉产品，并满足颜料的*优性能。硫酸法既可生产锐钛型产品，又可生产金红石型产品。
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*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，故所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
一、钛白粉原料来源及加工(Raw materials for TiO2 pigment manufacture)
主要有两种具有经济开采利用的钛矿—岩矿和砂矿。如图二所示、多数钛矿在其适合用于钛白粉颜料加工之前，需要进行浓缩与富集、或用其他的加工方法以提高TiO2在原料中的含量。采用通常的选矿方法如重选、磁选、静电选等进行选矿，进一步的加工是电炉冶炼成高钛渣和铁还原与化学处理生产人造金红石。
三．钛白粉生产工艺技术(TiO2 pigment manufacturing technology)
1、 硫酸法生产工艺技术(Sulfate technology)
如图一、所示，硫酸法技术的主要工艺步骤是：
●TiO2原料用硫酸酸解；
●沉降，将可溶性硫酸氧钛从固体杂质中分离出来；
●水解硫酸氧钛以形成不溶水解产物或称偏钛酸；
●煅烧除去水份，生成干燥的纯TiO2。
若采用的*初原料配料的铁含量高或钛含量低时，则要在净化和水解之间增加去除和回收七水硫酸亚铁和浓缩钛液工艺步骤。
2 氯化法生产技术（Chloride technology）
2．1如图一所示，氯化法技术的主要步骤是：
● 氯化，用氯气在还原气氛下氯化钛原料；
● 精馏，四氯化钛冷凝、精馏提纯；
● 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到氯化工序中。
3、后处理(Pigment finishing)
无论从硫酸法煅烧，还是从氯化法氧化之后所产生的钛白粉是十分纯的产品，但作为颜料填料并不使用这种产品，通常根据不同的市场用途如涂料、塑料和造纸需进行后处理。其目的是改善其应用性能：
•提高钛白粉的耐候性
•提高钛白粉在不同介质溶剂、塑料、水溶性乳胶中的分散性
•提高钛白粉润湿性
•提高遮盖力及光泽
后处理主要有湿磨、无机包膜、洗涤、干燥、气流磨及有机包膜和产品包装等工序 |
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