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钛白绿色生产关键技术研究进展
中国钛白粉网 时间:2018年03月06日 03点32分 信息来源:www.chinatio2.net

鞍钢集团钒钛 (钢铁) 研究院、钒钛资源综合利用国家重点实验室吴小平     刘 勇
引 言
白色二氧化钛(TiO2, 也常称为钛白)占全球颜料总产量的60%, 是当今最重要的颜料。

【中国钛白粉网讯】目前全球二氧化钛的年生产量超600万吨,其中决大多数用于颜料。由于其高折射率,良好的光学稳定性和化学惰性,二氧化钛广泛地使用在油漆,橡胶塑料,造纸,化妆品等工业领域。除了常规的颜料应用之外,二氧化钛也被用于其它工业领域,如能源,制药,环境和电子材料。
    有两种工业方法来生产颜料二氧化钛:硫酸法和氯化法。
    硫酸法是用于生产锐钛型和金红石型二氧化钛的第一种方法。该方法用浓硫酸溶解钛铁矿(FeTiO3, 含40%到65 %的TiO2),钛渣(含75%到85%TiO2), 或两者按一定比例搭配的混合物。通过不溶性杂质的分离, 得到钛的硫酸溶液。加入合适的晶种并加热沸腾来实现水合二氧化钛沉淀。将所得沉淀物过滤和洗涤除去酸和可溶性杂质。水合二氧化钛经高温煅烧得到颜料二氧化钛初品。氯化过程需要使用比硫酸法更纯的钛矿。钛矿首先在有碳的条件下与Cl2发生氯化反应, 所得的四氯化钛通过蒸馏纯化。四氯化钛经高温氧化生成二氧化钛。未经处理的颜料二氧化钛初品, 通过球磨机或砂磨机分散在水中以确保消除由烧结聚集体组成的过大颗粒。分散剂通常用来促进二氧化钛在水中的分散。
    在此之后, 生产过程通常对二氧化钛粒子进行无机包膜, 再经过洗涤, 过滤, 干燥, 气粉等工序生产出TiO2产品。
    钛白的生产从本质上是从低纯度的矿石中(主要是钛铁矿: FeOTiO2)提取TiO2。虽然钛铁矿的主要杂质是铁,但也含有其他金属杂质包括锰、铬、钒、锌、铜、铅、镍,以及较小程度的镉和汞。
    二氧化钛的两种生产方法是用硫酸或者氯气从矿石中提取二氧化钛。硫酸法过程通常需要使用超过3吨的酸来生产1吨二氧化钛。而历史上所有这些酸和金属杂质都被排放到水中。虽然氯化物过程中的大部分氯是循环的,但反应杂质是作为金属氯化物排出。两种生产方法都有大量有害气体产生。
    工业废水的产生与排放也引起了极大的关注。在过去的几十年中, 二氧化钛生产中的环境问题已发生了非常积极的变化, 绿色生产的环境理念已在欧美等国家广泛接收。
    例如,自1980年代初以来,欧洲二氧化钛工业已作出重大投

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