中國粉體網訊  鈦白粉學名二氧化鈦（TiO₂），具有穩(wěn)定的物理、化學性質，優(yōu)良的光學、電學性質，以及優(yōu)異的顏料性能，是目前用途最廣、應用效果最好的白色顏料，有著白色顏料之王的美譽。

圖片來源：中核鈦白

鈦白粉生產方法有硫酸法、氯化法、鹽酸法等，本文主要介紹這三種生產方法。

1 氯化法鈦白粉生產工藝流程

氯化法被認為是當今鈦白粉制取技術的發(fā)展趨勢，在利用該技術生產鈦白粉時，需要將其生產流程分成三個階段 ：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，二者會與氯氣形成化學反應，并生成鈦氯化物，但此類物質的雜質較多，屬粗狀TiCl₄。然后，借用化學處理劑或蒸餾法將粗狀TiCl₄進行多種離子的去除工作，其離子包含鉻錳鐵釩，使四氯化鈦變得更為純凈，轉變成為精制的四氯化鈦。

1.2 氧化階段

在經過了氯化工段之后最終得到精制TiCl₄，還需要經過一定的氧化才能夠最終得到對應的二氧化鈦。將得到的精制TiCl₄，以及氧氣和成核劑等一系列反應物共同加入反應器之中，然后對其工作的環(huán)境溫度進行調節(jié)和提高，進一步地發(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℃，這時候的氯氣中就會存在一定量的二氧化鈦，將二氧化鈦進行分離并且通過脫氯處理將其收集，從而進入到后處理工段中。

1.3 后處理階段

TiCl₄在實行氣相氧化以后，要進一步處理其粗狀的TiO₂，在對其脫氯后，應繼續(xù)處理與打磨其表面與球磨。當前國內一般的鈦白粉后處理工藝流程如圖1所示：

氯化法特點

采用氯化法進行鈦白粉的產品生產能有效縮短生產時間，減少其工藝控制點，由于能連續(xù)生產，其產品生產的效率較高，控制能力強。氯化法的控制方式為自動控制，其并不會產生污染物，可有效降低環(huán)境污染，與此同時，此類鈦白粉產品的質量具有較強的穩(wěn)定性，其雜質較少，且消色力大，在其粒徑均一的情況下，還有較強的分散性，因此，應用此方式生產鈦白粉產品能有效降低生產成本，促進該行業(yè)的經濟效益。

2 硫酸法鈦白粉生產工藝流程

最早應用硫酸法的時間在1918 年，當前其生產方法已較為成熟，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， 經凈化、濃縮后，鈦液水解成 TiO₂·H₂O，水解產物經洗滌、過濾、煅燒后再進行表面處理，并適時開展分離與除雜工作，進而得到完整的鈦白粉產品。有三種鈦白粉會采用硫酸法，其分別為二氧化鈦產品、銳鈦類鈦白粉與金紅石類鈦白粉，其生產過程中主要分為酸解、浸取、水解及煅燒等階段。其生產工藝流程圖如圖2所示：

圖2 硫酸法鈦白粉生產工藝流程圖

硫酸法特點

鈦白粉在生產過程中采用硫酸法的優(yōu)勢較多，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格低廉，因而生產成本不高。其二，硫酸法的應用歷史較早，其生產方法較成熟，且應用的設備簡單，具有較強的可復制性，同時，由于多項技術的完善，使其在產品生產上也取得較好的效果。但硫酸法的劣勢在于其生產的時間長，且產品質量也正處在進步的過程中，由于水與硫酸的消耗量較大，會衍生出較多的副產物與廢物，從而造成環(huán)境污染。

3 鹽酸法鈦白粉生產工藝流程

當鈦白粉產品的原料為鈦鐵礦時可采用鹽酸法，鹽酸法鈦白粉的生產過程主要包括酸解、還原、結晶、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用鹽酸法，此類原料的顆粒較松軟，且粉碎性強，其整個生產流程都會完成在含氯介質內部。其工藝流程示意圖如圖3所示。

圖3 鹽酸法鈦白粉生產工藝流程示意圖

鹽酸法特點

與硫酸法和氯化法相比，鹽酸法鈦白粉具有獨特的優(yōu)勢。該工藝在鈦白粉制備過程中產生的副產物氯化亞鐵和氯化鐵可以通過熱水水解轉化為氧化鐵加以利用，同時生成的鹽酸可以返回鈦白粉生產主線中，這樣既降低鈦白粉的生產成本，也避免了因硫酸法生產過程中的副產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行生產，與對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。

但鹽酸法也存在缺點，當鹽酸體積分數在35% 以下時，則鹽酸溶解的速度就會有所下降，影響產品生成的質量，同時，當其揮發(fā)溫度處在較低的狀態(tài)時，會給設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)生產中鹽酸法的應用范圍較窄。

小結

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，其他的方法均因設備腐蝕嚴重、副產物多且難以處理、三廢污染大、能耗高等問題而無法實現工業(yè)化生產。

隨著技術水平的不斷提升，鈦白粉行業(yè)飛速發(fā)展，對于產品的要求更是精益求精，技術人員需大力發(fā)展鈦工藝的生產技術，加大相關產品的研究與開發(fā)，不斷整合鈦白粉的生產與應用方法，借助國內外的鈦資源，在實踐中大膽創(chuàng)新，爭取早日實現鈦白粉生產技術上的突破。

參考來源：

【1】苗委然.氯化法鈦白粉的生產工藝與技術經濟探究.工藝與設備.2021年.

【2】婁曉杰.鈦白粉的生產及應用現狀.化工管理.2020年.

【3】王永珊，等.金紅石型鈦白粉后處理工藝技術分析.工藝與設備.2021年.

【4】唐勇，等.鹽酸法鈦白粉生產工藝.氯堿工業(yè).2014年.

【5】廖鑫，等.鈦白粉制備技術的研究及發(fā)展.粉末冶金技術.2019年.

（中國粉體網編輯整理/星耀）

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