一、概述(Introduction)
自1791年發現鈦元素到1918年采用硫酸法商業生產鈦白粉以來，至今已有80多年的生產和商業使用歷史。鈦白粉生產方法主要有硫酸法和氯化法。
硫酸法是用鈦精礦或酸溶性鈦渣與硫酸反應進行酸解反應，得到硫酸氧鈦溶液,經水解得到偏鈦酸沉淀;再進入轉窯煅燒產出TiO2。硫酸法以間歇法操作為主，生產裝置彈性大，利于開停車及負荷調整。但其工藝復雜，需要近二十幾道工藝步驟，每一工藝步驟必須嚴格控制，才能生產出*好質量的鈦白粉產品，并滿足顏料的*優性能。硫酸法既可生產銳鈦型產品，又可生產金紅石型產品。
氯化法是用含鈦的原料，以氯化高鈦渣、或人造金紅石、或天然金紅石等與氯氣反應生成四氯化鈦，經精餾提純，然后再進行氣相氧化；在速冷后，經過氣固分離得到TiO2。該TiO2因吸附一定量的氯，需進行加熱或蒸氣處理將其移走。該工藝簡單，但在1000℃或更高條件氯化，有許多化學工程問題如氯、氯氧化物、四氯化鈦的高腐蝕需要解決，再加上所用的原料特殊，較之硫酸法成本高。氯化法生產為連續生產，生產裝置操作的彈性不大，開停車及生產負荷不易調整，但其連續工藝生產，過程簡單，工藝控制點少，產品質量易于達到*優的控制。再加上沒有轉窯煅燒工藝形成的燒結，其TiO2原級粒子易于解聚，故所所以在表觀上人們習慣認為氯化法鈦白粉產品的質量更優異
一、鈦白粉原料來源及加工(Raw materials for TiO2 pigment manufacture)
主要有兩種具有經濟開采利用的鈦礦—巖礦和砂礦。如圖二所示、多數鈦礦在其適合用于鈦白粉顏料加工之前，需要進行濃縮與富集、或用其他的加工方法以提高TiO2在原料中的含量。采用通常的選礦方法如重選、磁選、靜電選等進行選礦，進一步的加工是電爐冶煉成高鈦渣和鐵還原與化學處理生產人造金紅石。
三．鈦白粉生產工藝技術(TiO2 pigment manufacturing technology)
1、 硫酸法生產工藝技術(Sulfate technology)
如圖一、所示，硫酸法技術的主要工藝步驟是：
●TiO2原料用硫酸酸解；
●沉降，將可溶性硫酸氧鈦從固體雜質中分離出來；
●水解硫酸氧鈦以形成不溶水解產物或稱偏鈦酸；
●煅燒除去水份，生成干燥的純TiO2。
若采用的*初原料配料的鐵含量高或鈦含量低時，則要在凈化和水解之間增加去除和回收七水硫酸亞鐵和濃縮鈦液工藝步驟。
2 氯化法生產技術（Chloride technology）
2．1如圖一所示，氯化法技術的主要步驟是：
● 氯化，用氯氣在還原氣氛下氯化鈦原料；
● 精餾，四氯化鈦冷凝、精餾提純；
● 氧化，四氯化鈦氧化生成TiO2。
同時，還有各種通過水解TiCl4的工藝方案，但這些工藝都無商業經濟價值。氧化工藝其優勢所在是氯氣可循環使用；即：此階段產生的氯氣可回收返回到氯化工序中。
3、后處理(Pigment finishing)
無論從硫酸法煅燒，還是從氯化法氧化之后所產生的鈦白粉是十分純的產品，但作為顏料填料并不使用這種產品，通常根據不同的市場用途如涂料、塑料和造紙需進行后處理。其目的是改善其應用性能：
•提高鈦白粉的耐候性
•提高鈦白粉在不同介質溶劑、塑料、水溶性乳膠中的分散性
•提高鈦白粉潤濕性
•提高遮蓋力及光澤
后處理主要有濕磨、無機包膜、洗滌、干燥、氣流磨及有機包膜和產品包裝等工序 |
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