二氧化钛是目前最好的白色颜料,广泛应用于涂料、橡胶、塑料、造纸、油墨等领域。生产工艺有两种,硫酸法和氯化法。氯化二氧化钛生产工艺因其环保和产品质量高,被国际公认为替代硫酸工艺的新一代先进技术。
两种制备方法的工艺流程
目前,氯化二氧化钛与硫酸二氧化钛的全球产能比为6:4左右。在欧美发达国家,氯化的比例更高。但目前国内只有少数钛白粉企业采用氯化法。为什么国内钛白粉行业没有发展起来?
国际公认的优秀技术,国内争议
据了解,虽然国际上已经有了定论,但国内业界对于硫酸法好还是氯化法好,争议很大。
一方面主张发展氯化,淘汰硫酸。相关专业人士指出,中国钛白粉行业必须走氯化之路,才有实力应对国际市场的严峻挑战。原因很简单。硫酸法的主要原料有硫酸和钛精矿等。生产的产品质量低,品种单一,环境污染严重。相反,氯化法的主要原料是高钛渣和氯气,被称为清洁工艺,具有生产自动化程度高、产品质量高、规模大、三废排放少等优点。
另一方面,氯化并不是硫酸的完全替代品。目前,欧美国家在造纸、化纤、陶瓷、化妆品等行业对硫酸法生产的锐钛矿型二氧化钛仍有很强的需求。未来硫酸法生产的二氧化钛仍有广泛的应用途径和市场需求,并将与氯化法生产的二氧化钛长期共存。
同时,国内硫酸法也不会落后。因为国内企业都在努力创造一种改良的硫酸法。与原硫酸法相比,该技术有了很大的改进,如用酸溶性钛渣代替钛精矿作为原料,实现废酸的浓缩和循环利用,以及利用硫基硫酸生产的余热等。,生产水平有了很大提高。
业内也有人说,在环保方面,单纯说硫酸法污染严重是一种误解。硫酸法生产二氧化钛的主要污染在于废硫酸,但随着废酸回收利用技术的推广,废硫的量可以大大减少。例如,四川龙芒公司将其所有废酸用于磷酸盐生产。但氯化法产生的氯化渣难以处理。目前国外很多企业将氯化渣运输到外海,弃之深海,或者埋在人烟稀少的废弃矿山,对环境危害更大;原料方面,我国钛资源虽多,但优质砂矿很少。
为了适应氯化工艺,需要将钛精矿精炼成高钛渣。这样氯化的生产过程不一定短,成本也不一定低。在一项欧盟联合研究中,硫酸法对环境有不同的隐患,没有一种更环保。氯化法可以节约能源,减少废水排放,但其废物比硫酸法产生的有毒。
事实上,改进的硫酸法在二氧化钛产品类型上也有优势。改良硫酸法既能生产高端金红石型二氧化钛,又能生产低端锐钛矿型二氧化钛,氯化法只能生产金红石型二氧化钛。虽然也可以转化为锐钛矿型,但在转化过程中需要增加工序,增加了额外的成本。
虽然是一大发展趋势,但关键技术很难掌握
经过多年的技术探索和攻关,生产工艺被一一破解。2001年,锦州钛业终于成功研制出国内第一台氯化法生产钛白粉的核心设备——氧化传感器,解决了关键技术难题。经过20年的努力,该厂逐步投产,达到产能,连续运行。
目前,国内氯化装置与国外先进水平相比,还存在一些不足。第一,国产氧化反应器的运行周期只有3周多,但与国外的6、7个周期相比仍有一定差距。二是产品质量与国外还有一定差距,主要体现在对二氧化钛粒度和晶型的控制上。呈现白色、褪色力和遮盖力。耐候性等指标有差距。第三,在关键设备制造上,国产制造质量无法与进口设备相比。第四,单个设备能力与国外还有差距。
此外,氯化法和硫酸法有很大的区别。前者对生产工艺和设备材料要求很高,但国内大多数企业达不到这个技术水平。同时,我们没有自己独立的核心技术,关键技术很难引进。这也是氯化在中国没有普及的重要原因。