氯化法工藝成為鈦白粉行業(yè)未來發(fā)展趨勢(shì)

• 薛圳揚(yáng) 2024年1月31日 來源：中研網(wǎng) 940 59
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《產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整指導(dǎo)目錄（2019年本），限制新建硫酸法鈦白粉，鼓勵(lì)新建單線產(chǎn)能每年3萬噸及以上的氯化法鈦白粉生產(chǎn)線。

1、鈦白粉工藝路線

鈦白粉的化學(xué)名稱為二氧化鈦，商用名稱為鈦白粉，化學(xué)分子式為TiO2。鈦白粉具有高折射率，理想的粒度分布，良好的遮蓋力和著色力，是一種性能優(yōu)異的白色顏料，廣泛應(yīng)用于涂料、橡膠、塑料、造紙、印刷油墨、日用化工、電子工業(yè)、微機(jī)電和環(huán)保工業(yè)。

根據(jù)中研普華研究院撰寫的《2023-2028年中國鈦白粉行業(yè)深度分析與發(fā)展前景預(yù)測(cè)報(bào)告》顯示：

鈦白的生產(chǎn)方法有硫酸法、氯化法、鹽酸法等多種，主流生產(chǎn)工藝有硫酸法和氯化法兩種工藝路線。

硫酸法：1916年，硫酸法鈦白粉在歐洲首先實(shí)現(xiàn)工業(yè)化生產(chǎn)，目前是最成熟的鈦白粉生產(chǎn)工藝。硫酸法是用鈦精礦或酸溶性鈦渣與硫酸反應(yīng)進(jìn)行酸解反應(yīng)，得到硫酸氧鈦溶液，經(jīng)水解得到偏鈦酸沉淀;再進(jìn)入轉(zhuǎn)窯煅燒產(chǎn)出TiO2。硫酸法以間歇法操作為主，生產(chǎn)裝置彈性大，利于開停車及負(fù)荷調(diào)整。但其工藝復(fù)雜，需要近二十幾道工藝步驟，每一工藝步驟必須嚴(yán)格控制，才能生產(chǎn)出最好質(zhì)量的鈦白粉產(chǎn)品，并滿足顏料的最優(yōu)性能。硫酸法既可生產(chǎn)銳鈦型產(chǎn)品，又可生產(chǎn)金紅石型鈦白粉。

硫酸法是一種相對(duì)落后的工藝過程，采用非連續(xù)生產(chǎn)，流程復(fù)雜，需要近二十幾道工藝步驟，排放廢棄物較多。晶型轉(zhuǎn)變需更多操作步驟，采用的焚燒工藝需要消耗大量能源。由于環(huán)保要求的逐步提高，歐美國家硫酸法鈦白粉生產(chǎn)工藝逐漸退出市場(chǎng)，但是造紙、化纖、搪陶瓷、化妝用品等行業(yè)對(duì)硫酸法生產(chǎn)的銳鈦型鈦白粉依然保持旺盛的需求，這也為國內(nèi)銳鈦型鈦白粉提供了生存的空間。

硫酸法可以同時(shí)生產(chǎn)銳鈦型及金紅石型鈦白粉，但主要以金紅石型為主。銳鈦型鈦白粉粒子粗糙、分布不均，性質(zhì)相對(duì)不穩(wěn)定，容易泛黃粉化，主要用于室內(nèi)涂料產(chǎn)品以及工業(yè)用途，銳鈦型鈦白粉經(jīng)過煅燒后可以得到金紅石型鈦白粉，但需要消耗一定的能源進(jìn)行煅燒加工，且工藝不連續(xù)，在生產(chǎn)流程上帶來一定的不便。

圖表：硫酸法鈦白粉工藝流程

資料來源：中研普華產(chǎn)業(yè)研究院整理

氯化法：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(yīng)生成四氯化鈦，經(jīng)精餾提純，然后再進(jìn)行氣相氧化;在速冷后，經(jīng)過氣固分離得到TiO2。該TiO2因吸附一定量的氯，需進(jìn)行加熱或蒸汽處理將其移走。該工藝簡單，但在1000℃或更高條件氯化，有許多化學(xué)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(chǎn)為連續(xù)生產(chǎn)，生產(chǎn)裝置操作的彈性不大，開停車及生產(chǎn)負(fù)荷不易調(diào)整，但其連續(xù)工藝生產(chǎn)，過程簡單，工藝控制點(diǎn)少，產(chǎn)品質(zhì)量易于達(dá)到最優(yōu)的控制。再加上沒有轉(zhuǎn)窯煅燒工藝形成的燒結(jié)，其TiO2原級(jí)粒子易于解聚，所以在表觀上人們習(xí)慣認(rèn)為氯化法鈦白粉產(chǎn)品的質(zhì)量更優(yōu)異。

圖表：氯化法鈦白粉工藝流程

資料來源：中研普華產(chǎn)業(yè)研究院整理

鹽酸萃取法：鹽酸萃取工藝以鈦鐵礦粉為原料，采用鹽酸溶解鈦鐵礦粉，分離出不溶固相物后得到氯化鐵和二氯氧鈦混合溶液。將分解液中的高價(jià)鐵經(jīng)過NaClO3還原為低價(jià)鐵，冷卻、結(jié)晶后并分離出FeCl2。將分離后的鈦液進(jìn)行溶劑萃取液液分離，經(jīng)萃取提純后的氯化氧鈦溶液經(jīng)過多次萃取-反萃取凈化，蒸出部分水分進(jìn)行濃縮，最后得到富含鈦的二氯氧鈦液體直接進(jìn)入鈦白合成裝置中，加入氫氧化鈉溶液沉淀，后處理即可得到高質(zhì)量的鈦白粉。生產(chǎn)過程中，鹽酸和萃取劑可以回收和循環(huán)利用，副產(chǎn)物FeCl2經(jīng)過焙燒后回收利用。

與傳統(tǒng)方法相比，用鹽酸法制鈦白粉具有獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)。該工藝在鈦白粉制備過程中產(chǎn)生的副產(chǎn)物FeCl2/FeCl3可通過熱水水解轉(zhuǎn)化為氧化鐵再利用，同時(shí)生成的鹽酸可返回鈦白粉生產(chǎn)主線，這就避免了硫酸法生產(chǎn)過程中的副產(chǎn)物硫酸亞鐵無法處理而帶來的環(huán)保壓力;另外萃取劑也可實(shí)現(xiàn)循環(huán)利用。因此，鹽酸法鈦白粉是一種環(huán)保清潔的生產(chǎn)工藝。

2、工藝路線分析

根據(jù)美國國家地質(zhì)勘探局(USGS)數(shù)據(jù)，2020年鈦白粉全球產(chǎn)能約840萬噸/年，我國鈦白粉產(chǎn)能占比為47.6%;按生產(chǎn)工藝來看，2020年全球硫酸法和氯化法分別占比43%和57%，硫酸法產(chǎn)能主要集中在中國，歐美國家鈦白粉工藝均以氯化法為主。

現(xiàn)階段，海外鈦白粉生產(chǎn)多以氯化法為主，而我國仍以成本較低的硫酸法為主。根據(jù)中國化工報(bào)數(shù)據(jù)，2021年國內(nèi)鈦白粉產(chǎn)量379萬噸，硫酸法與氯化法分別占比90.08%、9.92%。

圖表：國內(nèi)仍以硫酸法工藝為主

數(shù)據(jù)來源：中國化工報(bào)，中研普華產(chǎn)業(yè)研究院整理

目前國內(nèi)只有中信鈦業(yè)、龍佰集團(tuán)、攀鋼釩鈦、宜賓天原、云南新立等五家公司應(yīng)用了氯化法技術(shù)。隨著未來氯化法產(chǎn)能新建，預(yù)計(jì)2024年我國氯化法產(chǎn)能占比將達(dá)到20%左右。

3、政策要求使氯化法工藝成為鈦白粉行業(yè)發(fā)展趨勢(shì)

與硫酸法生產(chǎn)鈦白粉相比，氯化法生產(chǎn)的鈦白粉純度更高、工藝流程短、設(shè)備小、占地面積小、操作連續(xù)化效率高、氯氣閉路循環(huán)利用、“三廢”排放少等優(yōu)點(diǎn)。

國家發(fā)改委2019年11月頒布并自2020年1月1日起施行的《產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整指導(dǎo)目錄(2019年本)》，限制新建硫酸法鈦白粉，鼓勵(lì)新建單線產(chǎn)能每年3萬噸及以上的氯化法鈦白粉生產(chǎn)線。面對(duì)國內(nèi)環(huán)保政策縮緊的情況，氯化法制造鈦白粉對(duì)硫酸法替代空間巨大。

欲了解更多行業(yè)的市場(chǎng)數(shù)據(jù)及未來行業(yè)投資前景，請(qǐng)點(diǎn)擊查看中研普華產(chǎn)業(yè)院研究報(bào)告《2023-2028年中國鈦白粉行業(yè)深度分析與發(fā)展前景預(yù)測(cè)報(bào)告》。

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  2023-2028年中國鈦白粉行業(yè)深度分析與發(fā)展前景預(yù)測(cè)報(bào)告

  鈦白粉是涂料的原材料之一，上游主要有硫酸法和氯化法兩種制作方法，下游主要應(yīng)用于涂料、油墨、塑料、造紙和其他行業(yè)。硫酸法生產(chǎn)的材料有鐵礦和硫酸，而氯化法的材料為金紅石/高鈦渣和氯氣。...

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