鈦白粉是由鈦礦石經(jīng)過硫酸法或氯化法得到的白色粉末狀固體,被認(rèn)為是世界上性能做好的一種白色顏料。鈦白粉是指表面經(jīng)過無機(jī)或有機(jī)處理的二氧化鈦,以克服二氧化鈦原有應(yīng)用缺陷,具有最佳的不透明度、最佳白度、光澤度、優(yōu)異的耐候性、遮蓋力、分散性等無力、化學(xué)性能,廣泛用于涂料、塑料、造紙、橡膠和油墨等工業(yè)領(lǐng)域和食品領(lǐng)域。
鈦白粉按照用于分為顏料級和非顏料級兩種。顏料級鈦白粉以白色顏料為主要使用目的,按照結(jié)晶狀態(tài),可進(jìn)一步分為銳鈦型鈦白粉(A型)和金紅石型鈦白粉(R型),其中金紅石型鈦白粉具有更好的化學(xué)穩(wěn)定性,主要用于高級室外涂料、光乳膠涂料、高級紙張和橡膠材料。
銳鈦型鈦白粉具有白度高、折射率高、與成纖聚合物折射率相差較大,無毒無害,生產(chǎn)成本低且原料來源廣泛等優(yōu)點(diǎn),可作為添加劑在消光棉綸纖維的生產(chǎn)中被應(yīng)用。
非顏料級鈦白粉以純度為主要目的,分為搪瓷級、陶瓷級、電焊級和電子級等多種類型,其耐高溫性和光學(xué)性質(zhì)發(fā)揮主要作用。
硫酸法是世界上最早的工業(yè)化生產(chǎn)鈦白粉的方法,工藝主要有以下幾個(gè)方面:鈦礦原料的粉碎與酸解、TiOSO4的分離與純化、TiOSO4的水解形成不溶性偏鈦酸、水洗、漂白、煅燒與粉碎、表面處理等。
優(yōu)點(diǎn):硫酸法可用來生產(chǎn)金紅石型和銳鈦礦型兩種鈦白粉,工藝技術(shù)成熟,設(shè)備簡單,原材料要求低、價(jià)格便宜且豐富。
缺點(diǎn):在于原材料的消耗較大、利用率低、副產(chǎn)物多,環(huán)境污染嚴(yán)重,工藝流程復(fù)雜,隨著技術(shù)的不斷革新,此種生產(chǎn)方法不斷被企業(yè)所淘汰。
氯化法是目前工業(yè)生產(chǎn)中使用廣泛的一種生產(chǎn)鈦白粉的方法。氯化法的出現(xiàn)不僅能夠生產(chǎn)高質(zhì)量的鈦白粉,也解決了硫酸法工藝流程長的問題,減少了工業(yè)三廢排放量,有利于環(huán)境保護(hù),同時(shí)此種方法容易實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化生產(chǎn),符合現(xiàn)代化企業(yè)的生產(chǎn)要求。
鈦白粉的應(yīng)用
涂料、造紙和塑料是鈦白粉三大主要的應(yīng)用領(lǐng)域,其他的應(yīng)用領(lǐng)域還有油墨、化纖、化妝品、橡膠、食品工業(yè)和醫(yī)藥等。而非顏料用鈦白粉的用途主要在搪瓷、陶瓷、電容器、焊條、催化劑領(lǐng)域以及需要二氧化鈦光學(xué)性能,但不需要其遮蓋性能的納米鈦白領(lǐng)域。
目前涂料是鈦白粉最大的應(yīng)用領(lǐng)域,涂料行業(yè)所消費(fèi)的TiO2占二氧化鈦顏料總消費(fèi)量的58%~60%。鈦白粉也是涂料工業(yè)中用量最多的一種顏料,大概占涂料著色劑成本的一半,在涂料原料成本中占10%~25%。涂料作為一種化工先材料產(chǎn)品,近年來得到極大的發(fā)展,行業(yè)總產(chǎn)量2018年達(dá)到1759.8萬t。

塑料目前是二氧化鈦顏料的第二大用戶,占世界二氧化鈦總需求量的18%~20%。二氧化鈦在塑料中加入量會(huì)隨其品種和應(yīng)用場合而不同,一般為0.5%~5%之間。目前塑料產(chǎn)品每年產(chǎn)量在6000萬t以上,對鈦白粉的用量約60萬t。鈦白粉所具有的優(yōu)異的耐候性、遮蓋力、分散性等物理、化學(xué)性能,極大地滿足并適應(yīng)了塑料工業(yè)制品對鈦白粉性能、質(zhì)量方面的生產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)要求。

造紙工業(yè)占鈦白粉總消耗量的11%,鈦白粉在造紙工業(yè)中的應(yīng)用和塑料生產(chǎn)工業(yè)極為相似,都是作為基本顏料來使用。造紙工業(yè)中,鈦白粉還可以作為填料使用。用來改善紙張的光學(xué)性能,以便更好的提升其不透明度,包括改進(jìn)其亮度、白度與平滑度、均勻度等。
不同類型鈦白粉在造紙領(lǐng)域性能對比
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紙品分類 |
金紅石型 |
銳鈦型 |
備注 |
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裝飾紙 |
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抗老化要求高 |
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高灰分紙張 |
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銳鈦型鈦白粉的遮蓋力達(dá)不到要求 |
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低灰分紙張 |
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√ |
要求有很好的不透明度 |
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造幣紙 |
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√ |
要求很好的不透明度 |
鈦白粉的白度質(zhì)量有保證,抗水性強(qiáng)、遮蓋力較大,同時(shí)耐候性、耐熱性以及化學(xué)性質(zhì)都非常的穩(wěn)定。在油墨行業(yè)中,鈦白粉是必要的生產(chǎn)材料。鈦白粉在油墨中不僅有提高光澤度和美觀度的功能,還能改善油墨的性質(zhì)。
色母粒是近代開發(fā)的,應(yīng)用于塑料等體系的著色產(chǎn)品,其原理是把顏料超常量載附于樹脂中,制得著色用聚合復(fù)合物,主要組成包括:樹脂、顏料、分散劑等。色母粒技術(shù)發(fā)展的核心是顏料、分散劑和樹脂的項(xiàng)目兼容,目標(biāo)是提高色母粒中顏料含量和著色效果,關(guān)鍵在于提高顏料在色母中的分散性。鈦白粉在色母粒等行業(yè)中有著較為廣泛的應(yīng)用,尤其在一些高端的色母粒行業(yè)中,是必備的著色原料之一。
化學(xué)纖維行業(yè)(特別是銳鈦型)是鈦白粉另一個(gè)重要的應(yīng)用領(lǐng)域。由于化纖行業(yè)分子排列整齊,纖維表面光滑,具有刺眼的光澤,呈現(xiàn)半透明狀態(tài),因此需在紡絲前加入消光劑,而二氧化鈦是合成纖維行業(yè)最理想的消光材料。
脫硝催化劑泛指應(yīng)用在電廠SCR脫硝系統(tǒng)上的催化劑,在SCR反應(yīng)中,會(huì)使還原劑選擇性地與煙氣中的氮氧化物在一定溫度條件下發(fā)生化學(xué)反應(yīng)。
從世界范圍來看,全球鈦白粉的有效產(chǎn)能約720萬噸,CR10(有效產(chǎn)能排名前10d的公司)占比65%,主要集中在北美、西歐、日本。
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文章來源:中國粉體網(wǎng)
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