钛白粉又名二氧化钛(tio2),相对分子质量79.9,成白色粉状,具有较高的化学稳定性、耐热性、耐候性、良好的白度、着色力和遮盖力,是最重要的白色颜料,也是钛系的最主要产品,占全部白色颜料使用量的80%,世界上钛资源的90%都用来制造钛白粉,钛白粉在现代工农业、国防、科学技术诸多领域中得到广泛应用,是仅次于合成氨和磷酸的第三大无机化学品。
钛白粉的工业生产主要有硫酸法和氯化法两种工艺。硫酸法是以钛精矿为原料,加入硫酸法使钛精矿的tio2分解成硫酸亚铁(tio2so4),过滤除去钛液中的不溶物质,然后采用真空结晶除去钛液中的七水硫酸亚铁(feso4.7h2o), 钛液经水解变成偏钛酸(tio2.h2o),洗涤除去其他矿物质产生的盐类,经煅烧除去水分并使其晶型转化所得。氯化法一般以富钛渣(含tio290%)为原料,以石油焦为还原剂,高温下用氯气氯化,生成ticl4,然后在高温下氧化生成tio2,进一步精制得到钛白粉。氯化法与硫酸法优缺点比较见表1
序号 | 项目 | 硫酸法 | 氯化法 |
1 | 优点 | 原料便宜,丰富 技术成熟,操作容易 设备简单,材质要求不高 反应条件缓和,容易控制 能生产金红石和锐钛型两种型号的钛白粉 | 干法生产,能耗低 流程短,连续化操作 容易生产金红石型钛白粉 氯气循环利用,消耗低 产品质量好 三废排放量少 |
2 | 缺点 | 三废量大,污染严重 湿法生产,能耗高 流程长,间歇操作 生产金红石型较复杂 硫酸用量大,回收困难 产品纯度、白度、粒径低于氯化法 | 原料质量高,价格贵 技术难度大,控制系统复杂 不能生产高质量锐钛型钛白粉 设备质量要求高 氧化反应迅速,易堵塞结疤 |
氯化法和硫酸法两种工艺技术各有优缺点,但从环境友好方面氯化法明显要优于硫酸法,目前国际上氯化法生产工艺已占主导地位,硫酸法生产工艺有进一步减少对的趋势。