钛白粉主要特征
金红石的化学成分主要包括:TiO2,Ti60%,有时含Fe、Nb、Ta、Cr、Sn等;其名称来源:Rutlle一字;来自拉丁语Rutilus,指红色(Red),象征着金红石的颜色。
其主要特征为:以其四方柱形、双晶、颜色为鉴定特征;可以和锡石(cassitoritc)区别;不溶于酸类,加入碳酸钠予以烧熔,则可溶解于硅酸,若再加入过氧化氢,可使溶液变为黄色。
因为形成于高温条件下,主要产于变质岩系的含金红石石英脉中和伟晶岩脉中。此外,在火成岩中作为副矿物出现,也常呈粒状见于片麻岩中;金红石由于其化学稳定性大,在岩石风化后常转入砂矿。
金红石作为副矿物产于花岗岩、伟晶岩、片麻岩、云母片岩和榴辉岩等岩石中,也以碎屑或砂矿形式分布于沉积岩或沉积物中。金红石主要用于提取钛和制造白色颜料。
钛白粉的分类
按生产工艺路线分为:硫酸法钛白粉和氯化法钛白粉
硫酸法是使用钛精矿或酸溶性钛渣与硫酸反应进行酸解反应,得到硫酸氧钛溶液,经水解得到偏钛酸沉淀;再进入转窑煅烧产出二氧化钛。硫酸法既可以生产锐钛型二氧化钛,也可以生产金红石型二氧化钛。
氯化法是使用含钛的原料,以氯化高钛渣、或人造金红石、或天然金红石等与氯气反应生成四氯化钛,经精馏提纯,然后在进行气相氧化;在速冷后,进过气固分离得到二氧化钛。
按结晶形态分为:锐钛型(Anatase)和金红石型(Rutile)
锐钛型二氧化钛百度好,但着色力仅为金红石型的70,在耐候性方面:加入锐钛型二氧化钛试片仅仅经过一年以后即开始龟裂或者碎片状剥落,而加入金红石型二氧化钛的试片,经过十年以后其外观只有很小变化。由于金红石型二氧化钛着色力及耐候性较佳,塑料着色使用金红石型二氧化钛为好。
按使用对象分为:颜料钛白粉和特殊钛白粉
颜料钛白粉是油墨中不可缺少的白色颜料。含有钛白粉的油墨耐久不变色,表面润湿性好,易于分散。油墨行业所用的钛白粉有金红石型,也有锐钛型。其他钛白粉包括涂料,塑料、造纸、含化妆品、化纤、电子、陶瓷、搪瓷、焊条、合金、玻璃等众多领域。
钛白粉的主要三大用途涂料
涂料是钛白粉的大用户。通常,钛白粉在涂料领域的消耗量占钛白粉应用领域消耗量的60%,它也是涂料中用量多的一种颜料(各类涂料中钛白含量占10%~35%)。与钛白粉应用有关的涂料有乳胶漆、卷材和印铁涂料、汽车漆、粉末涂料等。
塑料
塑料行业是第二大用户。通常钛白粉在塑料领域的消耗量占钛白粉应用领域消耗量的20%。在塑料中加入钛白粉,可以提高塑料制品的耐热性、耐光性、耐候性,使塑料制品的物理化学性能得到改善,增强制品的机械强度,使用寿命。
造纸
造纸是钛白粉的第三大用户。装饰纸、圣经纸和纸币中一般都使用钛白粉,采用钛白粉的纸张,白度好、强度高、有、薄而光滑、印刷时不穿透,在相同条件下不透明度比碳酸钙、滑石粉高10倍,质量也能减轻15%~30%。
要适应氯化法工艺,还需要将钛精矿提炼成高钛渣。这样一来,氯化法的生产流程就不见得短,成本不见得低。一份欧盟联合研究中硫酸法对环境存在不同方面的隐患,并非谁更环保。氯化法能节约能源、减少废水排放,但其废物比硫酸法产生的废物毒性更大。
其实在钛白粉产品类型上,改良硫酸法也有优势。改良硫酸法既可以生产产品金红石型钛白粉也可生产中低端产品锐钛型钛白粉,而氯化法仅能生产金红石型钛白粉。虽然也可转化为锐钛型,但是在转化过程中需要增加工序,这就增加了额外成本。虽然是发展大趋势,关键技术难掌握。
经过多年的技术摸索和攻关,生产工艺被逐个破解,钛业终于在2001年研制成功我国首套万吨级氯化法钛白粉核心装置——氧化感应器,解决了关键技术难题。经过20年的努力,才逐步实现了装置的建成投产、达产和连续运行。
目前国产氯化法装置同国外水平相比,依然存在不足。具体如下:
一是国产氧化反应器运行周期只有3周以上,但与国外氧化反应器长达六七周期相比,尚有一定差距。
二是产品质量与国外尚有一定差距,主要体现在钛白粉的粒度和晶型控制上。表现出白度、消色力、遮盖力。耐候性等指标有差距。
三是在关键设备的制造上,国内制造质量尚不能与进口设备相比。四是在单体设备产能上与国外尚有差距。
加上氯化法与硫酸法工艺流程有很大的区别,前者对生产技术和装备材质的要求非常高,而国内绝大多数企业达不到这种技术水平,同时我们并没有自己的自主核心技术,关键技术又难以引进。这也是氯化法在我国未能推广的重要原因。