由高鈦渣制備鈦白粉的研究進展

黑月 孫雪 付雅君 王立娟 李娜(沈陽師范大學化學化工學院， 遼寧 沈陽 110034)

由高鈦渣制備鈦白粉的研究進展

黑月 孫雪 付雅君 王立娟 李娜(沈陽師范大學化學化工學院， 遼寧 沈陽 110034)

高鈦渣是生產各種鈦產品的高質量原料，是鈦礦富集物的俗稱。它并不是沒有用的廢棄殘渣，也不是一種無用的副產物，是由鈦精礦冶煉而成。本文綜合概述了我國高鈦渣制備鈦白粉的研究及其背景，以及發展前景的分析。

高鈦渣；鈦鐵礦；鈦白粉

高鈦渣目前在我國用途廣泛，是鈦鐵礦石在爐子中受熱融化得到的一種富集物。二氧化鈦(TiO2)俗稱鈦白，是一種白色的用途廣泛的無機顏料，物理化學性質穩定、耐持久性好，且沒有毒性，具有最佳的不透明性。二氧化鈦是目前世界上性能最好的一種白色顏料，在化工生產領域占據著及其重要的地位。

1 我國高鈦渣生產鈦白粉的技術發展現狀

在我國鈦資源比較豐富，中國的鈦鐵礦大多數用來做為硫酸法制取二氧化鈦的原料，也會用來做為其它鈦工業的原料。隨著我國鈦工業的發展越來越迅速，我們對高鈦渣等原料的需求量變的更大，鈦渣產量也逐年增多。目前制備顏料級鈦白的方法主要有硫酸法、氯化法、鹽酸法等。傳統的鈦白生產工藝具有流程長、生產成本高、副產品處理困難、三廢污染大等缺點，嚴重影響其技術的發展和推廣。除了硫酸法和氯化法得到廣泛應用外，其他的制法都因各種技術問題未能解決而沒有實現工業化。

(1)硫酸法 在1930年左右，用硫酸生產二氧化鈦的工業就開始迅速發展。用硫酸生產二氧化鈦需要經過5個步驟和10個環節[2]。用硫酸生產二氧化鈦的缺欠是生產時間長、不能連續生產、過程復雜、二氧化鈦品質不高。最嚴重的問題是有兩種副產物，即FeSO4和稀H2SO4廢液，這兩種副產物環境污染極其嚴重，回收成本高，成為鈦白行業發展的瓶頸。因此，開發低酸濃度和低溫條件下分解鈦鐵礦的工藝，可大量循環使用低濃度廢酸，又可減少廢氣的排放。現在城市越來越注重環保，很多污染嚴重的工廠都被關閉，污染嚴重的工藝也無法繼續生產，所以研發清潔制取鈦白的工藝迫在眉睫。

(2)氯化法 氯化法制取二氧化鈦是更加先進的工藝，這種工藝用氯氣將原料分解，將鈦化合物轉化成TiCl4，然后將TiCl4在高溫下反應，生成TiCl2和Cl2。然后生成的Cl2反復利用，而二氧化鈦處理成為最后所要的產品鈦白粉。此方法一共分三個階段，第一階段是氯化，第二階段是精餾，第三階段是氧化。氯化法生產二氧化鈦的優點是生產的過程短、生產的能力較大、廢渣產生的少和產品質量高。但是原料的來源困難，價格比較昂貴，即使三廢產生的少，但該法生產中的物料和產物大都是具有毒性和腐蝕性的物質，生成的廢物更難處理。

我國從50年代末開始冶煉鈦渣的研究，至今已有近50年歷史。我國暫時還沒有用高鈦渣作為原料制取二氧化鈦的工藝，因為環境的問題壓力很大。國內高鈦渣生產特點是電爐數量多但產量不高，技術不發達。國內很多電爐年代都比較久遠，只有少數新建的還算比較先進，而且產品幾乎都在國內的市場進行銷售，并沒有走向國際市場。

2 前景分析

世界各地的二氧化鈦的使用量不斷增加，高鈦渣的需求度也逐年增長。這幾年來，國內二氧化鈦行業發展相當速度，因為高鈦渣含鈦量非常高，廢氣、廢渣、廢液等產出較少，所以我國高鈦渣的需求量迅猛增長。即使國內高鈦渣的產量逐漸增大，但還是處于供不應求的狀態，我國高鈦渣還是要依靠國外[11-13]。在10多年前，國內能夠加工高鈦渣的工廠只有12家。后來，企業數量有所增多，但是加工的高鈦渣質量并不高。再后來，我國加工高鈦渣的工廠迅速增加，增長到將近70多家。這幾年來，二生產氧化鈦的企業都已經了解到高鈦渣的優勢，都利用高鈦渣生成二氧化鈦[14-16]。這樣發展下去，在將來，高鈦渣的應用會越來越廣泛，以它為原料制取二氧化鈦等產品的工藝會變得更重要，成為國家重點項目，應用前景十分廣闊。

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黑月(1994- )女，漢族，遼寧黑山人，沈陽師范大學，專業：化學。