鈦白粉的生產及應用現狀

婁曉杰(龍蟒佰利聯集團股份有限公司，河南 焦作 454000)

0 引言

鈦白粉的別名為二氧化鈦，其耐候性與耐熱性極強，屬性能極佳的白色顏料，在開展實際應用時，其可用在多個領域中，如電焊、冶金、油墨、塑料及橡膠等。技術人員借用鈦白粉的生產工藝開發出了無機顏料，此顏料用量極大，且應用范圍廣，其光亮度、白度與不透明性較強，因而其發展速度快，發展前景較好。

1 鈦白粉的生產方法

1.1 硫酸法

生產鈦白粉的整個過程主要分為三步，即預處理原料、鈦白粉生產及產品處理，鈦白粉的生產原料為鈦礦，當前應用最多的兩種鈦礦為砂礦與巖礦。在應用鈦礦以前，鈦白粉需使用多種生產方法進行富集與濃縮，進而提升其原料內部的含量，當前鈦白粉最為常見的生產方法是硫酸法。

最早應用硫酸法的時間在1918年，當前其生產方法已較為成熟，其主要的原料為酸溶性鈦渣或鈦鐵，該方法的流程為將硫酸置于鈦原料中，可將其有效分解為Ti(SO4)2,并適時開展分離與除雜工作，進而得到完整的鈦白粉產品。有三種鈦白粉會采用硫酸法，其分別為二氧化鈦產品、銳鈦類鈦白粉與金紅石類鈦白粉，其生產過程中主要分為酸解、浸取、水解及煅燒四個階段。

鈦白粉在生產過程中采用硫酸法的優勢較多，其一，該方法采用的原料為酸溶性鈦渣或鈦鐵，其不但較易獲得還價格低廉，因而生產成本不高。其二，硫酸法的應用歷史較早，其生產方法較成熟，且應用的設備簡單，具有較強的可復制性，同時，由于多項技術的完善，使其在產品生產上也取得較好的效果。但硫酸法的劣勢在于其生產的時間長，且產品質量也正處在進步的過程中，由于水與硫酸的消耗量較大，會衍生出較多的副產物與廢物，從而造成環境污染。

1.2 氯化法

在應用氯化法生產鈦白粉時，技術人員應嚴格遵守生產流程，以保障產后鈦白粉產品的整體質量。首先，高純度的焦炭要與礦石混合，在高溫作用下，二者會與氯氣形成化學反應，并生成鈦氯化物，但此類物質的雜質較多，屬粗狀TiCl4。其次，技術人員需借用化學處理劑或蒸餾法將粗狀TiCl4進行多種離子的去除工作，其離子包含鉻錳鐵釩，使四氯化鈦變得更為純凈，此后開展氣相氧化工作。最后，四氯化鈦在實行氣相氧化以后，要進一步處理其粗狀的TiO2，在對其脫氯后，應繼續處理與打磨其表面與球磨。

采用氯化法進行鈦白粉的產品生產能有效縮短生產時間，減少其工藝控制點，由于能連續生產，其產品生產的效率較高，控制能力強。氯化法的控制方式為自動控制，其并不會產生污染物，可有效降低環境污染，與此同時，此類鈦白粉產品的質量具有較強的穩定性，其雜質較少，且消色力大，在其粒徑均一的情況下，還有較強的分散性，因此，應用此方式生產鈦白粉產品能有效降低生產成本，促進該行業的經濟效益。

1.3 鹽酸法

當鈦白粉產品的原料為鈦鐵礦時可采用鹽酸法，一方面，運用濃鹽酸將鈦鐵礦分解，在經過沉降、還原、水解、凈化、鹽處理與煅燒等工藝以后會形成鈦白粉。金紅石類鈦白粉最常應用鹽酸法，此類原料的顆粒較松軟，且粉碎性強，其整個生產流程都會完成在含氯介質內部。另一方面，在應用鹽酸法時，技術人員需注意鹽酸體積分數與其揮發時的溫度，具體來說，當鹽酸體積分數在35%以下時，則鹽酸溶解的速度就會有所下降，影響產品生成的質量，同時，當其揮發溫度處在較低的狀態時，會給設備帶來較大的腐蝕性，且此類缺陷較難很快改善，因此，在工業生產中鹽酸法的應用范圍較窄。

2 鈦白粉的應用現狀

2.1 產能狀態

當前鈦白粉的產能集中度較高，其海外市場主要在5大巨頭中，如科慕、特諾、康諾斯、科斯特、泛能拓等，但在中國的集中度則較為一般，其中只有龍蟒佰利聯產能占全國約1/4，其他鈦白粉企業分布在我國的各個區域中，大多數企業分布于我國的東部地區，但該區域的鈦礦資源較少，而西部雖鈦礦資源較多，但企業分布卻較為松散，不利于鈦白粉行業的整體發展。近年來，隨著我國鈦礦資源開發程度的加深，鈦白粉的產量已呈現穩定態勢，同時，隨著生產技術的進步，鈦白粉產品質量獲得了進一步的保證，該行業的發展前景也得到較大改善[1]。

例如，龍蟒佰利聯集團在近年來不斷擴大鈦白粉總體產能，在2019年收購了云南新立鈦業后，進一步鞏固擴大了公司氯化法技術優勢，公司氯化法鈦白粉產能將進一步擴容，形成了河南焦作，四川德陽、攀枝花，湖北襄陽，云南楚雄四省五地市六大生產基地的發展布局，主營鈦白粉產能將超百萬噸，規模居亞洲第一，全球第三。

2.2 價格走勢

近年來，受多重因素影響，如同質化嚴重、低端產能太多與市場需求下降等，鈦白粉價格的總體趨勢為下降態勢，但隨著市場需求的改善和生產工藝的進步，在2016年，其價格有所回調，平均價格甚至上漲到4000元/噸。然而在生產鈦白粉產品的過程中，部分生產方法對自然環境造成了些許影響，2017年開始，國家再度對該行業實行管控，進而保證節能減排政策的順利實施，嚴格控制鈦白粉的生產方法與產能，由于生產成本的提升與鈦白粉產品需求量的下降，在2018年鈦白粉的價格出現回落，并逐漸呈現穩定態勢。基于供求關系的態勢，目前鈦白粉價格再度出現不穩定趨勢，國家在進行嚴格管控的同時也應適當增加鈦白粉產能，在穩定價格的基礎上還能改善鈦白粉的發展趨勢。

例如，龍蟒佰利聯企業針對鈦白粉價格采取了多種措施，由于供需關系與產能的變化，該企業緊跟國家政策，在生產鈦白粉產品時，加大了生產技術的投入度，保證了相關產品質量，而在國家適當放寬后，其又在生產方法不變的情況下增加了產能，利用鈦白粉提升該企業的整體發展。

2.3 進出口量

隨著生產技術水平的進步，我國鈦白粉產品質量已變得越來越好，而基于對環境的保護與供需關系的變化，國內外幾乎同時收縮了鈦白粉產能。在出口方面，我國鈦白粉總量持續增長，僅在2018年，其總出口量就達到90.72萬噸，而出口的國家也較多，如巴西、美國與印度等。在鈦白粉的進口方面，由于我國開采的能力較強，其總量始終維持在20萬噸上下，其進口的產品大多為高端鈦白粉，主要的國家是英國、墨西哥或澳大利亞等。

2.4 供需格局

在鈦白粉的供需關系上，在2018年由于國內外的房屋有了二次裝修的需求，再加上當時房地產行業的發展速度使鈦白粉的供需格局發生了較大變化，其需求量也呈現上漲趨勢。同樣在那一年，鈦白粉總體需求量增加了30萬噸，出口占據了12萬噸，而國內則激增了18萬噸左右，由于鈦白粉的產能增速低于需求量速度，供需關系將呈現趨緊態勢，此狀態極易使鈦白粉的價位繼續升高。因此，為改善當前應用現狀，維持鈦白粉供需關系的平衡，在保證環境無污染的情況下，鈦白粉相關企業應適當增加產能，應用更加科學的生產方法，在保障生產成本不變的同時，進一步促進行業發展。

3 鈦白粉的具體應用

3.1 油墨

基于鈦白粉產品良好的性能，其可應用到多個領域中，而由于其內部隱含的白度質量，且遮蓋力與抗水性較強，因此，其可應用在油墨產業中。具體來說，油墨內部需要較強的耐熱性與耐候性，而鈦白粉不僅具有該特點，其化學性質也較為穩定，不易受到外界的改變，因此，其廣泛使用在油墨領域中。同時，油墨在應用鈦白粉的過程中，由于其長期處在烘烤或高溫環境中，在鈦白粉內部特性的影響下避免了油墨顏色的變化，既不會使其顏色發黃，也不會讓其喪失光澤，因此，多種形態的鈦白粉可存于油墨中。

3.2 造紙

鈦白粉還可應用在造紙領域中，鈦白粉的消耗量約有11%用在造紙工業中，相較于塑料行業，其采用了相似的應用方法，而在該領域內的作用也與塑料行業相同，即作為其內部顏料。在造紙行業內部，鈦白粉還可當作填料，在作為填料應用時，紙張內部的光學性能會得到較大改善，進而有效加強其不透明度。此外，良好的紙張需要具備較強的均勻度、平滑度與白度，而當鈦白粉作用在紙張工藝中可改進其內部缺陷，如改變亮度，其均勻度、白度或平滑度也會得到有效加強，提升紙張的整體質量，促進該領域的發展建設[2]。

3.3 涂料

鈦白粉除了應用在油墨與造紙行業外，其也會處在涂料內部，主要有卷材或印鐵涂料。彩鋼內部在使用鈦白粉的過程中，會將其性質中的優勢發揮出來，如美觀性、自然性與可拆卸性。汽車漆內也含有鈦白粉，由于其對耐候性、光澤與遮蓋力要求較高，應用鈦白粉能有效提升汽車漆的整體性能。家電金屬件或汽車零件用到的涂料都需帶有鈦白粉，技術人員可將不同種類的顏料與熱熔助劑放置到鈦白粉內，并采用先進技術對其進行煅燒，當其處在熔融狀態后，可對顏料實行科學化分散，再將其冷卻后就能得到粉末狀涂料，此類涂料是顏料與鈦白粉的有效結合，其質量與性能都處在較高水平，因此，其能保障家電金屬件與汽車零件的性能與質量。

3.4 塑料

鈦白粉主要應用在塑料工業中，大約有20%的鈦白粉作用在塑料的生產與制造中。鈦白粉具有極強的分散性、遮蓋力與耐候性，其化學與物理性能都可與塑料行業相匹配，而鈦白粉產品的質量與性能也能達到該行業的生產制造標準。一般來講，塑料產品在應用鈦白粉的過程中能充分利用其內部的高遮蓋力、高消色力與其顏料性能，與此同時，基于鈦白粉的耐熱性、耐光性及耐候性，塑料制品的整體質量也會得到改善，進而避免因紫外線照射而影響塑料制品的內部性能，增加了該產品的使用次數與頻率。此外，應用鈦白粉還能改進塑料制品中的機械性能與電性能，保障該產品的使用安全，增加塑料制品的銷售額，加強其經濟效益的同時，促進塑料行業的整體發展。

4 結語

綜上所述，隨著技術水平的不斷提升，鈦白粉行業的發展速度較快，但在發展過程中仍存在些許問題，比如，鈦白粉的生產技術不強、產業集中程度不高或生產規模較小等，技術人員需大力發展鈦工藝的生產技術，加大相關產品的研究與開發，不斷整合鈦白粉的生產與應用方法，借助國內外的鈦資源，促進該行業的整體發展。