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鈦白粉是如何生產的?硫酸法和氯化法工藝有何區別?

來源: 發布時間:2025-07-07

鈦白粉(二氧化鈦,TiO?)的生產主要有兩種工業方法:硫酸法和氯化法。兩者的關鍵區別在于原料、工藝流程、環保性及產品性能。以下是詳細對比:


1. 硫酸法工藝

原料 

- 主要原料:鈦鐵礦(FeTiO?)或鈦渣(TiO?含量≥70%)、濃硫酸(H?SO?)。  


工藝流程

1. 酸解:鈦鐵礦與濃硫酸反應,生成硫酸氧鈦(TiOSO?)和硫酸亞鐵(FeSO?)。  

2. 還原與凈化:通過鐵屑還原溶液中的Fe3?,再冷凍結晶分離硫酸亞鐵(副產物)。  

3. 水解:TiOSO?水解生成偏鈦酸(H?TiO?)。  

4. 煅燒:偏鈦酸高溫煅燒得到粗品TiO?,經粉碎、表面處理得成品。  


特點  

- 優點:技術成熟、投資較低,可處理低品位鈦礦。  

- 缺點:  

 - 產生大量廢酸(20%~30%濃度)和硫酸亞鐵(每噸鈦白粉約3.5噸),環保壓力大。  

 - 能耗高,工藝流程長(約5~7天)。  

 - 產品純度較低,適合中低端應用(如涂料、造紙)。  


2. 氯化法工藝

原料

- 主要原料:高鈦渣(TiO?≥90%)或金紅石(TiO?≥95%)、氯氣(Cl?)、石油焦(碳源)。  


工藝流程 

1. 氯化:高鈦渣與氯氣在沸騰床反應器中生成四氯化鈦(TiCl?)。  

2. 精制:蒸餾提純TiCl?,去除雜質(如FeCl?、SiCl?)。  

3. 氧化:TiCl?與氧氣在高溫(1500℃)下反應生成TiO?和氯氣(Cl?循環利用)。  

4. 后處理:TiO?經表面包膜、干燥、粉碎得成品。  


特點

- 優點:  

 - 流程短(約1~2天),連續化生產,能耗低。  

 - 氯氣可循環利用,廢渣少(少量含氯副產物)。  

 - 產品純度高、粒徑均勻,適合領域(如化妝品、塑料)。  

- 缺點:  

 - 技術門檻高(需控制高溫腐蝕和風險)。  

 - 依賴高品位原料(金紅石或高鈦渣),原料成本高。  

 - 初始投資大(設備需耐氯腐蝕)。  


-4. 發展趨勢

- 氯化法主導市場:全球約60%產能為氯化法,歐美以氯化法為主(如科慕、特諾)。  

- 硫酸法轉型:中國硫酸法占比高(約70%),但受環保倒逼,企業通過改進工藝(如酸回收、鈦渣替代)降低污染。  

- 新興技術探索:鹽酸法、生物浸出法等更環保的工藝在研發中。  




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