物理特性
1)相對密度
在常用的白色顏料中,二氧化鈦的相對密度小,同等質量的白色顏料中,二氧化鈦的表面積大,顏料體
積高。
2)熔點和沸點
由于銳鈦型在高溫下會轉變成金紅石型,因此銳鈦型二氧化鈦的熔點和沸點實際上是不存在的。只有金紅石
型二氧化鈦有熔點和沸點,金紅石型二氧化鈦的熔點為1850℃、空氣中的熔點為(1830±15)℃、富氧中的熔
點為1879℃,熔點與二氧化鈦的純度有關。金紅石型二氧化鈦的沸點為為(3200±300)℃,在此高溫下二氧化
鈦稍有揮發(fā)性。
3)介電常數
由于二氧化鈦的介電常數較高,因此具有優(yōu)良的電學性能。在測定二氧化鈦的某些物理性質時,要考慮二氧
化鈦晶體的結晶方向。銳鈦型二氧化鈦的介電常數比較低,只有48。
4)電導率
二氧化鈦具有半導體的性能,它的電導率隨溫度的上升而迅速增加,而且對缺氧也非常敏感。金紅石型二氧
化鈦的介電常數和半導體性質對電子工業(yè)非常重要,可利用該性質生產陶瓷電容器等電子元器件。
5)硬度
按莫氏硬度十分制標度,金紅石型二氧化鈦為6~6.5,銳鈦型二氧化鈦為5.5~6.0,因此在化纖消光中為避
免磨損噴絲孔而采用銳鈦型。
6)吸濕性
二氧化鈦雖有親水性,但其吸濕性不太強,金紅石型較銳鈦型為小。二氧化鈦的吸濕性與其表面積的大小有
一定關系,表面積大,吸濕性高,還與表面處理與性質有關。
7)熱穩(wěn)定性
二氧化鈦屬于熱穩(wěn)定性好的物質。
8) 粒度
鈦白粉粒度分布是一個綜合性的指標,它嚴重影響鈦白粉顏料性能和產品應用性能,因此,對于遮蓋力和分
散性的討論可直接從粒度分布上進行分析。
影響鈦白粉粒度分布的因素較為復雜,是水解原始粒徑的大小,通過控制和調節(jié)水解工藝條件,使原始
粒徑在一定范圍內。其次是煅燒溫度,偏鈦酸在煅燒的過程中,粒子經歷一個晶型轉化期和成長期,控制適
宜的溫度,使成長粒子在一定范圍內。后就是產品的粉碎,通常對雷蒙磨的改造和分析器轉速的調節(jié),控
制粉碎質量,同時可以采用其它粉碎設備,例如:磨、氣流粉碎機和錘磨裝置。
生產工藝
鈦白粉制造方法有兩種:硫酸法(Sulphate Process)和氯化法(Chloride Process)。其中56%為氯化法產
品,這種產品的70%以上又產自美國杜邦等鈦白粉大廠,其他國家包括中國的鈦白粉工廠仍以硫酸法為主。
1]硫酸法
將鈦鐵粉與濃硫酸進行酸解反應生產硫酸氧鈦,經水解生成偏鈦酸,再經煅燒、粉碎即得到鈦白粉產品。此
法可生產銳鈦型和金紅石型鈦白粉。硫酸法的優(yōu)點是能以價低易得的鈦鐵礦與硫酸為原料,技術較成熟,設
備簡單,防腐蝕材料易解決。其缺點是流程長,只能以間歇操作為主,濕法操作,硫酸、水消耗高,廢物及
副產物多,對環(huán)境污染大。
2]氯化法
氯化法是用含鈦的原料,以氯化高鈦渣、或人造金紅石、或天然金紅石等與氯氣反應生成四氯化鈦,經精餾
提純,然后再進行氣相氧化;在速冷后,經過氣固分離得到TiO2。該TiO2因吸附一定量的氯,需進行加熱或
蒸氣處理將其移走。該工藝簡單,但在1000℃或更高條件氯化,有許多化學工程問題如氯、氯氧化物、四氯
化鈦的高腐蝕需要解決,再加上所用的原料特殊,較之硫酸法成本高。氯化法生產為連續(xù)生產,生產裝置操
作的彈性不大,開停車及生產負荷不易調整,但其連續(xù)工藝生產,過程簡單,工藝控制點少,產品質量易于
達到優(yōu)的控制。再加上沒有轉窯煅燒工藝形成的燒結,其TiO2原級粒子易于解聚,所以在表觀上人們習慣
認為氯化法鈦白粉產品的質量更。氯化法優(yōu)點是流程短,生產能力易擴大,連續(xù)自動化程度高,能耗相
對低,“三廢”少,能得到產品。其缺點是投資大,設備結構復雜,對材料要求高,要耐高溫、耐腐蝕
,裝置難以維修,研究開發(fā)難度大。
質量標準
TiO2含量:≥97%
亮度:≥95%
消色力:≥100
105℃揮發(fā)物:≤0.5%
水懸浮物pH:6.0-8.0
吸油量:≤24g/100g
篩余物(0.045mm篩孔):≤0.05%
水萃取液電阻率:≥60Ω·m
金紅石含量:≥97%
包裝:25公斤多層紙袋(內層塑料袋),或1000公斤大型袋裝。
替代品
為了解決價格高昂的成本,后來發(fā)明了高鈦粉、立德粉、鍛白粉等產品,但是綜合性能不如鈦白粉,運用較
廣的高鈦粉能部分替代鈦白粉。
業(yè)內普遍擔心的是國內廠商在高景氣的情況下大量擴產。但我們分析認為,情況并沒有想象的那么嚴重。新
增產能分布為:2010 年70 萬噸、2011 年18 萬噸、2012 年32 萬噸。10 年的產能投放大,并且有53 萬
噸都是在下半年投產。可鈦白粉價格的大幅上漲也恰恰發(fā)生在下半年,可見供給的大幅增長,并沒有扭轉行
業(yè)景氣提升的大趨勢。而未來兩年的產能投放相比10 年是非常溫和的,因此我們判斷行業(yè)供需緊張的局面會
日益嚴重,而非緩和。
氯化法流程短、為連續(xù)法工藝,理論開工率可以達到90%。但核心技術都掌握在幾個國際手中,很難轉讓
。而國內僅錦州鈦業(yè)有3 萬噸產能,其他廠商通過氯化法擴產的難度相當大。而硫酸法因為是在強酸環(huán)境下
生產,采用的是間歇法工藝。國際上的開工率為80%,但國內普遍在70%左右。
一、競爭戰(zhàn)略選擇建議
1、注重規(guī)模與效益的關系。
鈦白粉企業(yè)通過不斷擴張能夠給企業(yè)帶來各種有形和無形的規(guī)模性,使企業(yè)的固定成本得到更大范圍的分攤
,使企業(yè)的風險規(guī)避能力得到更有效的提高,使企業(yè)在與供應商的討價還價中處于更有利的地位。但是規(guī)模
擴大不等于自然地增加效益,鈦白粉企業(yè)效益的提高還依賴于經營理念的更新及人員素質的提高。實質不是
簡單地追求規(guī)模而是效益,效益來自規(guī)模,更來自科學的管理。國內鈦白粉企業(yè)應該從品類管理、存貨管理
、商品和服務組合優(yōu)化、物流優(yōu)化、采購渠道優(yōu)化、自有品牌開發(fā)等多方面持續(xù)改善經營業(yè)績。
2、發(fā)展合理的布局,向內地進行戰(zhàn)略擴散。
3、選擇適合自身實力的業(yè)態(tài)發(fā)展模式,發(fā)揮自己熟悉國情、貼近百姓的優(yōu)勢。
二、產業(yè)升級策略建議
1、產品結構與技術的升級
我國已從過去以硫酸法銳鈦型鈦白粉為主,轉變?yōu)榻鸺t石鈦白粉為主,金紅石鈦白粉產能已超過70%,而且這
一比例還在提升中,但產品仍然集中在中低檔次,鈦白粉還靠大量進口,國內產品質量明顯有優(yōu)勢的主
要還是幾家大的鈦白粉企業(yè)。另外,氯化法鈦白粉產品全國僅有3萬噸,在147萬噸總量中微不足道,下一步
有四五家企業(yè)擬發(fā)展氯化法鈦白粉業(yè)務,規(guī)劃產能達到60多萬噸,所以這個時期是轉變產品結構、提升
我國技術水平、引進技術并消化承接的關鍵期。
2、節(jié)能減排與環(huán)保的提升
節(jié)能減排、清潔生產、保護環(huán)境、實現可持續(xù)發(fā)展,是國家“十二五”規(guī)劃提出的明確任務。針對我國鈦資
源特點、鈦白粉行業(yè)現狀和開發(fā)引進氯化法鈦白粉技術的難度,今后一段時間內鈦白粉產業(yè)發(fā)展仍將以硫酸
法為主,在如何有效利用硫酸法產生的廢副物并引導并規(guī)范企業(yè)走循環(huán)經濟發(fā)展道路等方面,國家和行業(yè)組
織都在積極努力,從政策、法規(guī)多方面促使企業(yè)走循環(huán)經濟道路。在此過程中一些不能達標的企業(yè)將被淘汰
出局,這將給企業(yè)生存帶來更大壓力,而對那些具有社會責任感的企業(yè)來說卻是完善產業(yè)布局和提升競爭實
力的大好時期
晶型介紹
1、金紅石型鈦白粉:結合硫酸法金紅石型鈦白粉生產質量控制經驗,集合無機包膜、有機處理、鹽處理、煅
燒控制、水解與產品應用等方面的創(chuàng)新研究,采用的色相與粒徑控制,鋯硅鋁磷多元無機包膜和新型的
有機處理技術。開發(fā)的新一代通用型(偏水性)金紅石鈦白粉,適用于各種建筑涂料、工業(yè)漆、防腐漆
、油墨、粉末涂料等行業(yè)。
2、銳鈦型鈦白粉:銳鈦型鈦白粉,即A型鈦白粉,鈦白粉有金紅石(Rutile)和銳鈦型(Anatase)兩種晶型
。銳鈦型鈦白粉是一種優(yōu)良的白色粉末顏料,具有良好的光散射能力,因而白度好,著色力高,遮蓋力強,
強同時具有較高的化學穩(wěn)定性和較好的耐候性,無味,對人體無刺激作用,廣泛應用于許多工業(yè)領域,
如涂料、塑料、造紙及油墨等。