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(chǎn)品,這種產(chǎn)品的70%以上又產(chǎn)自美國(guó)杜邦等鈦白粉大廠,其他國(guó)家包括中國(guó)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(jìn)行酸解反應(yīng)生產(chǎn)硫酸氧鈦,經(jīng)水解生成偏鈦酸,再經(jīng)煅燒、粉碎即得到鈦白粉產(chǎn)品。此法可生產(chǎn)銳鈦型和金紅石型鈦白粉。硫酸法的優(yōu)點(diǎn)是能以價(jià)低易得的鈦鐵礦與硫酸為原料,技術(shù)較成熟,設(shè)備簡(jiǎn)單,防腐蝕材料易解決。其缺點(diǎn)是流程長(zhǎng),只能以間歇操作為主,濕法操作,硫酸、水消耗高,廢物及副產(chǎn)物多,對(duì)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(yīng)生成四氯化鈦,經(jīng)精餾提純,然后再進(jìn)行氣相氧化;在速冷后,經(jīng)過(guò)氣固分離得到TiO2。該TiO2因吸附一定量的氯,需進(jìn)行加熱或蒸氣處理將其移走。該工藝簡(jiǎn)單,但在1000℃或更高條件氯化,有許多化學(xué)工程問(wèn)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(chǎn)為連續(xù)生產(chǎn),生產(chǎn)裝置操作的彈性不大,開(kāi)停車及生產(chǎn)負(fù)荷不易調(diào)整,但其連續(xù)工藝生產(chǎn),過(guò)程簡(jiǎn)單,工藝控制點(diǎn)少,產(chǎn)品質(zhì)量易于達(dá)到優(yōu)的控制。再加上沒(méi)有轉(zhuǎn)窯煅燒工藝形成的燒結(jié),其TiO2原級(jí)粒子易于解聚,所以在表觀上人們習(xí)慣認(rèn)為氯化法鈦白粉產(chǎn)品的質(zhì)量更。氯化法優(yōu)點(diǎn)是流程短,生產(chǎn)能力易擴(kuò)大,連續(xù)自動(dòng)化程度高,能耗相對(duì)低,“三廢”少,能得到產(chǎn)品。其缺點(diǎn)是投資大,設(shè)備結(jié)構(gòu)復(fù)雜,對(duì)材料要求高,要耐高溫、耐腐蝕,裝置難以維修,研究開(kāi)發(fā)難度大。
1、鈦白粉顏料對(duì)涂料對(duì)比率性能的影響
涂料的遮蓋性能是反映白色顏料性能的直接和關(guān)鍵的指標(biāo),在涂料其它組分和條件相同的前提下,涂料的遮蓋力越強(qiáng),表明顏料的遮蓋性能越強(qiáng)。
2、鈦白粉顏料對(duì)紫外光的吸收屏蔽性能
將GR復(fù)合鈦白顏料(金紅石型)與金紅石鈦白粉(R818)用水配成0.2%的懸浮體,經(jīng)超聲波分散20分鐘后,取樣放入72型紫外與可見(jiàn)光分光光度計(jì)中測(cè)試其光透過(guò)率,以此來(lái)判斷產(chǎn)品對(duì)紫外光的吸收情況。
鈦白粉顏料、金紅石鈦白粉分別與水組成的懸浮體對(duì)各波長(zhǎng)單色光的透過(guò)率與規(guī)律基本一致,對(duì)波長(zhǎng)小于400nm的紫外光透過(guò)率均極低,隨著入射光波長(zhǎng)的增加,懸浮體的光透過(guò)率大幅度增加,至700nm已達(dá)40%以上。由于懸浮體透過(guò)率的差別可近似認(rèn)為是固體物質(zhì)本身的因素所導(dǎo)致,因此認(rèn)為鈦白粉顏料與金紅石鈦白粉相比,對(duì)紫外光均有很強(qiáng)的吸收屏蔽作用。
金紅石鈦白粉對(duì)紫外線的吸收屏蔽作用是其具備佳化學(xué)穩(wěn)定性和良好的耐老化、抗粉化和抗變色性能的體現(xiàn),鈦白粉顏料呈現(xiàn)的相似光學(xué)特性顯示了其同樣具備耐老化等光穩(wěn)定性能。
通過(guò)以上兩項(xiàng)實(shí)驗(yàn)可以看出:在涂料體系中使用鈦白粉顏料可限得與鈦白粉相同或相近的性能指標(biāo); 鈦白粉顏料可廣泛應(yīng)用于涂料體系中,改善涂料的性能,較大幅度的降低材料的使用成本。
2.鈦白粉行業(yè)或見(jiàn)底環(huán)保促景氣度回升
鈦白粉行業(yè)觸底反彈。近兩年隨著經(jīng)濟(jì)增速趨緩,同時(shí)國(guó)內(nèi)鈦白粉產(chǎn)能不斷增加,鈦白粉行業(yè)產(chǎn)能過(guò)剩情況嚴(yán)重,2012年,國(guó)內(nèi)鈦白粉產(chǎn)能達(dá)到280萬(wàn)噸,產(chǎn)量195萬(wàn)噸,凈出口量22萬(wàn)噸,表觀消費(fèi)量173萬(wàn)噸。
于此相隨的是產(chǎn)品價(jià)格的下滑,以金紅石鈦白粉為例,產(chǎn)品報(bào)價(jià)從22000元/噸以上下滑至16000元/噸(實(shí)際成交價(jià)約14000元/噸),企業(yè)毛利率亦大幅下而因環(huán)保因素導(dǎo)致企業(yè)開(kāi)工降低,庫(kù)存較少,同時(shí)傳統(tǒng)旺季來(lái)臨行業(yè)集中度未來(lái)提升空間較大。
國(guó)內(nèi)擁有鈦白粉生產(chǎn)企業(yè)50多家,全國(guó)各地均有分布,其中大量中小企業(yè)集中在缺乏資源優(yōu)勢(shì)的東部地區(qū)。而我國(guó)鈦礦資源主要集中于西南地區(qū),整個(gè)行業(yè)還處于較為分散的發(fā)展時(shí)期。
我們認(rèn)為,未來(lái)隨著西南地區(qū)鈦礦企業(yè)的有望迅速發(fā)展,擁有資源的企業(yè)對(duì)行業(yè)的話語(yǔ)權(quán)將加大,行業(yè)集中度有望提升。環(huán)保因素有望成為行業(yè)整合催化劑。染料等行業(yè)部分中小企業(yè)紛紛減產(chǎn)甚至關(guān)停,導(dǎo)致產(chǎn)品價(jià)格大幅上升。我們認(rèn)為,作為化工領(lǐng)域另一個(gè)污染重災(zāi)區(qū),環(huán)保風(fēng)暴有望刮向鈦白粉行業(yè)。
環(huán)保治理成本高昂,中小企業(yè)難以承受。鈦白粉生產(chǎn)耗水量,以硫酸法為例,每噸鈦白粉耗水達(dá)100-150噸,因此,雖然處理難度不大,但處理量非常高。據(jù)了解,鈦白粉廢水處理固定資產(chǎn)投入高昂,達(dá)1300萬(wàn)元/萬(wàn)噸。在該行業(yè)整體低迷的情況下,中小企業(yè)或難以承受,預(yù)計(jì)會(huì)逐步退出。