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二氧化钛颜料的发展过程

文档名称:二氧化钛颜料的发展过程
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添加时间:2020/02/16
内容摘要:
维普资讯hup:/www.cqvip.com
2005年第2期
TiO2市场
二氟化颜耕的发履
David Mccoy
摘要:本文从不断改进的生产工.艺方面回顾了二氧化钛颜料的发展过程,并从消费趋势角度分析
了行业结构的变化。
0引言
术的传播是从美国的 National Lead公司相继收
购大部分的 Titanium颜料公司和 titan公司后
自从硫酸法工艺分别在挪威和美国独立研
开始的。 National Lead公司给其他公司该技术
制成功以来,二氧化钛作为一种商品已经有将
的使用许可,其他公司(包括 Dupont)又各自相
近90年的历史了。开始这种产品只是略多于高
应进行了改进,至此,硫酸法在20世纪30年
价特种助剂,直到20世纪50年代,随着有毒
代到50年代之间迅速传播开来。很多国家都建
的白色含铅颜料的淘汯,凭借其出色的遮光性
立了这种颜料的生产工厂,但都使用钛铁矿作
二氧化钛的需求量迅速增长。
为原料。硫酸法工艺对于新的生产商来说是最
20世纪50年代到60年代对二氧化钛颜料
易采用的技术,但是该工艺在水解和煅烧阶段
需求增长的同时氯化法生产工艺也得到商业
需要严格的控制,以确保得到最佳的颜料粒径
化。这项新技术从20世纪50年代后期开始迅
到1960年,由 Dupont公司在20世纪50
速被采用,很快成为新建工厂的首选。20世纪
年代率先开发的更先进的氯化法工艺被作为新
70年代到80年代之间,许多原本用硫酸法工
艺生产的厂家都改用氯化法生产,而且由于氯
建厂最佳的工艺路线开始推广。其他较早开发
化法得到了重视,一些老的硫酸法工J被永久
氯化法工艺的先锋还包括美国的 Potash&
性关闭了。除了中国,世界上最新的硫酸法工
Chemical公司( Ampot)和 Laporte公司
通过 Ampot和Kerr-McGe(后者于1967
厂于1997年建于韩国
到20世纪70年代,二氧化钛已经成为涂年收购了 Ampot公司)的合作,氯化法技术从
料业最重要的颜料之一,其地位至今仍不可动
摇特别是在价值方面。它在塑料、造纸和油墨
二氧化钛一一首选的白色颇料
终端市场上的地位也很重要。一些较小的市场,
如合成纤维和催化剂,被只能用硫酸法工艺生
由于二氧化铁具有优异的遮盖性,
产的特种锐钛型二氧化钛所占据。至此,发达
现在还没有产品可以替代它。它是一种
国家二氧化钛行业被成熟的终端用户所控制。
理想的颇料,有着较高的折射系数,而
对于大多数涂料生产商来说,在二氧化钛
且可以生产出的产品粒径较窄。它无毒、
上的花费比任何其他原材料的花费要高很多。
稳定,尤其以金红石型二氧化钛的白度
因此,不少涂料生产商会混合一些较便宜的填
很高。
料,如煅烧高岭土和碳酸钙,它们的遮光性和
全球2004年二氧化铁的消费超过
亮度都不错,不过部分取代二氧化钛总要牺牲
450万t,其他增白剂(如高岭土和碳酸
某些性能。
钙)的全球消费量比二氧化钛多,主要用
1生产工艺
作填料。但由于在价格上二氧化钛要高
很多,所以2004年二氧化钛的消费价值
硫酸法工艺在揶威和美国几乎同时开发,
超过了8.5亿美元。
揶威的 Titan公司于1918年投产,美国的
Titanium颜料公司也在同期开始生产。而该技
ITZMI
全球二氧化钛咨询专家
失系电话:61893215888
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涂料技术与文摘
2005年第26卷第2期
20世纪70年代开始迅速传播,新的氯化法工酸法生产二氧化钛的过程中会产出大量的酸性
艺生产商有 Glidden、SCM、 American Cyanamid废物。硫酸法生产商一直是用钛铁矿(二氧化钛
和 Ishihara等。SCM还在1975年收购了含量为45%~55%)作为原料的,产生大量的
Sherwin- Williams在 Ashtabula的工厂,这家工硫酸亚铁和废酸。1957年,QIT- Fer ettitane
厂是20世纪60年代采用 Dupont技术建造的。公司在加拿大 Sorel以钛渣为原料开始商业化
氯化法工艺的技术并不简单,有不少失败的例生产硫酸法二氧化钛。这种新原料的其他元素
子,如拜耳公司在 Uerdingen建的2万ta的工含量较低,特别是铁,它容易产出色泽更好的
厂,由于腐蚀问题严重,在上世纪70年代运营二氧化钛。20世纪60年代开始逐渐増大的环
成本太高,这家工厂最终关闭。类似这样的问保压力迫使一些二氧化钛生产商相继来用这种
题,最初的 Kronos Titan公司建在 Leverkusen新原料,它能在生产出二氧化钛的同时除去硫
的工厂也经历过,最后是采用了Ker- Mcgee酸亚铁,而且能将废酸减少25%~50%。但有
公司转让的相关技术才得以部分解决。
趣的是,很多从90年代中期开始减少产能的硫
到了70年代和80年代,一些硫酸法生产酸法工厂却都是那些利用钛渣为原料的工厂,
厂家也开始改用氯化法生产二氧化钛。由于氯这些工厂位于比利时的 Antwerp、加拿大的
化法工艺得到了重视,美国、欧洲和澳大利亚 Tracey和美国的 Baltimore
的一些老的硫酸法工厂已相继关闭。1992年,
将钛铁矿再次作为主要原料的硫酸法生产
全球氯化法工艺产能首次超过了硫酸法工艺的始于1990年,特别是 Huntsman二氧化钛公司
产能(见图1)。
1992年在马来西亚建的 Teluk Kalungエ厂(5万
t/a规模)和 Hankook钛业1997年在韩国建的
Onsanエ厂(3万ta规模),还有一些工厂从使
用钛渣恢复到使用钛铁矿。现在很多还使用钛
铁矿的工厂很注重硫酸亚铁等副产品的开发和
B船
生产,从这些副产品上得到的收益可以抵消部
分废物处理的费用。
氯化法工厂最初是用自然金红石矿(二氧
化钛含量为90%~95%)和二氧化钛含量较高
的白钛石。为了适应对高二氧化钛含量的原料
1g7019741978191988199019419932002
氧化法法
总产能
的需求增长,原料商开发了预处理钛铁矿的工
艺来给氯化法工厂提供金红石矿的替代品,包
数据来源:TZMI数据
括氯化级的高钛渣(二氧化钛含量为85%~
11970い2004年全球二氧化钛的产能
87%)和人造金红石矿(二氧化钛含量为90%~
根据生产工艺划分)
93%)。
Dupont是惟一采用直接氯化钛铁矿的企
如今,两种工艺是并存的,而氯化法工厂业,现在也是惟一能将二氧化钛含量低于70%
勿庸置疑地具有较大规模和较高的生产效率,的混合原料氯化生产二氧化钛的生产商
而硫酸法工厂能同时生产金红石型和锐钛型
Dupont现在有3家大型的主要用钛铁矿原料的
氧化钛。大多数应用中,硫酸法和氯化法生产氯化法工厂( Delisle, Edge Moor和 Altamira)
的金红石型颜料是可以互换的。
2二氧化钛原料的选择<
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