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氯化法
鎖定
二氧化鈦(鈦白粉)廣泛應用於塗料、造紙、化纖、塑料、橡膠、化妝品、催化劑等行業。鈦白粉的生產只有硫酸法和氯化法兩種工藝技術,氯化法具有三廢少、大氣污染少、產品質量好、易於工業化生產等優點,所以被廣泛應用。
- 中文名
- 氯化法
- 外文名
- chlorination pulping process
- 一級學科
- 工程技術
- 二級學科
- 冶金工程
- 作 用
- 生產鈦白粉
- 優 點
- 三廢少、產品質量好等
氯化法背景介紹
二氧化鈦(
,鈦白粉)廣泛應用於塗料、造紙、化纖、塑料、橡膠、化妝品、催化劑等行業。
主要有金紅石型和鋭欽等晶型,其中金紅石型的不透明性、折射率、着色強度、遮蓋力等都優於鋭欽型,是中高檔
的主要品種。
在全球,鈦白粉的生產只有硫酸法和氯化法兩種工藝技術,但兩者所生產的成品價格卻相差好幾千(每噸)。硫酸法鈦白粉不僅價值低,而且用途狹窄。鈦白粉主要應用於生產塗料(約60%),其中汽車漆、外牆塗料等,只能用氯化法鈦白粉,而耐候性較差的內牆塗料才用硫酸法產品。
氯化法氯化法優點
氯化法具有下列優點:
(1)三廢少。氯化法每噸產品產生廢物為1噸左右,遠小於硫酸法;
(2)大氣污染少。氯化法排出的氣體可通過循環使用或焚燒等滿足大氣排放要求;
(3)產品質量好。氯化法生產的
是金紅石型,粒徑可控,分佈均勻;硫酸法產品以鋭欽型鈦白為主,需焙燒後才能得到金紅石型鈦白產品,粒子粗糙,分佈不均,難以滿足高檔產品的需要;
氯化法生產流程
氯化法鈦白粉生產流程主要分3部分:氯化、氧化和後處理工段。
氯化法氯化工段
無論是氯化法欽白生產還是海綿欽生產過程中,粗
的製取工藝基本相同。主要有固定牀氯化、熔鹽氯化和流化牀氯化技術,其中,固定牀氯化工藝已被淘汰,熔鹽氯化工藝在攀鋼集團錦州欽業公司正在應用,流化牀氯化工藝在國外被普遍採用,國內在快速流化牀氯化技術方面還處於開發階段。
氯化法氧化工段
經蒸發預熱的精製四氯化鈦、經預熱的氧氣以及反應所必需的成核劑、晶型轉化促進劑等反應物加入氧化反應器。氧化反應引發温度為800℃以上,主反應一般在1300~1 800℃進行。從反應器出來的氣流(夾帶反應生成的二氧化鈦顆粒)用低温的循環氯氣驟冷至700℃以下,再經沿程管路冷卻至200℃,逐級用旋風分離器和布袋收集器將二氧化鈦從氯氣中分離出來,二氧化欽經脱氯處理後送後處理工序。
氯化法後處理工段
後處理工段由打漿、研磨、化學品製備、表面處理、過濾洗滌、噴霧乾燥、微粉碎及成品包裝等主要工序組成。
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氯化法在我國的發展
早在2014年,中國鈦白粉的產量已躍升全球第一,但尷尬的是這些產品卻大多采用落後的硫酸法工藝生產,氯化法鈦白粉產能佔比僅約佔全國鈦白粉總產能的7%,而在全球,此佔比為60%。
雖然我國氯化法鈦白粉發展一度坎坷,但其實中國氯化法鈦白粉技術的探索之路卻早已開始。上世紀70年代中國就已經建設氯化法鈦白粉生產工藝裝置。錦州鈦業作為最成熟的氯化法鈦白粉生產者之一,在1989年即已建設有1.5萬噸氯化法鈦白粉裝置。
即便探索較早,但是能夠能正式生產氯化法鈦白粉的企業只有四家——錦州鈦業、漯河興茂、雲南新立、河南佰利聯。其中雲南新立與河南佰利聯都是依靠引進德國鈦康生產工藝,在引進過程中,投資巨大,且都不能按時達標達量生產,最終都與德國鈦康“不歡而散”。雲南新立在引入德國鈦康生產工藝過程中,累計投資逾20億,但在2013年公司宣告試車失敗,此後獨自研發並完成。錦州鈦業依靠90年代技術引進與自主研發擁有國內運行較好的氯化法生產線。而漯河興茂則主要依靠自主研發,部分設備與技術採用烏克蘭與歐洲技術。據瞭解,漯河興茂已完整掌握氯化法鈦白粉生產工藝技術體系,擁有多項獨立的自主知識產權。
從中國氯化法鈦白粉探索前進的道路上可以看出,在主要技術被國外壟斷的情況下,僅僅依靠通過向諮詢技術公司引進技術是不夠的,但卻是被需要的。通過向國外技術諮詢公司引進生產工藝,雖然會存在生產技術不夠系統等問題,但關鍵技術與關鍵工藝是能夠借鑑的。在鈦白粉行業亟需轉型升級的階段,僅僅依靠獨自研發,或僅僅依靠單獨引進都不是很好的解決辦法。行業抱團,技術也要抱團,借鑑吸收各自在氯化法鈦白粉生產上所獲得的經驗,突破關鍵技術,國內鈦白粉企業應協力合作,資源共享,合作研發,抱團走出困境。技術南牆壁壘厚,在行業亟需升級轉型的情況下,破壁人不應是某一個企業,更應是整個行業。
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- 參考資料
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- 1. 施利毅, 房鼎業. 氯化法制備金紅石型二氧化鈦的研究進展[J]. 化工生產與技術, 1997(4):1-5.
- 2. 鄧科, 唐勇, 孫永貴,等. 氯化法鈦白粉的生產工藝與技術經濟分析[J]. 中國氯鹼, 2012(1):23-25.
- 3. 氯化法鈦白粉技術屢碰壁 誰將是其破壁人 .新浪財經.2016-03-01[引用日期2017-10-11]