氯化法

二氧化鈦（鈦白粉）廣泛套用於塗料、造紙、化纖、塑膠、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，所以被廣泛套用。

基本介紹

• 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

背景介紹

二氧化鈦（，鈦白粉）廣泛套用於塗料、造紙、化纖、塑膠、橡膠、化妝品、催化劑等行業。主要有金紅石型和銳欽等晶型，其中金紅石型的不透明性、折射率、著色強度、遮蓋力等都優於銳欽型，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。鈦白粉主要套用於生產塗料(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，分布均勻；硫酸法產品以銳欽型鈦白為主，需焙燒後才能得到金紅石型鈦白產品，粒子粗糙，分布不均，難以滿足高檔產品的需要；

（4）氯化法為連續化生產工藝，易於工業化生產。但氯化法也有其弱點，主要是裝置複雜、危險性大、操作要求高等。世界上氯化法生產呈上升趨勢，國外90年代新建的企業基本上均採用氯化法。

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。主要有固定床氯化、熔鹽氯化和流化床氯化技術，其中，固定床氯化工藝已被淘汰，熔鹽氯化工藝在攀鋼集團錦州欽業公司正在套用，流化床氯化工藝在國外被普遍採用，國內在快速流化床氯化技術方面還處於開發階段。

流化床氯化主要設備是沸騰氯化爐，通常用材質為鋼，襯有耐火材料並罩有外部水冷套。金紅石礦或高欽渣等富鈦料經粉磨後，與一定比例的石油焦從沸騰層上方加人沸騰爐，從氧化工序返回的循環氯氣從爐底加入，氯化反應在925~1010℃下連續進行，及鐵、矽、礬、鈣、鎂及其他金屬的氧化物被轉化成相應的氯化物，隨氣體離開氯化爐。反應氣體先經旋風分離器將未反應的固體粉塵和不揮發的氯化物從反應氣體中分離出來，隨後，進行逐級冷卻、冷凝，先分離出亞鐵的氯化物，再分離中沸點的氯化物三氯化鐵，然後，用冷四氯化鈦噴淋等辦法冷凝收集低沸點的四氯化鈦(內含四氯化矽和三氯氧礬等)，經過濾除泥漿，得到粗四氯化鈦。粗四氯化鈦經除礬(一般用礦物油)，再經蒸餾除去四氯化矽等低沸點雜質，得到相對高純度的精製四氯化鈦。

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。氧化反應引發溫度為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)用低溫的循環氯氣驟冷至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，二氧化欽經脫氯處理後送後處理工序。

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。

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採用落後的硫酸法工藝生產，氯化法鈦白粉產能占比僅約占全國鈦白粉總產能的7%，而在全球，此占比為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。據了解，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智慧財產權。

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。