1、納米鈦白粉的用途在清漆中含有4%的納米鈦白粉，便能防止木材受光照后發(fā)黑；在食品包裝用塑料薄膜中加入%的納米鈦白粉可防止食品受光照后氧化，以及肉類等食品在櫥窗中受熒光燈照射后氧化變色；在塑料中使用能防止塑料本身被日光降解；在農(nóng)用薄膜中使用能提高它的強(qiáng)度和耐久性；在化妝品使用提高化妝品的防曬和抗紫外線的能力，此外它還在精密陶瓷和光催化劑等一些特殊領(lǐng)域中受到青睞。同時(shí)鈦白粉也應(yīng)用于顏料中，在顏料中的質(zhì)量百分比越高，遮蓋力越高。氯化法生產(chǎn)鈦白粉技術(shù)1、氯化法技術(shù)的主要步驟如下： 氯化，用氯氣在還原氣氛下氯化鈦原料； 精儲(chǔ)，四氯化鈦冷凝、精儲(chǔ)提純； 氧化，四氯化鈦氧化生成TiO2.同時(shí)，還有各種通過水解

2、TiCl4的工藝方案，但這些工藝都無商業(yè)經(jīng)濟(jì)價(jià)值。氧化工藝其優(yōu)勢所在是氯氣可循環(huán)使用，即此階段產(chǎn)生的氯氣可回收返回氯化工序中。2、氯化在氯化法生產(chǎn)鈦白粉工藝中首先要生產(chǎn)四氯化鈦(TiCl4)。其生產(chǎn)是用鈦原料與燒結(jié)的石油焦餅和經(jīng)預(yù)熱的氯氣混合，并在8001000C的溫度條件下反應(yīng)。其通常的氯化反應(yīng)器是采用硫化床反應(yīng)器，也有其他的一些反應(yīng)器。氯化反應(yīng)器采用鋼襯耐火材料，其內(nèi)部采用夾套冷卻，氯氣或四氯化鈦在高溫條件腐蝕性極強(qiáng)，所以，甚至選用高質(zhì)量的耐火材料，其使用壽命也有限。石油焦中的炭在氯化反應(yīng)中的主要目的是移走鈦礦中的氧，所以盡可能減少與金屬反應(yīng)的氯含量，若還原劑的存在TiO2的氯總是足夠的。

3、起初的反應(yīng)熱是有電能提供的，使用石墨電極，開始反應(yīng)時(shí)需要大量的熱量，在進(jìn)行氯化反應(yīng)器時(shí)，焦餅與TiO2的比例需要仔細(xì)控制。溫度太低，TiO2變成TiCl4轉(zhuǎn)化率低。其未反應(yīng)的氯氣穿過反應(yīng)器，而利用率低；溫度太高反應(yīng)器材料將熔融，堵塞氣孔。目前有部分公司具有使用鈦精礦和高鈦渣或金紅石或板鈦礦混合進(jìn)料技術(shù)與商業(yè)生產(chǎn)能力。其進(jìn)料的礦可達(dá)TiO260%含量，其目的是降低原料的生產(chǎn)成本。其他的氯化公司采用參合原料量不能低于TiO285%。并且要求具有低MgO、CaO的天然金紅石、人造金紅石、鈦渣。Ca、Mg太高在氯化時(shí)，形成液體氯化物如MgCl2、CaCl2堵塞流化床排渣，造成生產(chǎn)不正常及停產(chǎn)。從氯化反

4、應(yīng)出來的氣體，不僅有TiCl4和氧化碳，而且有焦餅灰和從原料中雜質(zhì)產(chǎn)生的不同氯化衍生物，F(xiàn)eCl3、SiCl4、ZrCl3、MnCl2、VOCl3等。從反應(yīng)器出來，氣體經(jīng)過袋濾器分離灰塵，再經(jīng)過冷凝器維持200C溫度分離掉主要的FeCl3.假使采用鈦精礦與板鈦礦參合進(jìn)料，此間分離的FeCl3量明顯增多，帶來廢副處理量大的問題。3、精儲(chǔ)此段是冷凝并提純TiO2氣體。該氣體從氯化反應(yīng)器出來后，通過可調(diào)噴霧冷凝和冷卻；其目的是使其體溫度降到136C,岡好是TiCl4的沸點(diǎn)，在此條件下FeCl2、MnCl2、CaCl2、MgCl2以固體形式分離掉，并得到移出。冷凝分離出大部分固體雜質(zhì)后的TiCl4氣體

5、仍舊含有許多與其沸點(diǎn)類似的雜質(zhì)如SnCl4、SiCl4、FeCl3、MnCl2和VOCl3等等，減少這些雜質(zhì)的量是氯化鈦白粉操作之關(guān)鍵因素之一。分離VOCl3是通過用亞鐵或礦物油的絡(luò)合方式進(jìn)行。用H2S在90C處理含雜質(zhì)TiCl4,還原VOCl3城VOCl2,其后以硫化物的鐵、鈕沉降分離，將A1C13轉(zhuǎn)化成絡(luò)合鹽而分離掉。過濾出雜質(zhì)沉淀的TiCl4通過進(jìn)一步的仔細(xì)控制蒸儲(chǔ)進(jìn)行精致，以獲得純的TiCl4,在此處可作為商品及出售，或作為鈦白粉廠的中間產(chǎn)品，其質(zhì)量為,主要的微量雜質(zhì)是CoCl2、SiCl4、VOCl3.4、氯化此工段是將TiCl4與空氣或氧氣進(jìn)行氧化反應(yīng)，生成純的TiO2和氧氣。氧化

6、溫度低于600C時(shí)，其反應(yīng)速度微乎其微；超過此反應(yīng)溫度反應(yīng)迅速增加，最后反應(yīng)溫度范圍在13001800C。氧化反應(yīng)對產(chǎn)品的細(xì)度及質(zhì)量是控制的關(guān)鍵。氯化與四氯化鈦在所使用的氧化溫度條件下腐蝕性極強(qiáng)。通常的反應(yīng)器采用不銹鋼襯耐火材料做成。氧化反應(yīng)熱不能維持足夠的反應(yīng)溫度，必須提供輔助熱量，通常的做法有：TiCl4和氧氣/空氣與少量蒸汽混合，分別預(yù)熱到所需的溫度，并分別的進(jìn)入反應(yīng)器；通過燃燒CO成CO2提供輔助熱；氧氣通過電火花加熱。在氧化時(shí)，為增加TiO2的產(chǎn)率，通常加晶種以促使TiO2的生成，AlCl3是一個(gè)常見的輔助材料被加到TiCl4進(jìn)料中，氧化時(shí)以固體顆粒的形式生成Al2O3以提供所需的晶

7、種，也可在氧化時(shí)的空氣或氧氣中噴入液滴，作為晶種以促使TiO2顆粒的生成。氧化易造成TiO2結(jié)痂與反應(yīng)器器壁、氣體進(jìn)口噴嘴及其他一些表面上，因此，必須進(jìn)行防御。在氧化工藝是十分難辦的。生成的TiO2迅速穩(wěn)定的黏附在氧化反應(yīng)器壁上、進(jìn)口噴嘴外壁上，并不完全被氣體帶走。一些工廠采用連續(xù)的氮?dú)獗Ｗo(hù)其反應(yīng)器氣體進(jìn)口部分、保護(hù)其冷卻以防止TiO2結(jié)疤沉淀。也有用砂和砂礫防結(jié)疤的方法。氧化爐結(jié)疤的困難尤其是在小裝置上最難克服。錦州鐵合金廠年萬噸氯化法鈦白裝置是目前全球最小的生產(chǎn)裝置；經(jīng)過該廠多年的努力，已基本克服氧化爐結(jié)疤之困難；由原來幾小時(shí)運(yùn)行周期提高到現(xiàn)在的連續(xù)運(yùn)行11天。其除疤措施是氧化爐氣膜保護(hù)和

8、加鹽除疤。在將反應(yīng)物料迅速冷卻之后，鈦白粉與氣體采用旋風(fēng)、布袋、電除塵等過濾進(jìn)行分離。排出氣體經(jīng)冷凝回收氯氣，以液氯形式貯存，并循環(huán)回氯化工段再用。從濾器中分離出的TiO2含用大量的吸附氯，需通過加熱移去，最常用的為蒸汽處理，氯被洗出并轉(zhuǎn)化為鹽酸，再進(jìn)一步處理是用含硼酸的蒸汽除掉微量的氯和鹽酸的到TiO2.TiO2最終從過濾器取出，在水中漿化，進(jìn)行濕磨，進(jìn)行解聚，再送入后處理進(jìn)行加工，其工藝與硫酸法相同。5. 物料平衡如工藝流程圖所示其主要化學(xué)反應(yīng)如下：氯化反應(yīng)金紅石氯化TiO2+2C+2Cl2=2CO+TiCl4, 鈦精礦氯化2FeTiO3+6C+7Cl2=2FeCl3+2TiCl4+6CO

9、; 氧化反應(yīng)TiCl4+O2=TiO2+2Cl2從金紅石原料生產(chǎn)鈦白粉的回收率在93%95%,而從鈦精礦與板鈦礦混礦原料生產(chǎn)鈦白粉其回收率約為90%。從鈦渣中的回收率高于人造金紅石，因?yàn)殁佋蓄w粒粒度均較人造金紅石高，氯化時(shí)帶走的細(xì)粉少。每噸太白粉生產(chǎn)大約需原料量如下。原料摻混90%TiO2或更高含量金紅石或人造金紅石/t氯氣/t石油焦/t氧氣/tAlCl3/t摻混65%TiO2鈦精礦+板鈦礦/t氯氣/t石油焦/t排除廢料如下： TiO290%為原料，氯(主要為FeCl3)。 進(jìn)料65%TiO2原料，后處理后處理主要有濕磨、無機(jī)包膜、干燥、氣流磨及有機(jī)包膜和產(chǎn)品包裝等工序。濕磨從圖可知，從硫酸

10、法生產(chǎn)中經(jīng)磚窯燧燒獲得的TiO2或從氯化法生產(chǎn)中經(jīng)氧化后獲得的TiO2,在無機(jī)或有機(jī)分散劑的存在下進(jìn)行濕磨。其石磨設(shè)備主要采用介質(zhì)磨，有機(jī)球磨、球磨機(jī)、砂磨機(jī)、重介質(zhì)磨等。將TiO2聚集粒子盡量磨細(xì)解聚為原級粒子，以利于進(jìn)行無機(jī)包膜。此工藝是在90年代開始大量使用，其關(guān)鍵時(shí)刻獲得更好的包膜處理的顏料性能更加的鈦白粉。1. 無機(jī)物包膜與干燥經(jīng)濕磨解聚后的TiO2需要進(jìn)行無機(jī)物包膜，以屏蔽紫外光，提高鈦白粉的耐候性。常用的無機(jī)包膜劑有硅、鋁的氧化物及水和氫氧化物。由硅、鋁包膜提高了鈦白粉的耐候性能，但與之相反的影響了應(yīng)用使得光澤。由此，近年來已采用了錯(cuò)進(jìn)行混合包膜，達(dá)到高耐候、高光澤的顏料應(yīng)用。無

11、機(jī)包膜劑常以氧化物及氫氧化物的形式沉積，并依據(jù)其最后產(chǎn)品的用途，采用以松散或致密膜的形式包覆于TiO2粒子表面。其反應(yīng)原理如下：Al2(SO4)2+4NaOHAl2O3$+2Na2SO4+2H2O2NaAlO2+H2SO4Al2O3$+Na2SO4+H2ONaSiO3+H2SO4SiO2-nH2O$+Na2SO4+H2OZr(SO4)2+4NaOHZrO2$+2Na2SO4+H2O在包膜處理時(shí)，嚴(yán)格控制反應(yīng)溫度、pH值、時(shí)間，已達(dá)到最佳的使用目的。然后將包膜后的漿料進(jìn)行過濾，用去離子水洗滌至一定的電導(dǎo)率。采用多種干燥方式如帶式干燥機(jī)、噴霧干燥機(jī)等進(jìn)行干燥。2. 有機(jī)包膜與氣流粉碎氣流粉碎的目的是為得到狹窄粒度范圍和優(yōu)良顏料性能的鈦白粉后處理最后一道工序。目前采用的粉碎機(jī)多數(shù)為扁平式氣流粉碎機(jī)，其氣源為16kg的過熱蒸汽，并根據(jù)產(chǎn)品用途加入一定的有機(jī)包膜劑。其目的有二：一是由于粉碎后的鈦白粉表面能較高，容易重新團(tuán)聚，需要中和其能量(或謂之表面電位)，也起到助磨效果；而是改變其鈦白粉的表面物理化學(xué)性能，以使其應(yīng)用在涂料、塑料等物質(zhì)有更好的配伍性及相容性。有機(jī)包膜劑用于涂料有胺、醇胺類、硅烷類；用于塑料有二甲基硅烷