鈦白粉制造方法有兩種:硫酸法(Sulphate Process)和氯化法(Chloride Process)。其中56%為氯化法產品,這種產品的70%以上又產自美國杜邦等鈦白粉大廠,其他國家包括中國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行酸解反應生產硫酸氧鈦,經水解生成偏鈦酸,再經煅燒、粉碎即得到鈦白粉產品。此法可生產銳鈦型和金紅石型鈦白粉。硫酸法的優(yōu)點是能以價低易得的鈦鐵礦與硫酸為原料,技術較成熟,設備簡單,防腐蝕材料易解決。其缺點是流程長,只能以間歇操作為主,濕法操作,硫酸、水消耗高,廢物及副產物多,對環(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生成四氯化鈦,經精餾提純,然后再進行氣相氧化;在速冷后,經過氣固分離得到TiO2。該TiO2因吸附一定量的氯,需進行加熱或蒸氣處理將其移走。該工藝簡單,但在1000℃或更高條件氯化,有許多化學工程問題如氯、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。氯化法生產為連續(xù)生產,生產裝置操作的彈性不大,開停車及生產負荷不易調整,但其連續(xù)工藝生產,過程簡單,工藝控制點少,產品質量易于達到優(yōu)的控制。再加上沒有轉窯煅燒工藝形成的燒結,其TiO2原級粒子易于解聚,所以在表觀上人們習慣認為氯化法鈦白粉產品的質量更。氯化法優(yōu)點是流程短,生產能力易擴大,連續(xù)自動化程度高,能耗相對低,“三廢”少,能得到產品。其缺點是投資大,設備結構復雜,對材料要求高,要耐高溫、耐腐蝕,裝置難以維修,研究開發(fā)難度大。
1、鈦白粉顏料對涂料對比率性能的影響
涂料的遮蓋性能是反映白色顏料性能的直接和關鍵的指標,在涂料其它組分和條件相同的前提下,涂料的遮蓋力越強,表明顏料的遮蓋性能越強。
2、鈦白粉顏料對紫外光的吸收屏蔽性能
將GR復合鈦白顏料(金紅石型)與金紅石鈦白粉(R818)用水配成0.2%的懸浮體,經超聲波分散20分鐘后,取樣放入72型紫外與可見光分光光度計中測試其光透過率,以此來判斷產品對紫外光的吸收情況。
鈦白粉顏料、金紅石鈦白粉分別與水組成的懸浮體對各波長單色光的透過率與規(guī)律基本一致,對波長小于400nm的紫外光透過率均極低,隨著入射光波長的增加,懸浮體的光透過率大幅度增加,至700nm已達40%以上。由于懸浮體透過率的差別可近似認為是固體物質本身的因素所導致,因此認為鈦白粉顏料與金紅石鈦白粉相比,對紫外光均有很強的吸收屏蔽作用。
金紅石鈦白粉對紫外線的吸收屏蔽作用是其具備佳化學穩(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)的相似光學特性顯示了其同樣具備耐老化等光穩(wěn)定性能。
通過以上兩項實驗可以看出: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; 鈦白粉顏料可廣泛應用于涂料體系中,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。近兩年隨著經濟增速趨緩,同時國內鈦白粉產能不斷增加,鈦白粉行業(yè)產能過剩情況嚴重,2012年,國內鈦白粉產能達到280萬噸,產量195萬噸,凈出口量22萬噸,表觀消費量173萬噸。
于此相隨的是產品價格的下滑,以金紅石鈦白粉為例,產品報價從22000元/噸以上下滑至16000元/噸(實際成交價約14000元/噸),企業(yè)毛利率亦大幅下而因環(huán)保因素導致企業(yè)開工降低,庫存較少,同時傳統(tǒng)旺季來臨行業(yè)集中度未來提升空間較大。
國內擁有鈦白粉生產企業(yè)50多家,全國各地均有分布,其中大量中小企業(yè)集中在缺乏資源優(yōu)勢的東部地區(qū)。而我國鈦礦資源主要集中于西南地區(qū),整個行業(yè)還處于較為分散的發(fā)展時期。
我們認為,未來隨著西南地區(qū)鈦礦企業(yè)的有望迅速發(fā)展,擁有資源的企業(yè)對行業(yè)的話語權將加大,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)紛紛減產甚至關停,導致產品價格大幅上升。我們認為,作為化工領域另一個污染重災區(qū),環(huán)保風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。鈦白粉生產耗水量,以硫酸法為例,每噸鈦白粉耗水達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投入高昂,達1300萬元/萬噸。在該行業(yè)整體低迷的情況下,中小企業(yè)或難以承受,預計會逐步退出。