黑月 孙雪 付雅君 王立娟 李娜(沈阳师范大学化学化工学院， 辽宁 沈阳 110034)

由高钛渣制备钛白粉的研究进展

黑月 孙雪 付雅君 王立娟 李娜(沈阳师范大学化学化工学院， 辽宁 沈阳 110034)

高钛渣是生产各种钛产品的高质量原料，是钛矿富集物的俗称。它并不是没有用的废弃残渣，也不是一种无用的副产物，是由钛精矿冶炼而成。本文综合概述了我国高钛渣制备钛白粉的研究及其背景，以及发展前景的分析。

高钛渣；钛铁矿；钛白粉

高钛渣目前在我国用途广泛，是钛铁矿石在炉子中受热融化得到的一种富集物。二氧化钛(TiO2)俗称钛白，是一种白色的用途广泛的无机颜料，物理化学性质稳定、耐持久性好，且没有毒性，具有最佳的不透明性。二氧化钛是目前世界上性能最好的一种白色颜料，在化工生产领域占据着及其重要的地位。

1 我国高钛渣生产钛白粉的技术发展现状

在我国钛资源比较丰富，中国的钛铁矿大多数用来做为硫酸法制取二氧化钛的原料，也会用来做为其它钛工业的原料。随着我国钛工业的发展越来越迅速，我们对高钛渣等原料的需求量变的更大，钛渣产量也逐年增多。目前制备颜料级钛白的方法主要有硫酸法、氯化法、盐酸法等。传统的钛白生产工艺具有流程长、生产成本高、副产品处理困难、三废污染大等缺点，严重影响其技术的发展和推广。除了硫酸法和氯化法得到广泛应用外，其他的制法都因各种技术问题未能解决而没有实现工业化。

(1)硫酸法 在1930年左右，用硫酸生产二氧化钛的工业就开始迅速发展。用硫酸生产二氧化钛需要经过5个步骤和10个环节[2]。用硫酸生产二氧化钛的缺欠是生产时间长、不能连续生产、过程复杂、二氧化钛品质不高。最严重的问题是有两种副产物，即FeSO4和稀H2SO4废液，这两种副产物环境污染极其严重，回收成本高，成为钛白行业发展的瓶颈。因此，开发低酸浓度和低温条件下分解钛铁矿的工艺，可大量循环使用低浓度废酸，又可减少废气的排放。现在城市越来越注重环保，很多污染严重的工厂都被关闭，污染严重的工艺也无法继续生产，所以研发清洁制取钛白的工艺迫在眉睫。

(2)氯化法 氯化法制取二氧化钛是更加先进的工艺，这种工艺用氯气将原料分解，将钛化合物转化成TiCl4，然后将TiCl4在高温下反应，生成TiCl2和Cl2。然后生成的Cl2反复利用，而二氧化钛处理成为最后所要的产品钛白粉。此方法一共分三个阶段，第一阶段是氯化，第二阶段是精馏，第三阶段是氧化。氯化法生产二氧化钛的优点是生产的过程短、生产的能力较大、废渣产生的少和产品质量高。但是原料的来源困难，价格比较昂贵，即使三废产生的少，但该法生产中的物料和产物大都是具有毒性和腐蚀性的物质，生成的废物更难处理。

我国从50年代末开始冶炼钛渣的研究，至今已有近50年历史。我国暂时还没有用高钛渣作为原料制取二氧化钛的工艺，因为环境的问题压力很大。国内高钛渣生产特点是电炉数量多但产量不高，技术不发达。国内很多电炉年代都比较久远，只有少数新建的还算比较先进，而且产品几乎都在国内的市场进行销售，并没有走向国际市场。

2 前景分析

世界各地的二氧化钛的使用量不断增加，高钛渣的需求度也逐年增长。这几年来，国内二氧化钛行业发展相当速度，因为高钛渣含钛量非常高，废气、废渣、废液等产出较少，所以我国高钛渣的需求量迅猛增长。即使国内高钛渣的产量逐渐增大，但还是处于供不应求的状态，我国高钛渣还是要依靠国外[11-13]。在10多年前，国内能够加工高钛渣的工厂只有12家。后来，企业数量有所增多，但是加工的高钛渣质量并不高。再后来，我国加工高钛渣的工厂迅速增加，增长到将近70多家。这几年来，二生产氧化钛的企业都已经了解到高钛渣的优势，都利用高钛渣生成二氧化钛[14-16]。这样发展下去，在将来，高钛渣的应用会越来越广泛，以它为原料制取二氧化钛等产品的工艺会变得更重要，成为国家重点项目，应用前景十分广阔。

[1]曲颖.我国钛白工业存在问题和对策研究[J].化工技术经济,1998，(2):13-16.

[2]裴润.硫酸法钛白生产[M].北京,化学工业出版社,1991：258-259.

[3] 杨宗志. 拜耳公司硫酸法钛白的无公害生产[J].中国涂料,199(4) :42-441.

[4] Wilcox B.Treatment of Umenite[P].US Patent,4362557.1932.

[5]Gleaser.Method for Making TiCl4[P].US Patent,3977864.1976.

[6]李晋林,马兵.攀枝花钛精矿直接还原过程的研究[J].化工冶金，1990,11(3)：189-194.

[7]孙洪志,丁朝模,周廉.海绵钛生产现状及技术开发[J].有色金属，1999,51(1)：92-95.

[8]孙康.钛提取冶金物理化学[M].北京:冶金工业出版社,2001：2-4.

[9]Hu Kejun( 胡克俊).钛资源开发及产品利用状况[J]. ChinaMetal Bulletin( 中国金属通报),2007，(16): 2-6.

[10]样 文 斌.钛 白 生 产 方 法[P].中 国 专利:88100410,1990-08-08.

[11]郝斌.中国钛工业的现状及展望[J],钒钛,1996,5(3):6-16.

[12]宋爱军.国内钛白粉的应用、生产工艺和市场[J].中国碱,2005,(8):18-19.

[13]邓捷,吴立峰.钛白粉应用手册[M].北京:化学工业出版社,2005.

[14]李大成, 张军, 刘恒，等.攀枝花资源综合利用与深度加工[J].四川有色金属, 1995，(3)：53.

[15]陆锦成.钦酸醋偶联剂[J].涂料工业, 1994，(6)：42-46.

[16]莫畏,邓国珠,罗方承.钛冶金(第2版)[M].北京:冶金工业出版.

黑月(1994- )女，汉族，辽宁黑山人，沈阳师范大学，专业：化学。