1317-80-2 / 鈦白粉的應(yīng)用及市場(chǎng)

【背景及概述】^[3]

鈦白粉學(xué)名為二氧化鈦 ( TiO2 ) ，為白色粉末，加熱時(shí)略帶微黃色。鈦白粉是一種白色無(wú)機(jī)顏料，具有無(wú)毒、極佳的不透明性、白度和光亮度等特點(diǎn)，被認(rèn)為是目前世界上性能最好、最重要的一種白色顏料，鈦白粉占全部白色顏料使用量的 80% 以上，在整個(gè)鈦工業(yè)中，制取鈦白粉耗用的金紅石和鈦鐵礦占耗用總量的90%，制取金屬鈦(海綿鈦)耗用的含鈦物料僅占10%左右。1908年法國(guó)A.J.羅西首先在實(shí)驗(yàn)室制得。1916年挪威鈦公司建成世界第1座鈦白粉廠，年產(chǎn)1000t。鈦白粉系以鈦礦為原料，采用硫酸法和氯化法2種方法生產(chǎn)。1999年美國(guó)生產(chǎn)鈦白粉149.3萬(wàn)t。中國(guó)于20世紀(jì)50年代生產(chǎn)鈦白粉，1999年產(chǎn)量13.97萬(wàn)t，2000年為17.70萬(wàn)t。用途分配：涂料60%，塑料和橡膠15%～17%，造紙13%～15%，電焊條藥劑、陶瓷等10%～12%。鈦白粉的折射率和穩(wěn)定性高，遮蓋性能和光澤好，是優(yōu)質(zhì)的白色顏料。因此，被大量用于油漆、造紙、塑料、橡膠、化纖、搪瓷等工業(yè)。商品鈦白粉一般分為2個(gè)級(jí)別：高檔金紅石級(jí)鈦白粉和低檔銳鈦級(jí)鈦白粉。在國(guó)際市場(chǎng)上，前者的價(jià)格約比后者高50%～80%。

【物理化學(xué)性質(zhì)】^[4]

鈦白粉的性能是由于其本征物性決定的，即高折射率和幾乎不吸收可見(jiàn)光的性質(zhì)。鈦白粉光學(xué)性能主要取決于其對(duì)可見(jiàn)光的散射及吸收的程度。光的散射主要決定于粒子粒徑及其分布、粒形，由于純的金紅石型二氧化鈦在可見(jiàn)光范圍內(nèi)的光吸收較小，在實(shí)際生產(chǎn)中，光吸收主要取決于鈦白粉中的有色雜質(zhì)含量。 如果有色元素(比如鐵) 含量控制在較窄的范圍，鈦白粉的光學(xué)性能將由光散射大小決定。散射效率越高，其光學(xué)性能如消色力、遮蓋力、白度等越好。因此，鈦白粉粒子需要在合適的粒徑下才能更好地展現(xiàn)出其優(yōu)異的光學(xué)性能，過(guò)小或者過(guò)大的粒子都將影響其顏料性能及應(yīng)用性能。粒徑對(duì)鈦白粉性能具有重要影響，但文獻(xiàn)報(bào)道大多停留在理論分析層面，關(guān)于粒徑對(duì)鈦白粉光學(xué)性能影響的試驗(yàn)研究較少。通過(guò)選取不同粒徑鈦白粉，使用掃描電鏡較為準(zhǔn)確地測(cè)量了粒子粒徑大小，進(jìn)一步研究粒徑對(duì)鈦白粉顏料性能及遮蓋力的影響，為工業(yè)生產(chǎn)中提高鈦白粉質(zhì)量提供指導(dǎo)方向。

粒子粒徑對(duì)金紅石鈦白粉光學(xué)性能具有重要影響。在210～260 nm 范圍內(nèi)，消色力隨粒徑增大而增大，增長(zhǎng)速率逐漸趨于平緩，藍(lán)相值逐漸減小，減小速率呈現(xiàn)先慢后快的規(guī)律。亮度逐步增大，如下圖所示，粒徑達(dá)到250nm后，亮度基本不變。油墨樣品遮蓋力隨鈦白粉粒徑增大而逐漸變大，增長(zhǎng)速率由快變慢。對(duì)于金紅石型鈦白粉，250～260 nm 為較佳粒度范圍，消色力可達(dá)2100雷諾數(shù)以上，藍(lán)相值在3.5～3.8，亮度大于95.9，遮蓋力大于78.9%。

【應(yīng)用及市場(chǎng)】^[1][2]

鈦白粉由于其遮蓋力高、白度和亮度好而且無(wú)毒的特點(diǎn)，被認(rèn)為是世界上最好的白色顏料，廣泛應(yīng)用于涂料、塑料、造紙、油墨、化纖、橡膠等工業(yè)領(lǐng)域。數(shù)據(jù)顯示，2017上半年金紅石型鈦白粉價(jià)格從1月初的15970元/t 上漲到 6 月末的19390元 /t(均含稅) ，漲幅為21.42% ；部分公司產(chǎn)品價(jià)格漲幅遠(yuǎn)高于這一水平。受到價(jià)格持續(xù)上漲帶動(dòng)，近期公布的業(yè)績(jī)報(bào)告顯示： 我國(guó)各主要鈦白粉企業(yè)上半年盈利豐厚。中核華原鈦白股份有限公司利潤(rùn)增長(zhǎng) 21 倍，安徽安納達(dá)鈦業(yè)股份有限公司利潤(rùn)增長(zhǎng)近19 倍，龍蟒佰利聯(lián)集團(tuán)股份有限公司利潤(rùn)增長(zhǎng) 18 倍左右，金浦鈦業(yè)股份有限公司凈利潤(rùn)增長(zhǎng)近 2 倍。

據(jù)統(tǒng)計(jì)，2017年全國(guó)41 家能維持正常生產(chǎn)的全流程型鈦白粉企業(yè)的綜合產(chǎn)量為 2，869，539噸，同比增長(zhǎng)10. 49% 。其中，金紅石型鈦白粉產(chǎn)量2，276，426 噸，占鈦白粉總產(chǎn)量的79.33% ；銳鈦型鈦白粉產(chǎn)量443，272噸，占總產(chǎn)量的 15. 45% ；非顏料類鈦白粉產(chǎn)量為149，841噸，占總產(chǎn)量的 5. 22%。2017 年，全國(guó)41家全流程型鈦白粉企業(yè)中，產(chǎn)量比上年增加的有 30 家，占企業(yè)總數(shù)的 73. 17% ，2016年占比為 79. 50% ；9 家企業(yè)的產(chǎn)量同比下降，占比為22. 00% 。企業(yè)產(chǎn)量下降的原因主要與環(huán)保有關(guān)。2017年，全國(guó)鈦白粉產(chǎn)量達(dá)到 10 萬(wàn)噸級(jí)以上的企業(yè)共 10 家，其合計(jì)產(chǎn)量為 186萬(wàn)噸，占全國(guó)總量64. 8% 。這 10 家企業(yè)分別是： 龍蟒佰利聯(lián)、中核鈦白、攀鋼釩鈦、中國(guó)藍(lán)星化工、金浦鈦業(yè)、山東東佳、山東金海、山東道恩、廣西金茂和寧波新福。2017年全國(guó)5 家采用氯化法生產(chǎn)鈦白粉的企業(yè)(龍蟒佰利聯(lián)、錦州鈦業(yè)、云南新立、漯河興茂、攀鋼釩鈦)合計(jì)產(chǎn)量為167，500噸，比上年增加 62，128噸，增幅為58. 96% 。2017年，氯化法生產(chǎn)鈦白粉的產(chǎn)量占全國(guó)鈦白粉總產(chǎn)量的5. 83% ，占比提升。

【主要參考資料】

[1].我國(guó)主要鈦白粉企業(yè)上半年盈利豐厚[J].氯堿工業(yè),2017,53(09)：46.

[2]姚文靜.2017年全國(guó)鈦白粉總產(chǎn)量創(chuàng)新高[J].中國(guó)鈦業(yè),2018(01)：15.

[3]姜亞玲,張?zhí)K,楊鋼.金紅石型鈦白粉后處理工藝技術(shù)進(jìn)展[J].云南冶金,2013,42(01)：52-54+61.

[4]劉勇,羅志強(qiáng),劉嬋.粒徑對(duì)鈦白粉光學(xué)性能的影響[J].鋼鐵釩鈦,2018,39(03)：17-20.