鈦 白 粉 綜 述.doc

鈦 白 粉 綜 述 一個國家的鈦白粉消耗是社會消費水平的重要標志，這是因為鈦白粉應用非常廣泛。鈦白粉是涂料、塑料、橡膠、油墨、紙張、化纖、日化、醫(yī)藥、食品等行業(yè)生產(chǎn)不可缺少的原料，因此鈦白粉的生產(chǎn)備受工業(yè)發(fā)達國家的重視。我國的鈦白粉產(chǎn)量和質(zhì)量都不能滿足國內(nèi)需求，不足部分由進口彌補。 第一章：鈦白粉的定義 鈦白粉學名二氧化鈦（TiO2），是一種十分穩(wěn)定的氧化物，分子量 :79.88 ，是一種白色無機顏料，具有無毒、最佳的不透明性、最佳白度和光亮度，被認為是目前世界上性能最好的一種白色顏料，廣泛應用于涂料、塑料、造紙、印刷油墨、化纖、橡膠、化妝品等工業(yè)。鈦白粉有兩種主要結(jié)晶形態(tài)：銳鈦型（Anatase），簡稱A型和金紅石型 (Rutile) ，簡稱R型。 銳鈦型二氧化鈦 顏料，具有純度高、粒子細小均勻、光學性能好、折射力強、消色力高、遮蓋力強、且吸油量低、水分散性高等優(yōu)點、用它生產(chǎn)的涂料色彩鮮艷不透明度高、涂層薄、用量少、并且有耐酸堿等化學穩(wěn)定性和耐熱性。產(chǎn)品主要用于涂料、油墨、橡膠、玻璃、化妝品、肥皂、塑料和造紙等工業(yè)。金紅石型二氧化鈦顏料除具有銳鈦型二氧化鈦的優(yōu)點外，還具有更好的耐候性，遮蓋力。主要用于：高級工業(yè)顏料、有光乳膠涂料，塑料，有較高消色力和耐曬要求的橡膠材料，高級紙張涂料層和蠟紙等。HS 編碼 :32061110 分子式 : TiO2 英文名： titanium dioxide CAS RN ： 13463677第二章 鈦白粉的制取方法鈦白粉制造方法也有兩種：硫酸法 (Sulphate Process) 和氯化法 (Chloride Process) 。1791年，Gregor在分析砂鐵的時候發(fā)現(xiàn)了一種新的白色金屑氧化物，其后這一物質(zhì)被確定為二氧化鈦。及至 1912年，Jebsen 和 Farup 確立了從原料礦石制造白色顏料的硫酸法，并且從 1916 年起開始進行工業(yè)化生產(chǎn)。 1940年以后，氯化法的工業(yè)化生產(chǎn)工藝也邁入了研究階段，而在50年代末葉正式投產(chǎn)。目前，硫酸法和氯化法已平行而立，成為二氧化鈦生產(chǎn)的兩種主要方式。 硫酸法：所使用的原料礦石有：北美、拉美、印度、挪威、澳大利亞、馬來西亞、斯里蘭卡、非洲、蘇聯(lián)產(chǎn)的鈦鐵礦。此外，經(jīng)過脫鐵，并加以濃縮的含鈦熔渣也受到利用。制造工藝概要如下：首先，用硫酸蒸煮經(jīng)過粉碎處理的原料礦石，以硫酸鹽的形態(tài)抽出鈦和鐵。接著，以晶析分離法去除硫酸鐵，然后過濾精制剩下的硫酸氧鈦，并進行加熱水解，這樣含水的二氧化鈦就沉淀下來。這些含水二氧化鈦經(jīng)過過濾洗滌去除夾雜物并且添加粒徑調(diào)節(jié)劑后，再以800-1000? 的溫度進行燃燒，就可制成粗二氧化鈦。所制取的二氧化鈦究競是金紅石型，或是銳鈦礦型，將由加熱水解時添加的核生成劑種類決定。最后，為了使上述粗二氧化鈦具備顏料應有的性質(zhì)，還得經(jīng)過粉碎、整粒和表面處理等加工工序，才能獲得通稱的二氧化鈦顏料。硫酸法可生產(chǎn)銳鈦型和金紅石型鈦白粉。從顏料性能評價來看以金紅石產(chǎn)品為優(yōu)，金紅石型鈦白粉中又以經(jīng)表面包覆處理的產(chǎn)品居多。 氯化法：氯化法因為需要價格高昂的氯，所以最好使用高品位的原料礦石。通常使用的是天然金紅石和合成金紅石 ( 例如 Rupaque)6) 。由于高品位的天然金紅石偏布于澳大利亞和非洲，所以如何使合成金紅石一類的低品位礦富礦化，是此一工藝方法的重要課題之一。礦石是在高溫還原狀態(tài)下氯化的，結(jié)果 Ti 成為TiC14 而 Fe則成為FeCl2 。經(jīng)過冷凝處理后，氯化鐵就與液體的 TiCl4 分離。這樣制取的粗TiC14將于精餾之后，添加核生成劑，然后以1000? 以上的溫度使之與氧發(fā)生瞬時反應以制取粗二氧化鈦(TiO2) 。上述工藝過程是以高溫狀態(tài)，在短時間內(nèi)進行反應的。通常條件下將全部成為金紅石型的二氧化鈦。為了對通過上述氧化分解過程制取的粗二氧化鈦給予顏料所應具備的性質(zhì)，隨后還得進行各種加工處理，具體方法與硫酸法相同。1996 年氯化法鈦白粉生產(chǎn)能力已占世界鈦白粉總產(chǎn)能的55% 。今后其生產(chǎn)能力還將不斷提高。但由于氯化法鈦白粉的生產(chǎn)技術(shù)難度大，關(guān)鍵設(shè)備結(jié)構(gòu)復雜，要求耐高溫耐腐蝕材料，研究開發(fā)和裝置建設(shè)投資巨大，目前該項生產(chǎn)技術(shù)乃壟斷在少數(shù)幾家大公司手里。 第三章 鈦白粉的應用 涂料工業(yè)是鈦白粉的第一大用戶，特別是金紅石型鈦白粉，大部分被涂料工業(yè)所消耗。隨著中國汽車工業(yè)和建筑業(yè)發(fā)展，涂料工業(yè)不僅從數(shù)量上需要更多的鈦白粉，而且對品種和質(zhì)量也有更高的要求。用鈦白粉制造的涂料，色彩鮮艷，遮蓋力高，著色力強，用量省，品種多，對介質(zhì)的物理穩(wěn)定性可起到保護作用，并能增強漆膜的機械強度和附著力，防止裂紋，防止紫外線和水分透過，延長漆膜壽命。塑料工業(yè)是鈦白粉的第二大用戶。在塑料中加入鈦白粉，可以提高塑料制品的耐熱、耐光、耐候性，使塑料制品的物理化學性能得到改善，增強制品的機械強度，延長使用壽命。我國塑料工業(yè)中鈦白粉主要用于型材中。早在80年代中期，我國開始生產(chǎn)型材用于門窗，但直到近年才在建筑業(yè)中大量采用，使得塑料用金紅石鈦白粉急劇上升。造紙工業(yè)是鈦白粉第三大用戶。鈦白粉作為紙張?zhí)盍希饕迷诟呒壖垙埡捅⌒图堉?。在紙張中加入鈦白粉，可使紙張具有較好的白度，光澤好，強度高，薄而光滑，印刷時不穿透，質(zhì)量輕。造紙用鈦白粉一般使用未經(jīng)表面處理的銳鈦型鈦白粉，可以起到熒光增白劑的作用，增加紙張的白度。但層壓紙要求使用經(jīng)過表面處理的金紅石型鈦白粉，以滿足耐光、耐熱的要求。鈦白粉是高級油墨中不可缺少的白色顏料。含有鈦白粉的油墨耐久不變色，表面潤濕性好，易于分散。油墨行業(yè)所用的鈦白粉有金紅石型，也有銳鈦型。紡織和化學纖維行業(yè)是鈦白粉的另一個重要應用領(lǐng)域?；w用鈦白粉主要作為消光劑。因銳鈦型比金紅石型軟，因此一般使用銳鈦型。化纖用鈦白粉一般不需表面處理，但某些特殊品種為了降低二氧化鈦的光化學作用，避免纖維在二氧化鈦光催化的作用下降解，需進行表面處理。 鈦白粉在橡膠工業(yè)中既作為著色劑，又具有補強、防老化、填充作用。在白色和彩色橡膠制品中加入鈦白粉，在日光照射下，耐日曬，不開裂、不變色，且伸展率大及耐酸堿。橡膠用鈦白粉，主要用于汽車輪胎以及膠鞋、橡膠地板、手套、運動器材等，一般以銳鈦型為主。但用于汽車輪胎生產(chǎn)時，常加入一定量的金紅石型產(chǎn)品，以增強其抗臭氧和抗紫外線能力。隨著汽車，運動器材需求量的增大，這一需求比例會與日俱增。 鈦白粉在化妝品中應用也日趨廣泛。由于鈦白粉無毒，遠比鉛白優(yōu)越，所以各種香粉幾乎都用鈦白粉來代替鉛白和鋅白。香粉中只須加入 5-8% 的鈦白粉就可以得到永久白色，使香料更滑膩，有附著力、吸收力和遮蓋力。在水粉和冷霜中鈦白粉可減弱油膩及透明的感覺。其他各種香料、防曬霜、皂片、白色香皂、剃鬚膏和牙膏中往往也用鈦白粉。用鈦白粉制得的瓷釉透明度強，具有質(zhì)量輕、抗沖擊力強、機械性能好、色彩鮮艷、不易污染等特點。 第四章 我國鈦白粉的行業(yè)現(xiàn)狀1956年上海首先研制成功硫酸法鈦白粉生產(chǎn)技術(shù)并投入生產(chǎn)。1980年廣州鈦白粉廠、珠洲化工廠、濟南裕興化工總廠等先后引進硫酸法鈦白粉技術(shù)，建成幾套年產(chǎn)400噸生產(chǎn)裝置，生產(chǎn)銳鈦型和金紅石型鈦白粉。從1960年開始廈門電化廠和天津化工廠在多家科研單位參與下進行氯化法鈦白粉技術(shù)攻關(guān)，但至今仍未能實現(xiàn)工業(yè)化生產(chǎn)。 由圖 2 和表 1 結(jié)合可以看出，自1990至2003 十幾年間，中國鈦白粉行業(yè)無論在產(chǎn)能、產(chǎn)量上還是在市場需求上，都有了幾倍的增長：總產(chǎn)量增長了近7倍，增長速度較快。表 1-1 為歷年來中國鈦白粉產(chǎn)量統(tǒng)計表。表1-1 近年來中國鈦白粉產(chǎn)量統(tǒng)計表年份產(chǎn)品（噸）顏料級（）19906372873.11991594725919926810363.419937059366.219947808559.2199511520554.1199612400664.3199712392765199814035860.5199918115468.4200028921275.3200130769783.520023700002003420000注：顏料用鈦白粉有銳鈦型與金紅石型兩種晶型的產(chǎn)品。 中國鈦白粉行業(yè)很早就進入國際鈦白粉市場的競爭，國際鈦白粉市場的盛衰，直接影響著中國鈦白粉的生產(chǎn)。 1990年全球鈦白粉市場轉(zhuǎn)向大滑坡后，中國鈦白粉產(chǎn)業(yè)就進入了一個不景氣的低潮期。 1994年國際市場出現(xiàn)了較好年景， 1995年中國鈦白粉增產(chǎn)3萬多噸，比上一年增長 47.5 。停滯兩年后， 1997年國際鈦白粉市場又開始復蘇， 1998年中國鈦白粉產(chǎn)業(yè)生產(chǎn)也隨著好轉(zhuǎn)。特別是當年為了應對亞洲金融危機，中國采取了增加投資、擴大內(nèi)需和消費的對策，推動了以城鎮(zhèn)居民為對象的房地產(chǎn)業(yè)和涂料工業(yè)的發(fā)展，刺激了鈦白粉產(chǎn)業(yè)，需求量明顯增加。 1999年走勢更好，出現(xiàn)了供不應求的趨勢，生產(chǎn)廠一面全力以赴提高產(chǎn)量，一面開展技術(shù)改造，進行挖潛擴產(chǎn)，全國產(chǎn)量18萬噸。 2000年，國內(nèi)鈦白粉總產(chǎn)量又有了較大的提高，達到了28.9萬噸； 2001年國內(nèi)產(chǎn)量為 30.8萬噸； 2002年全國鈦白粉產(chǎn)量37萬噸； 2003年產(chǎn)量高達42萬噸。 僅從1998年到2003年的五年，產(chǎn)量就增加了兩倍。 未來 2 3 年內(nèi)，國內(nèi)鈦白粉市場容量增長速度至少相當于 GDP 增長速度，更可能達 10% 以上，大大超過全球平均水平。預計2005年全國鈦白粉需求量在75-80萬噸。每年9 11月是涂料等主要用戶的生產(chǎn)旺季，對鈦白粉需求量會相應上升，所以下半年的消費量與上半年相比為 55 ：45 。 近年來，雖然中國鈦白粉產(chǎn)量平均年增長30 以上，僅次于美國成為全球第二大鈦白粉生產(chǎn)國，但在國際市場上還沒有競爭力， 也不能滿足國內(nèi)需求，進口鈦白粉占我國鈦白粉產(chǎn)量的 50 左右。其主要原因在于國產(chǎn)產(chǎn)品質(zhì)量檔次低，企業(yè)規(guī)模小、工藝設(shè)備落后，技術(shù)開發(fā)能力薄弱，沒有成規(guī)模的原材料基地。 國外先進企業(yè)的產(chǎn)能一般在6萬噸年左右，其中氯化法最大為30.5萬噸，硫酸法為13.1萬噸；而我國鈦白粉生產(chǎn)裝置平均規(guī)模僅為1萬噸/年左右，最大的也僅為3.6萬噸。 此外，市場競爭不規(guī)范，環(huán)境保護問題也較為嚴峻。 由于傳統(tǒng)的硫酸法工藝污染嚴重，不適于可持續(xù)發(fā)展，一些發(fā)達國家已逐漸淘汰。但污染程度輕的氯化法工藝我國尚在嘗試中，結(jié)果不理想。由于原料、投資等諸多問題，我國的鈦白粉生產(chǎn)工藝和應用領(lǐng)域的開發(fā)也未達到先進水平，在此情況下，技術(shù)上受制于國外企業(yè)在所難免。 我們認為：企業(yè)要加大技術(shù)開發(fā)的力度，在引進人才和資金的同時，還要借助大專院校、科研機構(gòu)的力量，進行有償開發(fā)，企業(yè)之間緊密聯(lián)合后，也可以集中人力資金加強自我開發(fā)能力；各企業(yè)要加強與用戶的技術(shù)協(xié)作，通過雙方技術(shù)人員的努力，解決應用方面的問題；培育一批有實力的專業(yè)鈦白粉銷售公司來開拓市場；同時要加大環(huán)保執(zhí)法力度，統(tǒng)一執(zhí)法標準和時間，促使我國鈦白粉企業(yè)進一步完善治理措施，為我國鈦白粉工業(yè)今后健康發(fā)展打下良好基礎(chǔ)；加快引進技術(shù)的步伐，早日拋掉我國氯化法技術(shù)落后的帽子。與此同時要開展鈦渣冶煉、金紅石礦富集方面的研究和生產(chǎn)。到2005年，業(yè)界預測中國金紅石型鈦白粉將超過12萬噸。見右圖：國內(nèi)主要生產(chǎn)企業(yè)：鎮(zhèn)江鈦白粉股份有限公司3.6萬噸漯河市興茂鈦業(yè)有限公司3萬噸濟南裕興化工總廠2.5萬噸南京鈦白化工有限責任公司2.5萬噸廣西百合鈦白粉有限責任公司1.2萬噸淮安市飛洋鈦白粉制造有限責任公司1.1萬噸東茂鈦白粉廠10000噸江西添光化工有限責任公司1萬噸寧波新福鈦白粉有限公司1萬噸靈山鈦白粉有限公司8000噸襄樊鈦白粉廠中外合資上海江滬鈦白化工制品有限公司錦州市朋大鈦白粉制造有限公司四川永祿科技開發(fā)有限責任公司泉州三威化工有限公司湖南衡陽市鈦白粉廠山西長慶化工有限公司鈦白粉廠重慶渝港鈦白粉股份有限公司淄博鈦白粉股份有限公司商丘市滬東鈦白粉有限公司湖南株洲化工集團有限責任公司廣州鈦白粉廠第五章 鈦白粉的進出口狀況分析1990年世界各地區(qū)鈦白粉的人均消費量：北美為3.9千克，拉美地區(qū)為0.5千克，我國為0.15千克。近年來，我國鈦白粉工業(yè)增長速度驚人，僅次于美國成為全球第二大鈦白粉生產(chǎn)國。目前全球鈦白粉市場格局正在發(fā)生變化，由于中國市場是鈦白粉應用增長最快、潛力最大的地方，各跨國公司都在爭奪這塊市場，老牌“ 巨無霸”想要盡力擴大自己的份額，而“新貴”則以最快的速度搶灘，以利站穩(wěn)腳跟?？梢赃@么說，中國目前已經(jīng)集中了全球最優(yōu)秀的鈦白粉品牌，甚至很多新品在美國和歐洲都還沒面市就已經(jīng)出現(xiàn)在中國市場上。中國進口鈦白粉進口量自1995年至今，每年都有高于全球行業(yè)增長率2-3倍甚至更高的比例增長。全球各大供應商紛紛搶灘中國市場，且近幾年愈演愈烈，國際供應商杜邦公司 (DuPont)、美禮聯(lián)公司 (Millennium Inorganic Chemicals)、克爾麥吉公司 (Kerr McGee Corporation)、康諾斯公司 (Kronos)、日本石原公司 (Ishihara)亨茲曼-鈦樂賽公司 ( Huntsman-Tioxide)、凱米拉公司 (Kemira)、日本帝國公司 (Tayca)，更有薩奇賓公司 (Sachtleben)、日本富士鈦公司 (Fugi Titanium)、奎思特公司 (Cristal)、波利采公司 (Zaklady Chemicxn Police)、CRISTAL（國家二氧化鈦有限公司是中東和北非地區(qū)唯一的二氧化鈦顏料制造商，產(chǎn)能9萬噸左右）等先后進入中國市場。近年來我國鈦白粉進出口量如表1-2 表1-1 近年來中國鈦白粉出口量及進口量統(tǒng)計表年份進口量（噸）出口量（噸）1990235071409619912273213928199240469125611993427931795719945408119480199553448228401996208891997106000234771998791583180619991089824206820001419405560320011470005447620022003224710（預計）由上圖可以看出，雖然我們的鈦白粉產(chǎn)量在近年來突飛猛，但是還是不能滿足國內(nèi)市場的需要，而且增長比較快的是銳鈦型鈦白粉。由2003年鈦白粉進口數(shù)據(jù)可以看出，我國的鈦白粉主要來自于中國臺灣、澳大利亞、日本、美國和德國，其中來自臺灣、澳大利亞和日本的鈦白粉占總量64。 表1-3 2003年我國鈦白粉進口來源統(tǒng)計進口國進口量（噸）比例均價（美元/噸）臺灣省52347261777澳大利亞49128241696日本29280141759美國161548 1716 德國12686 6 1957 由圖3和圖4對來說，澳大利亞是我國產(chǎn)品進口最多的國家，而且產(chǎn)品價格也不是太高，國內(nèi)進口量最大的來自臺灣，這是因為杜邦在臺灣的生產(chǎn)基地是我們鈦白粉進口最大的來源。我國鈦白粉發(fā)展最快的是中低檔銳鈦型鈦白粉產(chǎn)品，國內(nèi)市場已經(jīng)出現(xiàn)過剩有狀況，近年來出口量逐年增大。相反，國外企業(yè)多以光學性能好和遮蓋力、消色力、耐候性優(yōu)異的金紅石型鈦白粉為主，其中又以經(jīng)過表面處理的金紅石型鈦白粉居多，并有各種專用鈦白粉產(chǎn)品。近年來隨著國內(nèi)涂料、油墨、塑料、橡膠等行業(yè)的迅猛發(fā)展，對專用型銳鈦型產(chǎn)品和金紅石型產(chǎn)品需要也大增，而國內(nèi)相關(guān)產(chǎn)品的品質(zhì)難以保證，主要依靠進口產(chǎn)品，所以相關(guān)產(chǎn)品的進口量也不斷提升。我國金紅石型鈦白粉近年來進口量統(tǒng)計如下圖3所示：由上圖可以看出：雖然鈦白粉的進口量在短期內(nèi)沒有規(guī)律性，呈現(xiàn)高低起伏狀態(tài)，但從長期趨勢可看出，在近3年內(nèi)，鈦白粉的進口量呈上升趨勢。在這三年內(nèi)，最低點出現(xiàn)在2001年2月，進口量僅為4331噸。分析其原因，主要是由于自1998年起，國內(nèi)鈦白粉行業(yè)開始大規(guī)模的擴產(chǎn)、建廠，到2000年底已成規(guī)模。據(jù)資料統(tǒng)計數(shù)據(jù)，1998年國內(nèi)萬噸級生產(chǎn)企業(yè)只有6家，而到2000年底，萬噸級企業(yè)已達17家，國內(nèi)鈦白粉廠家產(chǎn)量呈大幅度增加，金紅石的產(chǎn)量部分滿足了國內(nèi)市場的需求。其次，此時正處于涂料市場的淡季，對金紅石的需求相對減少。最高點出現(xiàn)在2002年7月，進口量達14491噸。自2001年2月鈦白粉進口量達最低點以后，進口量開始逐步回升，進入春季之后，家庭裝修進入繁忙期，對涂料的需求大大增加，對鈦白粉的的需求直線上升，再有，在銷售旺季，貿(mào)易商大量購進鈦白粉滿足銷售需求以及保有一定庫存量。因此，雖然進口量在此期間上下浮動多次，在2002年7月達到近3年的最高點。第六章 鈦白粉的國外生產(chǎn)概況全球鈦白粉工業(yè)在20世紀經(jīng)歷了波浪式發(fā)展的過程，前期由于全球經(jīng)濟低迷，致使北美、西歐地區(qū)成長緩慢，發(fā)展區(qū)域主要集中在亞太地區(qū)。最近10多年鈦白粉工業(yè)遭遇到一連串的挑戰(zhàn)，如產(chǎn)能過剩、需求疲軟、售價低落及環(huán)保投資高昂等，同時，這10多年也是全球鈦白粉工業(yè)變化最大的時期。變化之一：各主要生產(chǎn)商在亞太地區(qū)投資設(shè)廠或增加生產(chǎn)線，加入了競爭行列。如Tioxide鈦白粉集團在馬來西亞投資建成5萬噸年硫酸法生產(chǎn)裝置已于1992年投產(chǎn)；杜邦公司在中國臺灣投資建成6萬噸年氯化法生產(chǎn)裝置已于1994年投產(chǎn)，隨后幾年這一裝置又不斷擴充與改造，到1999年底已成功擴能至10萬噸年。此外，美國MIC公司、KerrMcGee 公司也紛紛將其亞太地區(qū)裝置擴產(chǎn)改造。變化之二：兼并重組。近幾年，在公司合并、資產(chǎn)重組之風影響下，鈦白粉工業(yè)也掀起了全球性的兼并和重組浪潮。法國羅納-普朗克公司鈦白粉廠全部被美國美聯(lián)化學公司(MIC，前身為SCM)收購，MIC的年生產(chǎn)能力由兼并前的47萬噸上升到72萬噸，世界排名也由第三位上升到第二位；美國KerrMcGee公司兼并了德國拜耳公司鈦白粉廠和Kemira公司主要鈦白粉廠，使其年總產(chǎn)能由原來的17萬噸增至60萬噸以上，排名由原第八位升至第三位；英國