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攀钢钛白粉厂认识报告
一、实习简介
2011年1月6日，在院领导的安排、组织下我们对攀钢钛白粉厂进行了参观、认识，钛白粉被认为是目前世界上性能最好的一种白色颜料，广泛应用于涂料、塑料、造纸、印刷油墨、化纤、橡胶、化妆品等工业。中国目前已经是继美国后第二大的钛白粉消耗国，而且增长势头迅猛，潜力也非常大。
二、钛白粉的性质和用途
钛白粉化学式：TiO2 ；性状：白粉状，无毒，化学性质极为稳定，常温下几乎不与
任何物质作用，不溶于水、稀酸和有机物，微溶于碱和热酸。消色力强，遮盖力高，光泽度大。钛白粉有金红石型（RutileR型）和锐钛型（AuataseA型）二种结构，金红石晶体结构致密，比较稳定，光学活性小，因而耐候性好，同时有较高的遮盖力，消色力，因而有更好的应用性能，获得更为广泛的应用。
钛白粉作为一种性能最佳的白色颜料，钛白粉的用途在实际应用领域分为颜料级钛白。在涂料、纸张、油墨、橡胶、塑料、印刷等方便使用。非颜料级钛白，应用于搪瓷、陶瓷、电焊条、化纤以及现在正在开发的纳米钛白。在杀菌、污水处理、化妆品、催化剂等颜域获得越来越多的应用。
钛白粉在涂料油漆方面主要做为无机颜料，起着色作用。基于颜料级钛白粉既具有优异的颜料性能，又无毒，且人们对白色和浅色作为一种装饰色，有着日益增长的需求和偏爱，因此，钛白粉在涂料中的应用很广泛，汽车、船舶、建筑、木器和金属家具、家用电器、卷材涂装、玩具和日用品等的涂料都用到钛白粉。
钛白粉的用途在食品方面名称为白色素是无毒、无味、白色粉末状，特性是白度高扩散性好,纯度高,杂质少，颗粒细小.对食品有增白作用，对紫外线起屏蔽作用．其技术标准远远过中国药典标准要求，接近于美国药典的要求。主要用于膨化食品、糖果包衣、凉果、非碳酸饮料浑浊剂、固体饮料、医药胶囊、水产品、面粉等，还可用于药品、化妆品、饲料、日用化工品。
药用钛白粉用于制造不透明胶囊，片剂包衣薄膜，药用霜剂，药用包装材料，药用油墨等 钛白粉在橡胶行业中既作为着色剂，又具有补强、防老化、填充作用。在白色和彩色橡胶制品中加入钛白粉，在日光照射下，耐日晒，不开裂、不变色，伸展率大及耐酸碱。橡胶用钛白粉，主要用于汽车轮胎以及胶鞋、橡胶地板、手套、运动器材等，一般以锐钛型为
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主。但用于汽车轮胎生产量，常加入一定量的金红石型产品，以增强抗臭氧和抗紫外线能力 钛白粉（二氧化钛）在化妆品中的应用十分广泛，大致列举如下：－防晒护肤用品，包括各种防晒膏霜，乳液，油剂，气雾摩丝等－彩妆类化妆品，包括粉饼类（粉饼，香粉，粉纸等），粉底霜类（乳剂，油剂，凝胶，气雾剂等），胭脂类，唇膏（唇膏，唇线笔）－眼影，眼线笔，睫毛膏，睫毛笔－指甲油，指甲护理剂，指甲抛光油等钛白粉在化妆品中还可与各种珠光颜料混配，构成各种绚烂迷人的色彩。
纳米级钛白粉（二氧化钛）产品是新兴的高技术含量的重要产品之一，因其颗粒超细，表面活性高，比表面积大，优良的紫外线吸收性及催化活性的优异性能，在许多领域如精细陶瓷、高档涂料、防晒化妆品、光催化剂、化学催化剂载体、光敏材料以及化纤消光等方面，有极广泛的用途。
锐钛型纳米二氧化钛目前主要应用在光催化技术等领域，在涂料、塑料、自清洁汽车玻璃、汽车反光镜、幕墙玻璃、屏幕玻壳、空气净化材料方面已应用，在医疗、化妆品、水果保鲜、水处理、油墨及鞣革等方面也有着广泛的用途。金红石型纳米二氧化钛的制造工艺、产品结构、主要用途都不同于锐钛型纳米二氧化钛，主要应用于精细陶瓷、高档涂料、防晒化妆品、光敏材料以及化纤消光等方面。
钛白粉在化纤用除了要具备一般二氧化钛颜料的基本特性外，还要求粒子微细、几乎没有粗颗粒、粒度分布窄而且均匀、分散性好和杂质含量少；在使用时不磨损管道、喷嘴和切丝刀；化学性质稳定，耐热耐光性好，在原液、纤维中易分散，且分散稳定性好，过滤阻力小，消光后不影响纤维的强度和纺丝后加工。 用途特征：具有良好的光学参数和分散性，极佳的耐候性，塑料专用型号。尤其适用PVC，聚烯烃，聚丙烯和PP纤维.广泛用于化纤、纺织等行业。
纳米 TiO 2 粒子的光催化作用在环保方面有广阔的用途。国内外有许多文献报道了这方面的进展。英国伦敦和安大略核子技术环境公司，开发了一种新颖的常温光催化技术，采用人工光和纳米二氧化钛催化剂，可将工业废液和污染地下水中的多氯联苯类化合物分解。当污染水通过二氧化钛涂层网络时，只要受到低计量紫外光的照射，便会发生反应，生成活性极强的氢氧自由基，迅速将有机毒物分解为二氧化碳和水。此外，利用纳米 TiO 2 材料作为光催化剂还可催化降解纺织印染业和照相业排出的染料污染物。 随着社会经济的发展，人们越来越重视生活质量和健康水平的提高。抗菌、防腐、除味、净化空气、优化环境将成为人们的追求。当前全球面临着严重的环境污染，纳米 TiO 2 作为而久的光催化剂已被应用在除了水和空气净化之外的各种环境方面的问题。有关资料表明，纳米 TiO 2 对于破坏
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微观的细菌和气味是有用的。另外还可以使癌细胞失活，对臭味进行控制，对于氮的固化和对于清除油的污染都是十分有效的。
三、钛白粉的生产工艺
制备纳米 TiO 2 粉体的物理法主要有溅射，热蒸发法及激光蒸发法。物理法制备纳米粒子是最早的方法，它的优点是设备相对来说比较简单，易于操作和易于对粒子进行分析，能制备高纯粒子，还可制备薄膜和涂层。它的产量较大，但成本较高。目前世界上技术比较成熟的方法是硫酸法和氯化法，硫酸法生产工艺1925年始于美国的
NationalLeadIndustry，之后各地逐步建立生产厂，1941年生产出金红石型产品。氯化法工艺开始于1932年，德国法本公司发表了第一个四氯化钛气相氧化法制钛白粉专利，在1959年杜邦公司开发了杜邦法生产工艺，并建成了10万t/a的生产厂，正式实现大型工业化，但是氯化法工艺的技术难度非常大，目前核心技术仍只有少数企业掌握。但相对而言，硫酸法的成本比较低，且比较容易控制反应，因而硫酸法是比较广的方法。其步骤具体如下： 1、研磨
将购进的钛矿砂用雷蒙机或者风扫磨等粉碎成符合工艺要求的钛矿粉，并送到储存和计量钛矿粉的料仓。 2、酸解
用浓硫酸分解钛矿，制取可溶性的钛的硫酸盐。钛铁矿的主要成分为偏钛酸铁（FeTiO3），是一种弱酸弱碱盐，可以用强酸把它分解。用过量的酸就能使反应进行到底。由于这个反应是一个放热反应，最高温度可以达到250℃，因此必须采用高沸点的酸--硫酸才能适应这一反应。在酸分解的过程当中，矿粉当中的各种杂质大部分也被分解，生成相应的可溶性硫酸盐，并在浸取的时候与钛的可溶性盐一起进入溶液当中，形成黑钛液。为了除铁，用金属铁把钛液中的高价铁还原成亚铁，同时，为了避免亚铁的再一次氧化，还必须用过量的金属铁把定量的四价钛还原成三价钛。 3、沉降
酸解浸取、还原以后的体系是一个复杂的体系，含有可溶性杂质和不溶性的杂质。铁、钒、铬、锰等金属的硫酸盐为可溶性的杂质，在结晶或水解、水洗的过程中除去。不溶性杂质中的大多数，如未分解的钛矿、沙粒等靠重力的作用可以自然沉降除掉。不溶性杂质中的另一部分是硅和铝的胶体化合物，以及一些早期水解了的钛，虽然数量并不大，但具有很高的动力稳定性，需要另外加沉降剂，强化沉降澄清过程。
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4、洗渣
经过净化沉降后的泥渣中还含有大量的可溶性与不可溶性的钛，为保证收率，要通过用板框压滤机压滤的办法回收其中的大部分可以溶解的钛元素，不溶性钛和其他的未溶解杂质作为废渣排掉。 5、结晶
结晶有两种方式：冷冻结晶和真空结晶。FeSO4溶解度受溶液的温度影响很大。因此，在组成一定的钛液中，FeSO4的溶解度随温度的降低而降低，本工序的主要目的就是使钛液的温度降低。
5.1 冷冻结晶是利用制冷介质(液氨或者氟利昂或者溴化锂等)的蒸发带走热量，使冷冻盐水温度降低，通过盘管换热，从而使钛液的温度降低下来，造成FeSO4 处于过饱和状态，过饱和的部分便以含七个结晶水的FeSO4•7H2O的形式结晶析出，同时带出部分结晶水，然后将其分离除去。
5.2 根据溶液绝热蒸发的原理，利用闪蒸的方式使钛液中的水分快速绝热蒸发，吸收钛液的热量从而使钛液的温度降低，造成FeSO4 处于过饱和状态，过饱和的部分便以含七个结晶水的FeSO4•7H2O的形式结晶析出，同时带出部分结晶水，然后将其分离除去。 6、钛液压滤
沉降后的钛液当中还有一些肉眼看不到的悬浮杂质，这些杂质如果不除去的话，将会影响到成品的色相。因此，必须要进行精密过滤。利用板框压滤机，并以木炭粉(或者硅藻土、珍珠岩)为助滤剂进行压滤，利用木炭粉的强吸附作用进一步除去钛液中的不溶性杂质，达到净化的目的。 7、浓缩
浓缩是为了将钛液的浓度提高到水解所要求的指标。钛液的沸点较高，已经高于钛液水解的临界温度，因此，钛液的浓缩必须在较低温度下进行。利用溶液在真空状态下沸点降低的原理，在低温下使钛液沸腾，将钛液中的水分蒸发掉，使精滤后的钛液浓度得以提高，以符合水解要求。 8、水解
钛液的水解是二氧化钛从液相（钛液）重新转变为固相的过程。钛液具有普通离子溶液的性质，在PH值＞0.5时便发生水解。更重要的是，钛液具有胶体溶液的性质。在游离酸很高的情况下，使其维持沸腾状态也会发生水解反应，这是我们制取一定应用性能和制品性能的水合二氧化钛的依据。通过控制加热的速度，使钛液按照需要的水解速度发生水解反应，
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