鈦白粉的特性和用途

鈦白粉（二氧化鈦）化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定，在一般情況下與大部分物質(zhì)不發(fā)生反應(yīng)。在自然界中二氧化鈦有三種結(jié)晶：板鈦型、銳鈦和金紅石型。板鈦型是不穩(wěn)定的晶型，無(wú)工業(yè)利用價(jià)值，銳鈦型簡(jiǎn)稱A型，和金紅石型簡(jiǎn)稱R型，都具有穩(wěn)定的晶格，是重要的白色顏料和瓷器釉料，與其他白色顏料比較有的白度、著色力、遮蓋力、耐候性、耐熱性、和化學(xué)穩(wěn)定性，特別是沒(méi)有毒性。

鈦白粉廣泛用于涂料、塑料、橡膠、油墨、紙張、化纖、陶瓷、日化、醫(yī)藥、食品等行業(yè)。

涂料行業(yè)是鈦白粉的大用戶，特別是金紅石型鈦白粉，大部分被涂料工業(yè)所消耗。用鈦白粉制造的涂料，色彩鮮艷，遮蓋力高，著色力強(qiáng)，用量省，品種多，對(duì)介質(zhì)的穩(wěn)定性可起到保護(hù)作用，并能增強(qiáng)漆膜的機(jī)械強(qiáng)度和附著力，防止裂紋，防止紫外線和水分透過(guò)，延長(zhǎng)漆膜壽命。

塑料行業(yè)是第二大用戶，在塑料中加入鈦白粉，可以提高塑料制品的耐熱性、耐光性、耐候性，使塑料制品的物理化學(xué)性能得到改善，增強(qiáng)制品的機(jī)械強(qiáng)度，延長(zhǎng)使用壽命。

造紙行業(yè)是鈦白粉第三大用戶，作為紙張?zhí)盍?，主要用在紙張和薄型紙張中。在紙張中加入鈦白粉，可使紙張具有較好的白度，光澤好，強(qiáng)度高，薄而光滑，印刷時(shí)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(guò)表面處理的金紅石型鈦白粉，以滿足耐光、耐熱的要求。

鈦白粉還是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(rùn)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(xué)纖維行業(yè)是鈦白粉的另一個(gè)重要應(yīng)用領(lǐng)域。化纖用鈦白粉主要作為消光劑。由于銳鈦型比金紅型軟，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(xué)作用，避免纖維在二氧化鈦光催化的作用下降解，需進(jìn)行表面處理。

鈦白粉的生產(chǎn)工藝主要有兩種：硫酸法和氯化法。硫酸生產(chǎn)工藝始于1925年的美國(guó)國(guó)家鉛研究所，后來(lái)各地逐漸建立生產(chǎn)工廠，1941年生產(chǎn)金紅石產(chǎn)品。氯化工藝始于1932年，德國(guó)公布了通過(guò)氣相氧化四氯化鈦生產(chǎn)鈦白粉的專利。1959年，杜邦公司開(kāi)發(fā)了杜邦工藝，建成了10萬(wàn)噸/年的生產(chǎn)工廠，正式實(shí)現(xiàn)了大規(guī)模工業(yè)化。但是氯化工藝技術(shù)難度很大，核心技術(shù)還是只有少數(shù)企業(yè)掌握。

硫酸法是將鈦鐵礦粉和濃硫酸進(jìn)行酸解反應(yīng)生成硫酸鈦，硫酸鈦水解生成偏鈦酸，然后煅燒粉碎得到鈦白粉產(chǎn)品。這種方法可以生產(chǎn)銳鈦型鈦白粉和金紅石鈦白粉。硫酸法的優(yōu)點(diǎn)是鈦鐵礦和硫酸廉價(jià)易得，可以作為原料。技術(shù)成熟，設(shè)備簡(jiǎn)單，防腐材料容易解決。其缺點(diǎn)是流程長(zhǎng)，只有間歇操作，濕法操作，硫酸和水的消耗高，廢物和副產(chǎn)物多，環(huán)境污染大。

氯化法是將金紅石或高鈦渣粉與焦炭混合，然后高溫氯化生產(chǎn)精制四氯化鈦。經(jīng)精餾、除釩后，高溫氧化、分級(jí)、表面處理，然后過(guò)濾、水洗、干燥、粉碎，得到鈦白粉產(chǎn)品。氯化只能產(chǎn)生金紅石產(chǎn)品。氯化法的優(yōu)點(diǎn)是流程短，生產(chǎn)能力易于擴(kuò)大，連續(xù)自動(dòng)化程度高，能耗相對(duì)較低，三廢少，產(chǎn)品質(zhì)量高。缺點(diǎn)是投資大，設(shè)備結(jié)構(gòu)復(fù)雜，對(duì)材料要求高，耐高溫、耐腐蝕，設(shè)備維護(hù)和研發(fā)難度

鈦白粉化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定，一般不與大多數(shù)物質(zhì)反應(yīng)。自然界中鈦白粉的晶體有三種：片狀鈦、銳鈦礦和金紅石。鈦板是一種不穩(wěn)定的晶型，沒(méi)有工業(yè)使用價(jià)值。銳鈦礦(簡(jiǎn)稱A)和金紅石(簡(jiǎn)稱R)晶格穩(wěn)定，是重要的白色顏料和瓷釉。與其他白色顏料相比，它們具有的白度、著色力、遮蓋力、耐候性、耐熱性和化學(xué)穩(wěn)定性，無(wú)毒。