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当钛白粉发展的历史与现状

发布时间:2021-09-11 04:06:29 阅读: 来源:儿童床厂家

钛白粉发展的历史与现状

钛白粉发展的历史与现状

2003年08月04日

钛一直被认为是一种稀有金属,可它在地壳的含量并不稀有。它约占地壳质量的

0.61%,地壳中的元素按丰度排列,钛占第十位,仅次于氧、硅、铝、铁、钙、钠、

钾、镁和氢,比铜、锌、锡等普通有色金属要丰富的多,而且在岩石、砂粒、土壤、

矿物、煤炭和许多动植物中都含有钛。它的主要工业制品:A.金属钛,B.二氧化钛颜

料(俗称钛白粉)。钛白粉行业及其应用市场是本书的主要介绍内容。

钛白粉的“钛”金属是如何命名的?钛白粉整个工业的发展轨迹是什么?

十八世纪末,英国传教士兼业余矿冶家威廉.规格勒在所居住的村庄附近发现了

一种黑色带有磁性的矿石,经过一连串的试验,测到其中含有59%在当时并未发现到

的金属元素。规格勒以所居住的区域而名之为Menaccanite;又称该矿为

Menaccanite。数年后,德国科学家马丁.克拉普斯从匈牙利山脉中的金红石矿中提炼

出一种新的金属氧化物。他以希腊神话中宙斯王的第一个儿子Titans将其所发现的金

属命名为Titanic Earth。这两种所发现的金属,后来被证明乃属于一种无素,学术

界仍以Titanium命名之,但将发现者之名归于规格勒以尊重其贡献。该矿砂以苏俄境

Ilmen山区为主要蕴藏地,因此将含有钛金属的矿泛称为Ilmenite。

钛金属元素虽然早在十八世纪就被发现,但真正到二十世纪初期,钛金属的潜力

及钛氧化物的利用才逐渐被发掘出来。

“钛颜料公司”(Titanium Pigment Company)于1916年在美加边境尼加拉瓜瀑

布区建厂生产钛白粉。

大约同一时期,挪威因其境内蕴藏大量钛矿,也开始发展钛白粉制造技术,在

1919年成立“钛公司”(Titan Company)正式开车生产钛白粉,年产1000t含25%

TiO2的复合颜料,使之实现了工业化生产。

次年该两大集团同意交换技术及相互使用彼此的专利。也在同年,“国家铅业公

司”(National Lead Co采取3维框架设计的产品原型mpany)买下“钛颜料公司”(Titanium Pigment

Company),才开启了钛白粉工业生产的规模。当时的生产制程属于硫酸法(此法仍

沿用至今)。但生产的钛白粉仍为复合型钛白粉:内含25%的A型钛白粉及75%的硫酸

钡,因较当时泛用的“白铅”和“氧化您也能够用它来喝水锌”有较优的遮盖力,而且不会和涂料树脂发

生反应而变色,所以20世纪初期复合型钛白粉席卷大部分的市场。

第一个纯A型钛白粉是在1923年由法国Thann et Mulhouse公司研制出来的,采用

稀释晶种进行水解,生产出含96% - 99% TiO2 颜料钛白粉。其所用的制程被广泛地授

权制造。杜邦公司后来买下其中的一家公司,开始钛白粉的制造。

在二十世纪30年代,钛白粉工业开始蓬勃发展,以硫酸法制造的A型钛白粉在市

场上与立德粉和白铅等白色颜料开始竞争。但以A型钛白粉生产的涂料易粉化,耐候

效果欠佳;所以各厂研发单位,无不尽力在找寻新技术开发高遮盖力及耐候性佳的颜

料。1930年,麦克伦堡采用外加碱中和晶种法对水解制钛白粉的制程作了改进。1935

年,日本界化学公司开始生产A型钛白粉。第一个R型钛白粉是在捷克境内的实验室制

出,但一直到1939年才正式在市场推出。

在二十世纪40年代,因二次世界大战爆发,影响了钛白粉技术在欧洲的发展,但

美国则继续地研究发展。当时的钛白粉市场主要由National Lead和杜邦公司所把

持。这时候的R型钛白粉仍是由硫酸法制成,但却已经渐渐地取代A型钛白粉在涂料和

塑料的地位。

到了二十世纪50年代,环保意识逐渐被世人所重视,硫酸法所造成的环境污染也

被业界所注意。1951年,加拿大魁北克铁钛公司采用高钛渣作硫酸法制钛白粉的原料

取得成功,为钛白粉生产减少副产品提供了新的原料路线。与此同时,业界也开始了

氯化法的研究制造。1949年,杜邦公司开始研究氯化法钛白粉工业规模的生产。1956

年,杜邦公司开始用氯化法生产钛白粉。到了1957年,高品质的R型钛白粉在美国境

内开始被大量制造使用。初期发现以氯化法制成的钛白粉与硫酸法所制成的钛白粉比

较之下,其遮盖力及调色力高出7%以上,而且容易分散。

二十世纪60年代,钛白粉制造技术则集中在表面处理技术的研究开发,以期能改

善分散性和耐候性。这个时候发展出所谓“硅包裹”(Silica Encapsulation)的表

面处理技术,大大提高了耐候性,适用于屋外涂装等用途。

二十世纪70年代,由于水性涂料的需求大增,涂料制造厂家对钛白粉的使用更加

殷切。水性且易分散的钛白粉浆剂(Slurry)则在这个时候推出,开创了钛白粉应用

的新纪元。70年代,大型的跨国企业逐渐形成,全球产量已达标160万吨而其中几大

家(DuPont,Tioxide,SCM,Kemira,Kerr McGee)占去了70%左右。

二十世纪80年代,由于钛白粉在工业上用途相当广泛,各大主要制造厂为因应客

户的要求,发展出各种不同规格的钛白粉,开始在品质及服务上相互较劲。此时钛白鼓励、支持、引导非公有制经济发展的坚定决心

粉已不再是特殊化学品,而被定义成泛用化学品(Commodity)。

二十世纪90年代,钛白粉工业遭受到一连串挑战,如:产能过剩,需求疲软,售

价低落及环保投资高昂,全球经济的不景气,致使北美、西欧地区成长缓慢;而发展

区域就集中在亚太地区。从1990年到2000年,十年间可以说是全球钛白粉工业自产生

以来变化最大的十年。变化其一:各主要厂商在亚太地区投资设厂或增加生产线,加

入竞争行列。Tioxide钛白粉集团在马来西亚投资建成5万吨硫酸法装置于己于1992年

投产;杜邦公司在台湾关音投资建成6万吨氯化法装置于1994年投产,并不断扩充改

造该装置,于1999年底已成功达产10万吨。另外MIC公司,Kerr McGee公司也纷纷将

其亚太地区装置扩产改造。变化其二:兼并重组。近几年,在公司合并、兼并、资产

重组之风影响下,钛白粉行业也掀起了全球性的兼并和重组风波:法国的罗纳-普朗

克公司(Rhone-Poulenc)钛白粉厂全部被美国美联化学公司(MIC,前身称SCM)收

购,MIC的年生产能力由兼并前的47.3万吨上升到71.5万吨,世界排名也由第三位上

升至第二位;美国克尔-麦吉公司(Kerr McGee)兼并了德国拜耳公司钛白粉厂和

Kemira公司主要钛白粉工厂,其年总产能力由原17万吨增至60万吨以上,排名由原第

八位升至第三位;后英国帝国化工公司(ICI)下属二氧化钛子公司(TIOXIDE),原

是世界钛白粉排名第二位的大公司,现被美国亨兹曼公司(HUNTSMAN)收购;其他还

有一些公司也在酝酿中。兼并重组后,英国帝国化工公司、法国罗纳-普朗克公司和

德国拜尔公司已退出了钛白粉行业,原十大公司缩减为八大公司。

中国钛白粉工业起步较晚。1955年,一些研究机构开始了硫酸法的系统研究1956

年在上海、广州和天津等地开始用硫酸法生产钛白粉,以生产搪瓷和电焊条钛白粉起

步,产量低,质量也差。随后就逐步建立了一些钛白粉厂,设备趋于正规化和大型

化,产量也有了较大的发展,质量不断提高。1958年制成涂料用A型钛白粉。

1967年,初步掌握硫酸法制R型钛白粉技术,但由于当时条件的限制,技术落

后,发展十分缓慢。

1978年全国钛白粉总产量不过2万吨,其中颜料级钛白粉所占比例不到15%。

80年代中期,利用“攀枝花钒钛磁铁矿资源综合利用”科技攻关中取得的硫酸法

钛白粉开发成果,改造了一批老厂,兴建了一批新厂,装置技术水平有所提高,年生

产规都是由容积变化而工作的模迈向了5千吨级,产品品种转为以生产涂料用颜料级钛白粉为主。

80年代后期,正遇上世界钛白粉市场黄金时代,全国各地兴起了大办钛白粉厂热

潮,这个时期可说是中国钛白粉工业发展史上的第一个繁荣期。

到90年代初,包括乡镇企业,全国已达100多家钛白粉厂,年生产能力猛增至近

10万吨。但紧随世界钛白粉市场低潮的到来,大部分匆匆上马的小厂就倒闭了。90年

代初,中国从国外引进了年产1.5万吨钛白粉能力的三套硫酸法和一套氯化法生产装

置。硫酸法除济南裕兴化工总厂一套刚建成试生产外,其余均已投产并运转良好。氯

化法钛白粉因熔盐氯化和氧化还存在一些技术难题,正在攻关解决中,目前已取得重

大进展,其装置试车已2次达到连续运转7天以上,产品合格率达90%以上,第一步攻

关目标已基本实现。这几套装置,技术比较先进,改变了中国钛白粉仅有硫酸法工

艺,仅能生产低档锐钛型钛白粉、小规模生产方式的落后面貌。

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