中国粉体网讯 世界上目前生产钛白粉的方法主要有硫酸法和氯化法两种工艺。由于在环保和产品质量上的优势，氯化法成为国内钛白粉行业产业升级的方向。在不久前召开的2015中国(德阳)磷钛化工绿色发展高端论坛上，对于这一先进工艺在国内的开发和应用，东华工程科技股份有限公司副总工程师徐兴荣认为，经过半个世纪的发展，可以说我国已基本掌握该工艺的核心技术，但氯化渣处理仍是难点，而大规模装置的氯化和氧化技术也有待进一步的摸索和实践验证。
氯化：两种工艺均已掌握
在氯化工艺技术方面，目前成熟的、广泛使用的钛氯化工艺有熔盐氯化和沸腾氯化。目前这两种氯化工艺在国内都广泛使用，并已取得了长足进步。
“熔盐氯化工艺采用熔盐氯化炉，是一种成熟的钛氯化技术，主要用于海绵钛厂的四氯化钛生产。锦州钛业两套1.5万吨/年氯化法钛白装置均采用熔盐氯化工艺，他们早在2000年就开发并建成了日产130吨粗四氯化钛的大型熔盐氯化炉及其成套氯化工艺，这也是目前世界上最大的熔盐氯化炉。”徐兴荣介绍说。
沸腾氯化工艺又称流态化氯化工艺。沸腾氯化的主体设备是沸腾氯化炉。主要优点是设备能力大，便于氯化与氧化的对接。“目前无论是3万吨/年、6万吨/年还是10万吨/年钛白粉装置，均能实现氯化炉与氧化炉的生产能力一对一匹配。因此可以说。国内已经掌握了大型沸腾氯化炉的设计、制造、生产操作。”徐兴荣表示。
氧化：不同规模情况不同
氧化工艺技术被认为是氯化法钛白最关键的技术。“我国目前已建和在建的氯化法钛白装置产能规模分别为1.5万吨/年、3万吨/年、6万吨/年和10万吨/年。装置规模不同，与其匹配的氧化技术也处在不同阶段。”徐兴荣介绍说。
目前1.5万吨级的氧化炉和氧化工艺技术已经成熟，锦州钛业该规模的氧化设备全部国产化；3万吨/年级氧化技术上，国内两套3万吨/年氯化法钛白粉生产线采用的气相氧化工艺，目前已实现沸腾氯化与氧化联动稳定运行20多天的成果。该规模装置的氧化炉、三氯化铝发生器等关键设备全部国产化，可以说国内已掌握该级别氧化炉和氧化系统技术；国内第一套6万吨/年氯化法钛白粉生产线氧化装置已于2013年下半年开始投料试车，目前最长连续运行时间超过150小时。第二套装置今年9月投料，10月生产产品3000多吨。这两套装置氧气预热器、四氯化钛预热器从国外引进，三氯化铝发生器国内制造，氧化炉既有引进的，也有国内制造的，试生产期基本上按75%~80%生产负荷运行。“可以说，国内基本掌握了6万吨级的氧化技术。”徐兴荣总结道。
而对于10万吨/年级氧化技术，由于目前国内两套10万吨/年氯化法钛白粉装置均未建成，所以徐兴荣认为单炉能力年产10万吨钛白粉的气相氧化工艺技术还需要实践的进一步检验。
后处理：具备设计建设能力
后处理技术的先进性体现在软件和硬件两方面。软件包括产品的包膜配方和包膜操作工艺，不同的技术来源有所差异，但一般只能提供通用型产品的配方，专用型产品的后处理工艺(包膜工艺)应根据用户要求进行开发。
徐兴荣认为，氯化法钛白的后处理工艺过程和设备与硫酸法钛白基本相同，包膜剂也大同小异，区别在于大型氯化法钛白装置的整体控制水平较高，所以后处理装置自动化水平普遍提高，氯化法钛白后处理装置实现全流程DCS控制。包膜罐安装在线pH计，连续测量和控制pH值，实现了包膜质量的可控性和稳定性，这些都保证了氯化法钛白最终质量的稳定。
徐兴荣指出，目前国内已完全有能力设计、建设达到国际先进水平的6万吨/年、10万吨/年氯化法钛白后处理装置。“那些看似神秘的包膜配方与操作工艺，其实只要掌握基本原理，再结合产品的性能指标要求，经试验摸索开发出满足用户要求的新产品并非难事。国内硫酸法钛白金红石型产品的发展就是例证。”徐兴荣表示。
氯化渣处理：主要提高经济性
氯化废渣处理是氯化法钛白生产中环保治理的重点和难点。“由于氯化法工艺所用原料二氧化钛品位高，杂质含量低，所以废渣量比硫酸法工艺少，但氯化渣的处理难度大。”徐兴荣介绍说。
其中，熔盐氯化工艺废渣主要包括氯化气体收尘渣和氯化炉排出的废盐。氯化气体收尘渣来自于氯化炉反应气体冷却后在收尘系统中分离的固体物，主要成分是金属氯化物和未反应完全的高钛渣和石油焦；氯化炉排放的废熔盐量是其收尘渣的2倍，其中NaCl占30%~40%，其他是金属氯化物和未反应的高钛渣和石油焦。该废盐直接堆存遇雨水要溶解，目前采取在防水和防渗池内封存，费用较高。对于熔盐氯化工艺废渣的处理，徐兴荣认为，目前已有的利用方式在技术上是可行的，主要需要解决其经济性。
沸腾氯化工艺废渣包括两种情况，无筛板的上排渣氯化炉，只有氯化气体收尘渣；有炉体侧排渣氯化炉，除了气体收尘渣外，还有炉体侧排渣。这两种渣的组分都是金属氯化物和未反应的高钛渣和石油焦。
据徐兴荣介绍，国内目前均采用溶解中和法处理沸腾氯化工艺废渣。具体做法是用酸性水将收尘渣溶解，一次过滤，固体渣主要成分是未反应的高钛渣和石油焦，可回收利用；滤液用石灰乳中和，金属氯化物生成氢氧化物沉淀，二次过滤，固体渣以氢氧化铁为主，为一般工业废渣，送渣场填埋；滤液经提浓蒸发生产固体氯化钙。徐兴荣认为，该工艺技术成熟，基本上做到无害化处理。存在的问题一是需要固体填埋场，二是固体氯化钙的市场销路有限。
“而对于那些位于平原地区难以找到建设固体填埋场的氯化法钛白工厂来说，加紧开发氯化废渣资源化回收利用技术，从根本上解决废渣问题尤为必要。”徐兴荣表示。
