【原创】沉寂多年的盐酸法钛白粉,又“活”了?


来源:中国粉体网   平安

[导读]  与硫酸法和氯化法相比,盐酸法钛白粉具有独特的优势。

中国粉体网讯  据工业和信息化部8月25日消息,工信部在关于政协第十三届全国委员会第四次会议第1341号(工交邮电类197号)提案答复的函中指出,下一步,工信部将会同有关部门密切关注盐酸萃取法钛白粉工艺技术研发及产业化进展,并对获得过国家级或省部级科技奖、技术水平成熟可靠、生产过程本质安全、节能减排成效显著的钛白粉生产核心工艺,通过印发《石化化工行业鼓励推广应用的技术和产品目录(第一批)》的方式予以推广应用,相关单位可按有关要求积极申报,稳步推进新工艺试点。




目前,钛白粉的工业生产方法主要有硫酸法和氯化法2种。据钛白粉生产专家龚家竹介绍,硫酸法因采用“固液分离”钛原料中的杂质模式而对最终产品进行净化,工艺冗长,固液分离手段复杂、次数甚多,且耗水量大。不仅20%左右的废酸的浓缩除杂回用技术费用高,多次滤饼洗液(低浓度废酸)量大,而且仅进行石灰中和处理产生大量的红石膏。

因此,利用“气固加气液分离”的氯化法钛白粉生产技术应运而生。因“气液”分离杂质彻底,产品色相好,氧化生成的氯气可直接循环回用,可克服掉硫酸法的诸多不足;但采用加工富钛料原料成本高,高温氯化与氧化的能耗高,全生命周期模式下成本相对较高;采用掺混钛矿作原料,降低了原料成本,但氯化渣量又增大,传统处置受限。

面对硫酸法与氯化法生产技术的不完美及各自存在的优缺点,科学家们根据化学工程的“三传一反”工艺过程创新开发了反应温度相对较低、不以“固液”和“气液”分离为手段、而采用“液液”分离溶剂萃取的盐酸法。

据专家介绍,最早的盐酸法研发技术可追溯到1961年美国道化学公司的David A.Ellis采用盐酸分解钛铁矿,得到氯化物的盐酸氯化氧钛溶液,用三丁基磷酸酯与甲苯组成的混合萃取液萃取溶液中的杂质,氯化氧钛溶液中的铁含量降到0.01 g/L,溶液加热水解沉淀,再进行煅烧得到金红石钛白粉产品。



(图片来源:pixabay)


后来有不少公司采用盐酸分解钛原料,不用有机溶剂萃取分离与提纯,采用硫酸法的固液分离方法生产钛白粉,均没有形成工业化生产,直到2001年美国纳斯达克上市公司奥泰尔纳米材料公司(Altair Nanomaterials Inc.)宣称完成了5 t/d的中间实验,发明专利(US 6375923)于2002年4月23日授权。



盐酸法钛白粉生产工艺流程
(来源:中国钛白粉行业60年发展历程及未来发展趋势,龚家竹)



2013年美国奥泰尔公司已打通盐酸法钛白粉的工艺流程,并建立了年产数千吨钛白粉的中试生产线,但截至目前,国内鲜有对该生产工艺进行研究的报道。

与硫酸法和氯化法相比,盐酸法钛白粉具有独特的优势。该工艺在钛白粉制备过程中产生的副产物FeCl2/FeCl3可通过热水水解转化为氧化铁再利用,同时生成的盐酸可返回钛白粉生产主线,这就避免了硫酸法生产过程中的副产物硫酸亚铁无法处理而带来的环保压力;盐酸法可以采用普通钛铁矿作为原料进行生产,与对原料要求较高的氯化法相比,在原料选择方面具有一定的优势;在盐酸法钛白粉生产过程中,盐酸和萃取剂可循环利用,副产物经过焙烧后可作为炼铁的原料,这样能降低钛白粉的生产成本,同时氯化氢也可回收循环利用。


参考来源:

中国钛白粉行业60年发展历程及未来发展趋势,龚家竹,成都千砺金科技创新有限公司2020

盐酸法钛白粉生产工艺,唐勇等,宜宾天原集团2014

盐酸法钛白粉工艺的研究,邓科,宜宾天原集团2013

(中国粉体网编辑整理/平安)

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作者:平安

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