【文章內(nèi)容簡介】 2020 2740 澳大利亞 13000 16000 29000 1900 3100 5000 南非 6300 22020 28300 830 2400 3230 挪威 3700 6000 9700 加拿大 3100 3600 6700 美國 600 5900 6500 40 180 220 莫桑比克 1600 2100 3700 48 57 105 巴西 1200 1200 2400 350 350 700 烏克蘭 590 1300 1890 250 250 500 越南 240 590 830 其他 1170 5310 6480 842 1663 2505 世界合計 60000 120200 180000 5000 10000 15000 目前已開采的鈦鐵礦和礦床可分為巖礦床和砂礦床兩大類，巖礦床為 火成巖礦，具有礦床集中、貯量大的特點 FeO的含量高，脈石含量多，結構緊密，且多是共生礦，這類礦床的主要礦物油鈦鐵礦、鈦磁鐵礦等。礦石選礦分離較為困難，產(chǎn)出的鈦精礦中二氧化鈦的含量一般不超過 50 %。砂鈦礦床是次生礦床，由巖礦床經(jīng)風化剝離，再經(jīng)水流沖刷富集而成，主要集中在海岸、河灘、稻田等地，礦物含有金紅石、板鈦礦、白鈦礦、砂狀鈦鐵礦等。而這種礦物的特點就是 Fe2O3的含量相對于 FeO的含量較高，結構疏松，雜質(zhì)易分離，其選出的精礦大部分是含二氧化鈦達 50 %以上。 世界鈦白粉生產(chǎn)的特點是技術高度壟斷， 迄今為止，世界上只有 20幾個國家、30多家公司、 50來家工廠生產(chǎn)鈦白粉。 美國杜邦公司、英國二氧化鈦集團、美國美聯(lián)無機化工公司、美國克朗諾斯公司、芬蘭凱米拉公司以及美國克爾麥吉公司擁有世界鈦白粉生產(chǎn)能力的 78 %。 東華理工大學畢業(yè)設計（論文） 概述 6 國內(nèi)鈦白粉的發(fā)展情況 國內(nèi)鈦白粉生產(chǎn)發(fā)展史 我國鈦白粉開發(fā)的比較晚，始于 50年代中期， 1956年在上海、廣州、天津相繼開始用硫酸法生產(chǎn)鈦白粉。 1957年開始研究單位開始了硫酸法的系統(tǒng)化研究 ,隨后建立了一些鈦白廠。 1980年廣州鈦白廠成功引進了國外硫酸法生產(chǎn)技 術。我國開始了涂料用鈦白的生產(chǎn)。隨著廣鈦技術的擴散 ,我國鈦白工業(yè)開始進入新的發(fā)展期。這期間全國陸續(xù)建成了上百家鈦白生產(chǎn)廠。但是產(chǎn)能基本上都在幾百噸到幾千噸。產(chǎn)品基本上是銳鈦型，部分是非顏料級。 上世紀九十年代初，由核工業(yè) 404廠、重慶渝鈦白、濟南裕興這三家成套引進的東歐萬噸級硫酸法鈦白生產(chǎn)技術。隨著市場的繁榮和這三家引進技術的普及，我國的硫酸法鈦白發(fā)展進入前所未有的繁榮時期。這階段陸續(xù)建成了四川龍蟒、山東東佳等大型鈦白生產(chǎn)線。目前國內(nèi)比較著名的有山東東佳、四川龍蟒、中核華原、攀渝鈦業(yè)、濟南裕興等。 我國的氯化鈦白起步比較晚。我國從 20世紀 60年代開始就開始研究開發(fā)氯化法鈦白生產(chǎn)工藝，先后在廈門電化廠建成年產(chǎn) 1000 噸和天津化工廠年產(chǎn) 3000 噸的裝置。 20世紀 90年代錦州鐵合金（集團）有限公司通過技術咨詢和聯(lián)合設計的方式建成了 15 kt/年氯化法鈦白生產(chǎn)裝置。到目前為止，全國只有中信錦州鐵合金鈦白分廠采用的氯化法生產(chǎn)工藝。 目前我國現(xiàn)有的鈦白粉和在建的鈦白粉產(chǎn)能總和已超過百萬噸。 我國鈦礦的分布情況 我國巖礦鈦鐵礦達 6 億多噸，遍布九個省，占最多的是四川（約為 96 %） 。其次是河北砂礦鈦鐵礦 億噸左右，主要是在海南（ 約 50 %），其次是廣東、廣西、云南等共 11 個省的金紅石貯量很少，巖礦金紅石只有 噸，主要在湖北等六個省。砂礦金紅石更少，只有 80 萬噸，產(chǎn)地二十多處，主要在河南、河北、山東等省。我國鈦資源總儲量大 億噸，在世界上所占比重較大。 從以上情況可知我國鈦白粉的生產(chǎn)發(fā)展應立足于鈦鐵礦。據(jù)有關資料介紹 [5]我國鈦鐵礦按已開采和精選出的鈦精礦的分類，大致可分為六種類型，它們分別是廣西氧化砂礦、 A 級兩廣砂礦、 B 級兩廣及海南砂礦、云南富民砂礦、河北承德大廟礦及攀 枝花礦。 東華理工大學畢業(yè)設計（論文） 概述 7 國內(nèi)鈦白粉行業(yè)的發(fā)展前景 隨著經(jīng)濟的快速增長，鈦白粉的應用越來越廣，鈦白粉消耗已經(jīng)成為一個國家的社會消費水平的重要標志。中國國民經(jīng)濟持續(xù)、穩(wěn)定增長必將帶來鈦白粉市場的興旺，而我國鈦資源占世界總貯量的五分之一，為我國鈦白粉工業(yè)提供了充足的原料。我國第一套氯化法鈦白粉生產(chǎn)裝置也已經(jīng)在錦州通過投產(chǎn)鑒定，這也也標志著我國已經(jīng)自主掌握了氯化法鈦白粉的生產(chǎn)技術， 打破了少數(shù)國家對我國的技術壟斷。 因此，氯堿企業(yè)發(fā)揮自己的優(yōu)勢，利用國內(nèi)的充足資源，抓住時機，建設大規(guī)模的氯化法鈦白粉生企業(yè) ，具有極大的經(jīng)濟和社會效益。 鈦白粉生產(chǎn)工藝的比較及選擇 根 據(jù)文獻 [68]記載的鈦白粉生產(chǎn)方法很多，有硫酸法、鹽酸法、硝酸法、磷酸法、硫化物法、溴化法、氯化法等。但 目前，鈦白粉的生產(chǎn)工藝主要有硫酸法和氯化法兩種。 硫酸法生產(chǎn)工藝 1925年始于美國的 national lead industry，之后各地逐步建立生產(chǎn)廠， 1942年生產(chǎn)出金紅石型產(chǎn)品。氯化法工藝開始與 1932年，德國法本公司發(fā)表了第一個四氯化鈦氣相氧化法制鈦白粉專利，在 1959年杜邦公司開發(fā)了杜邦法生產(chǎn)工藝，并建成了 10萬 t/a的生產(chǎn)廠 ,正式實現(xiàn)大型工業(yè)化 ,但是氯化法工藝的技術難度非常大 ,目前核心技術仍只有少數(shù)企業(yè)掌握。 硫酸法是將鈦鐵粉與濃硫酸進行酸解反應生產(chǎn)硫酸亞鈦，經(jīng)水解生成偏鈦酸，再經(jīng)鍛燒、粉碎即得到鈦白粉產(chǎn)品。此法可生產(chǎn)銳鈦型和金紅石型鈦白粉。硫酸法的優(yōu)點是能以價低易得的鈦鐵礦與硫酸為原料，技術較成熟，設備簡單，防腐蝕材料易解決。其缺點是流程長，只能以間歇操作為主，濕法操作，硫酸、水消耗高，廢物及副產(chǎn)物多，對環(huán)境污染大。 氯化法是將金紅石或高鈦熔渣粉料與焦炭混合后進行高溫氯化生產(chǎn)精 四氯化鈦， 精餾、 除釩后，進行高溫氧化，分級、表面處理，再經(jīng)過濾、水洗、干燥、粉碎得到鈦白粉產(chǎn)品。氯化法只能生產(chǎn)金紅石型產(chǎn)品。氯化法優(yōu)點是流程短，生產(chǎn)能力易擴大，連續(xù)自動化程度高， 能耗相對低，三廢少，能得到優(yōu)質(zhì)產(chǎn)品。缺點是投資大，設備結構復雜，對材料要求高， 要耐高溫、耐腐蝕， 裝置難以維修，研究開發(fā)難度大。氯化法與硫酸法的優(yōu)缺點比較情況見表 14。 東華理工大學畢業(yè)設計（論文） 概述 8 國內(nèi)外鈦白粉的主要生產(chǎn)廠家 國外主要生產(chǎn)廠家 國外的鈦白粉生產(chǎn)廠家主要有杜邦公司、美聯(lián)公司、科美基公司、美國亨茲曼公司、 NL化 學品公司、日本石原公司、科米拉公司、莎哈利本公司、科斯特 國民二氧化鈦有限公司、超彩股份公司、喀拉拉礦產(chǎn)和金屬有限公司、日本富士鈦工業(yè)公司、波利采公司、帝國化工公司、鈦工業(yè)公司等 [911]。表 15介紹了 2020年國外主要廠家的生產(chǎn)能力情況。 表 14 氯化法與硫酸法比較情況表 項目 硫酸法 氯化法 原料 鈦鐵礦、酸溶性鈦渣。 氯化鈦渣、人造金紅石。 產(chǎn)品類型 既可生產(chǎn)銳鈦型鈦白也可生產(chǎn)金紅石型鈦白粉。 僅能生產(chǎn)金紅石鈦白粉。 生產(chǎn)技術 生產(chǎn)難度小，設備簡單、技術成熟，國內(nèi)廣泛采用。 生產(chǎn)技術難度大，關鍵設備結構復雜，要求耐高溫、耐腐蝕材料，國內(nèi)用較少，國際上只要少數(shù)公司擁有此技術。 產(chǎn)品質(zhì)量 采用先進的工藝控制和完善的包膜技術，縮小了與氯化法產(chǎn)品的質(zhì)量差異。 產(chǎn)品質(zhì)量較好。由于最終產(chǎn)品微量吸附氯和 HCl，具有腐蝕性，在某些應用領域受局限。 主要污染物 以鈦鐵礦為原料，每生產(chǎn) 1 t 鈦白粉，將產(chǎn)生 34 t 綠礬和 8 t 廢酸。以鈦渣為原料，不存在綠礬問題。 以金紅石為原料，廢物排放量很低。以鈦熔渣為原料，每生產(chǎn) 1 t 鈦白粉，可生產(chǎn)約 含氯和鹽酸的 FeC3。 工廠安全 熱濃硫酸的處 理和二氧化鈦粉塵。 氯氣、高溫 TiCl4 氣體、 TiO2 粉塵。 表 15 2020年國外主要鈦白粉生產(chǎn)企業(yè)生產(chǎn)能力 生產(chǎn)企業(yè) 生產(chǎn)能力 /（萬 t/a） 占世界比例 / % 杜邦（ Du pont） 120 美聯(lián)（ Millennium） 72 科美基（ KerrMcgee） 亨茲曼（ Hursman/Tioxide） 57 克郎諾斯（ Kronos） 石原產(chǎn)業(yè)（ LSK） 凱米拉（ Kemira） 12 薩其 賓（ Sachtheben） 10 東華理工大學畢業(yè)設計（論文） 概述 9 國內(nèi)主要生產(chǎn)廠家 (1) 國內(nèi)的鈦白粉生產(chǎn)廠家主要有攀枝花鋼鐵有限責任公司鈦業(yè)公司、重慶渝港鈦白粉股份有限公司、攀鋼集團錦州鈦業(yè)有限公司、四川龍蟒鈦業(yè)有限責任公司、山東東佳集團、濟南裕興化工總廠、中核華原鈦白股份有限公司、鎮(zhèn)江鈦白粉股份有限公司、湖南永利化工股份有限公司、上海焦化有限公司鈦白粉分公司、安徽銅陵化工集團安納達鈦白粉有限公司、衡陽新華化工冶金總公司、南京鈦白化工有限責任公司、無錫市錫寶鈦業(yè)有限公司、蒼梧順風鈦白粉有限責任公司、重慶新華化 工廠、淮安市飛洋鈦白粉制造有限責任公司、江西添光化 工有限責任公司、棗莊天元精細化工有限公司、廣西百合化工股份有限公司。 (2) 江西添光化工有限責任公司是香港三盛集團旗下專業(yè)生產(chǎn)鈦白粉的中外合資企業(yè)，也是國內(nèi)鈦白粉行業(yè)知名企業(yè)。 公司主要產(chǎn)品有多種型號的鈦白粉以及硫酸、精制硫酸鋁、氧化鐵、硫酸亞鐵、普通過磷酸鈣。其中“添光”牌鈦白粉是公司的主導產(chǎn)品，含 GA100、 GA10 GA102(A)、 GA1 GA120(A)、 BA0101 四大系列、六個型號。 2020 年 11 月 15 日，江西添光化工有限責 任公司萬噸／年金紅石型鈦白粉及配套 20 萬噸／年硫酸項目正式獲準興建。 公司的經(jīng)濟、技術、質(zhì)量指標均居國內(nèi)領先水平，多次被評為“江西省名牌產(chǎn)品”、“江西省用戶滿意產(chǎn)品”、“江西省地產(chǎn)最暢銷商品”，“添光”牌商標也被認定為“江西省著名商標”、“中國馳名商標”。 憑借優(yōu)異的品質(zhì)，良好的信譽、周到的服務，“添光”牌鈦白粉贏得了海內(nèi)外客戶的廣泛贊譽和信賴，不僅暢銷華東、華南以及香港、臺灣等國內(nèi)市場，而且遠銷美國、日本、意大利、以色列以及東南亞等二十多個國家和地區(qū) 。雖然添光的發(fā)展很快，但目前還是存在很多不足。首先產(chǎn)品種 類相對比較少，有待進一步開發(fā)新型產(chǎn)品，從而提高鈦白粉產(chǎn)品的檔次。其次，產(chǎn)品的后處理工序還不夠完善，可以多和一些國內(nèi)外的公司交流，借鑒他們比較先進的技術從而完善本公司的工序。再次，需要加強環(huán)保治理，目前國家對環(huán)保越來越重視，三廢處理不達標會危及到鈦白粉廠的生存，因此要引進新型的三廢處理技術，注重技術的創(chuàng)新，從而減少處理的成本、處理難度大等問題。 東華理工大學畢業(yè)設計（論文） 概述 10 設計的目的及內(nèi)容 本設計的目的完成江西添光化工有限公司 年產(chǎn) 5 萬噸酸解法鈦白粉（金紅石型）生產(chǎn)工藝設計。設計的內(nèi)容是從沉降工段到水解工段的工藝設計。主要 包 括工藝流程設計、物料衡算、能量衡算、主要設備的選型、生產(chǎn)過程中的三廢處理以及廢副產(chǎn)品的利用。 東華理工大學畢業(yè)設計（論文） 酸解法鈦白粉生產(chǎn)工藝流程設計及主要工段介紹 11 第 2 章 酸解法鈦白粉生產(chǎn)工藝流程設計及主要工段介紹 硫酸法生產(chǎn)涂料級鈦白要經(jīng)過原礦準備、鈦液的制備