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全球鈦白粉生產(chǎn)技術(shù)現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢

放大字體  縮小字體 http://m.my-travelload.com  發(fā)布日期:2014-12-18  來源:鈦白粉中心  作者:龔家竹  瀏覽次數(shù):334
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摘  要:本文敘述了全球現(xiàn)有商業(yè)化鈦白粉生產(chǎn)技術(shù)與工藝,簡述了硫酸法與氯化法隨著社會經(jīng)濟發(fā)展產(chǎn)生的進步與改進。為便于借鑒國際同行的發(fā)展軌跡,同時簡要介紹了全球主流鈦白粉生產(chǎn)商的情況和近年來重組帶來的新變化,以及面對可持續(xù)發(fā)展采取的措施與進步。鑒于中國攀西鈦資源、鈦白加工、生產(chǎn)效益、可持續(xù)發(fā)展的特有產(chǎn)業(yè)的優(yōu)劣,評述了鈦白粉生產(chǎn)技術(shù)的未來走勢與技術(shù)發(fā)展方向。 

1 鈦白粉生產(chǎn)技術(shù)現(xiàn)狀

鈦白粉生產(chǎn)技術(shù)自上個世紀的1916年硫酸法鈦白粉生產(chǎn)工藝聞世以來,直到1958年氯化法工藝的生產(chǎn)裝置投產(chǎn),鈦白粉生產(chǎn)工藝的發(fā)展硫酸法經(jīng)歷了近百年,氯化法也快經(jīng)歷了60年。

 

因元素氟較之元素氯更易于鈦元素反應生成氟化鈦,曾經(jīng)有美國的一些公司進行了大量的氟化法工藝研究,并進行了生產(chǎn)實驗裝置的工藝開發(fā),因氟化物尤其是氟化氫對人及環(huán)境的危害與安全較之氯化法更大而不得不放棄此工藝的開發(fā)。

 

本世紀剛開始的2002年4月23日,美國俄特爾納米材料公司(Altair Nanomaterials Inc.)申請了發(fā)明專利(10-11)。該工藝即不同于硫酸法生產(chǎn)工藝,也不同于氯化法工藝。硫酸法是以硫酸分解鈦原料,然后沉淀出偏鈦酸并進行液固分離以及煅燒生產(chǎn)鈦白粉(以固液分離為主);氯化法是以氯氣分解鈦原料生成氣體氯化物,然后進行氣固和氣液分離及氣相氧化生產(chǎn)鈦白粉(氣固分離為主)。

 

俄特爾公司是以鹽酸分解鈦原料,然后進行容積萃。ㄒ阂悍蛛x)和沉淀以及熱解后煅燒生產(chǎn)鈦白粉的工藝,所以謂之鹽酸法生產(chǎn)工藝。其工藝流程為:鹽酸浸取分解鈦鐵礦,分離不溶的殘渣;浸取液進行高價鐵還原為低價鐵,冷卻結(jié)晶出氯化亞鐵,分離氯化亞鐵;分離出氯化亞鐵后的含鈦浸取液進行第一次溶劑萃取,萃取相為含鈦和高鐵溶液,萃余相為含亞鐵的水溶液,返回工藝用于再生鹽酸,回到浸取工序;含鈦的萃取相進行第二次萃取,萃取相為含鈦的水溶液,萃余相為含高鐵的水溶液,返回鹽酸再生工序;經(jīng)過萃取提純后的氯化鈦溶液進行水解,最好的水解是噴霧加熱水解,得到偏鈦酸,氣相的鹽酸和水返回鹽酸再生系統(tǒng)。水解后的偏鈦酸進行煅燒、濕磨、無機包膜、過濾洗滌、干燥、汽粉和包裝即為產(chǎn)品。

 

 由于溶劑萃取的液液分離等諸多因素致使該項目未能如愿,也沒有商業(yè)化生產(chǎn)。也有熔鹽法生產(chǎn)工藝,該工藝用堿熔融分解鈦原料、酸溶水解沉淀煅燒生產(chǎn)鈦白粉。

 

國內(nèi)中科院過程所齊濤教授領(lǐng)銜的清潔生產(chǎn)熔鹽工藝,即可用于鈦精礦生產(chǎn)鈦白粉,也可回收硫酸法鈦白粉酸解渣(黑泥),已在山東東佳集團完成了工業(yè)性試驗。

 

現(xiàn)第二大鈦白粉生產(chǎn)公司克瑞斯托(Cristal)在原美利聯(lián)公司時期曾經(jīng)出資150萬美元,由英國利茲大學的Prof Jha教授研究并申請專利的綠色萃取工藝,該法用堿和鈦鐵礦在850~875 ℃進行焙燒,然后采用有機酸進行浸取,以移走其中的雜質(zhì),得到的的鈦化合物產(chǎn)量達到95%~97%的人造金紅石,產(chǎn)品粒徑在150~300μm之間;鈣含量0.3%、鐵含量1%~1.5%和鋁含量0.5%以下。用于氯化法生產(chǎn)鈦白粉比傳統(tǒng)低于20倍的氯的消耗。

 

 這些新開發(fā)的工藝因裝置設(shè)備或材質(zhì),碳足跡的全生命周期不勝完美,甚至經(jīng)濟問題,均沒有實現(xiàn)商業(yè)化的生產(chǎn)裝置。所以,全球現(xiàn)有鈦白粉生產(chǎn)工藝技術(shù),也還是保留在經(jīng)典的硫酸法和氯化法兩種生產(chǎn)工藝;但是隨著社會的進步,經(jīng)典的硫酸法與氯化法因科學技術(shù)的發(fā)展也在不斷的改進與完善,除過去環(huán)保、健康、安全(EHS)外,更需要隨著社會地發(fā)展以滿足“低碳”和“可持續(xù)發(fā)展”的新的生態(tài)文明要求。

 

2 全球鈦白粉市場和主要生產(chǎn)商與其可持續(xù)發(fā)展行動

 

2.1 全球鈦白粉生產(chǎn)量及主要生產(chǎn)商表1 全球主要鈦白粉生產(chǎn)商(能力10萬噸以上):

 

生產(chǎn)商

產(chǎn)能(萬噸)

生產(chǎn)方法

生產(chǎn)廠數(shù)量

氯化法占比%

杜邦

117

氯化法

5

100%

亨斯邁★

91.5

氯化法、硫酸法

10

25%

克瑞斯托

77.8

氯化法、硫酸法

8

88%

康諾斯

52.2

氯化法、硫酸法

6

77%

特諾

38

氯化法

3

100%

龍蟒

30

硫酸法

2

0

東佳

16

硫酸法

2

0

石原

15.5

氯化法、硫酸法

3

51%

佰利聯(lián)

15

硫酸法

1

0

中核鈦白

15

硫酸法

2

0

克雷米亞鈦坦

12

硫酸法

1

0

寧波新福

12

硫酸法

1

0

中國大陸其他廠家★★

130

氯化法、硫酸法

45

2%

余下日本、韓國、印度等小規(guī)模廠家

39

未達到10萬噸能力,多為硫酸法。僅印度一家氯化法

 

 

全球合計

652

 

 

 

 

★2014年9月10日歐洲委員會批準亨茲曼收購羅德伍德公司旗下顏料莎哈利本公司。

★★中國大陸在建產(chǎn)量未統(tǒng)計,某些裝置宣傳能力與實際產(chǎn)量出入較大。

 

 全球鈦白粉生產(chǎn)量超過650萬噸,市場價值約250億美圓。由于中國大陸在進入新的世紀后,因加入世貿(mào)組織(WTO),奧運會、世博會以及住房和汽車行業(yè)的迅猛發(fā)展,鈦白粉行業(yè)也趕上了最佳發(fā)展時期,可以說“千載難逢”,產(chǎn)能從二十幾萬噸,增長到兩百多萬噸,在世界總產(chǎn)能中有其三分天下。也因此造就出不少收獲財富的企業(yè)家和從事生產(chǎn)技術(shù)開發(fā)研究的優(yōu)秀科技創(chuàng)新人員,較大地縮小了整個行業(yè)與世界的差距;同時也促使全球鈦白行業(yè)格局發(fā)生較大的變化。稍早期的英國帝國化工(ICI)、德國拜耳、美國氰胺,中近期的美國美利聯(lián)、科美基、芬蘭的克米拉,近有德國莎哈利本等這些知名的世界鈦白粉優(yōu)秀企業(yè)投資人退出該行業(yè)。

 

 9月10日歐洲委員會宣布已批準亨茲曼收購洛克伍德(Rockwood)旗下的高性能顏料鈦白粉業(yè)務,該公司鈦白粉業(yè)務34萬噸產(chǎn)能,全硫酸法工藝三個生產(chǎn)點,包括德國莎哈利本的10.5萬噸、克瑞朗斯尤廷根10.7萬噸(經(jīng)過拜耳、科美基、特諾、克瑞朗斯、洛克伍德五次易手)和芬蘭克米拉的13萬噸。此次收購重組后西方鈦白粉生產(chǎn)商集中度更高,排名前5位產(chǎn)量接近全球的60%。按此全球最新規(guī)模年10萬噸以上的鈦白粉生產(chǎn)商見表一,硫酸法與氯化法生產(chǎn)商幾乎是按東西半球所分,前5位的公司產(chǎn)量376.5萬噸,氯化法占76%,余下的以亞洲企業(yè)為主的公司產(chǎn)量277萬噸,氯化法占5.4%。

 

2.2 各鈦白粉生產(chǎn)商的可持續(xù)發(fā)展行動

(1)杜邦(Dupont)顏料科技是目前全球最大的鈦白生產(chǎn)企業(yè),也是效益最好的西方鈦白粉企業(yè)。2011年5月杜邦聲明,在全球擴大鈦白粉產(chǎn)能35萬噸,其中在墨西哥新建20萬噸生產(chǎn)線,其余在5個生產(chǎn)基地脫瓶頸增加15萬噸能力;2012年8月年卡拉雷投資集團(Carlyle Group)以49億美元購買杜邦特種涂料(DCP)業(yè)務;2013年7月杜邦考慮分拆或出售鈦顏料科技業(yè)務。從鈦白擴產(chǎn),到出售鈦白下游業(yè)務,再準備拆分出售鈦白業(yè)務,這像過山車起伏一樣的舉動,讓人大跌眼鏡。這不僅是因為,杜邦在中國山東東營項目受阻,而且也是杜邦氯化鈦鐵礦工藝,大量由鈦鐵礦帶來的鐵元素沒有被資源利用,以鐵元素為主的氯化渣,靠深井灌注帶來的不可持續(xù)發(fā)展的缺陷所致。

 

 1995年12月美國環(huán)保署固廢辦公室(Office of Solid Waste US.EPA)就對其杜邦提出的通過氯化鈦鐵礦生產(chǎn)四氯化鈦的氯化渣為豁免廢物或者非豁免礦物加工工藝廢物,與杜邦意見不一,最后得出結(jié)論為:氯化鈦鐵礦的生產(chǎn)定義為礦加工工藝,由于氯化鐵廢物產(chǎn)生量不大,它可作為非豁免礦物加工廢物處理;并增補專文規(guī)定,對新認定的礦物加工廢物采用陸地“相四”處置,即可采用深井灌注處理。在此背景文件中,杜邦說其氯化反應為為兩個步湊,第一步是氯化鈦鐵礦中鐵,第二部才是氯化鈦鐵礦中鈦生成四氯化鈦,這更利于生產(chǎn)操作和減少系統(tǒng)的堵塞(泥土化earthen),利于生產(chǎn)控制。不言而喻,杜邦采用此方法最大的特點不僅是工藝易于控制,沸騰氯化爐可做到世界最大,規(guī)模效益好,而且鈦鐵礦中鈦原素的原料成本最低,其生產(chǎn)原料成本較其它同行低近20%。

 

 但是,至1998年后杜邦在位于New Johnsonville世界最大的氯化法鈦白裝置深井灌注氯化廢物的處置方式逐漸被淘汰,為限制其廢物量,只好不斷增加其高品位鈦原料使用量;其氯化廢物用純堿中和轉(zhuǎn)換成碳酸鐵鹽就地填埋,由此產(chǎn)生的副產(chǎn)氯化鈉(NaCl)用于冬季路面融雪鹽。盡管杜邦所有業(yè)務在可持續(xù)發(fā)展道路上做了大量的扎實工作,從1991到2012年20年間生產(chǎn)增加了45%、CO2當量下降59、能耗下降6%、有害廢物減少66%、水耗下降12%等取得了輝煌的成績,而面對鈦白粉業(yè)務發(fā)展如上述舉動,讓旁觀者大跌眼鏡,而其感情上無不表露出其內(nèi)心的糾結(jié)與無奈。

 

 (2)亨茲曼(Huntsman)去年9月宣布收購羅德伍德顏料業(yè)務,今年9月10日獲得歐洲委員會批準,一蹭成為全球第二大的鈦白粉生產(chǎn)企業(yè),總產(chǎn)量將達到91.5萬噸,硫酸法占75%。亨茲曼詮釋可持續(xù)發(fā)展的三大支柱是人、地球和效益。其目標要求鈦白粉生產(chǎn)副產(chǎn)物60%轉(zhuǎn)化成對建筑、農(nóng)業(yè)和水處理行業(yè)等有價值的產(chǎn)品。

 

 成功的案例是將法國加萊(Calais)一個列入關(guān)閉的硫酸法鈦白工廠改造為世界最強的可持續(xù)的化工廠之一,按人、地球和效益的理念,減少50GJ的能耗,節(jié)約500萬美元(350萬歐元),節(jié)約的能耗可供3000個家庭一年的取暖和照明,CO2排放減少35000噸,污染物向海洋的排放量減少50%;通過將廢物轉(zhuǎn)化為富含鎂的土壤改良劑硫酸鎂,增加產(chǎn)品效益,達到該工廠歷史上最好的經(jīng)濟效益。在英國格雷漢姆的熱利用項目節(jié)約7900萬瓦特能源,可供3 500個英國家庭的供電量,減排CO2 15 000噸,獲得英國產(chǎn)業(yè)環(huán)保大獎和英國化學工業(yè)聯(lián)合會低碳獎。

 

 再就是不斷創(chuàng)新,開發(fā)的自流型DELTIO®和紅外反射ALTIRIS®得獎的新產(chǎn)品鈦白,有助于全球范圍的可持續(xù)進步。現(xiàn)有收購加入的莎哈利本鈦白,無論是在廢物處置,還是廢酸回用上,均是硫酸法行業(yè)的佼佼者,而在1989年就成為世界第一個無廢物(no-dumping)鈦白粉生產(chǎn)企業(yè);遠景實現(xiàn)零排放。

 

 (3)克瑞斯托(Cristal Global)是于1986年經(jīng)過科美基技術(shù)許可建立的氯化法鈦白粉生產(chǎn)公司,于2007年收購美利聯(lián)鈦白業(yè)務,一躍成為全球第二大鈦白粉生產(chǎn)商(因亨茲曼的收購,已位列第三),生產(chǎn)量從全球的2%提高到12%。克瑞斯托將可持續(xù)發(fā)展作為長期的承諾,是每天工作的重要部分,并深深植入每一個部門。

 

 在美國俄亥俄鈦白粉生產(chǎn)的1廠和2廠安裝復合的尾氣排放系統(tǒng)和首創(chuàng)碳管理方法,從2009年開始就大幅度減少了一氧化碳和羰基硫的排放。澳大利亞工廠自1990年以來,噸鈦白減少了50%的CO2當量排放,因水是有價值的資源,自2000年其噸鈦白水耗降低35%,能耗降低25%。在英國的斯德林堡工廠投資3500英鎊用于環(huán)保項目改造,其目標是節(jié)約能耗、水耗,提高壓縮空氣、氮氣、蒸汽利用率;尾氣排放自1990以來降低92%,在2004年產(chǎn)量最高時,噸鈦白固廢排放降低6%,從2001年起其噸鈦白電耗降低10%,2012年獲得工業(yè)自然保護獎(INCA)。

 

 在法國的坦恩工廠自1990年以來二氧化硫排放減少了75%,白石膏用于水泥產(chǎn)品,紅石用于屋面材料。在巴西巴赫亞(Bahia)工廠通過用天然氣取代重油減少廢氣排放,從2008年到2012年,噸鈦白能耗降低12.2%,電耗降低14.9%,蒸汽降低22.4%。

 

 (4)康諾斯(Kronos)是全球硫酸法鈦白粉生產(chǎn)的先驅(qū),1916年開始從事硫酸法鈦白粉生產(chǎn)業(yè)務,在5個國家擁有6個鈦白粉生產(chǎn)基地,以其52.2萬噸生產(chǎn)能力,位于全球第四。其可持續(xù)發(fā)展在近100年來不僅與時俱進,工藝技術(shù)不斷創(chuàng)新,但也隨波逐流,舍棄祖輩的硫酸法,大力研發(fā)氯化法技術(shù),現(xiàn)氯化法鈦白生產(chǎn)占77%。

 

 在德國的尼爾庫森(Leverkusen)工廠,原拜耳硫酸法工廠,于1967年使用康諾斯自身氯化法專利在歐洲建立的工廠,75年配套建氯氣廠,79年用鐵礬生產(chǎn)硫酸氯化亞鐵(FeClSO4),85年建第二套氯化法生產(chǎn)裝置,89年與薩其賓合作廢酸濃縮,92年轉(zhuǎn)窯尾氣治理,96年用鈦鐵礦生產(chǎn),2012年通過托瓶頸氯化法產(chǎn)能達到16.5萬噸。

 

 在德國羅德漢姆(Nordenham)88年建設(shè)廢酸濃縮裝置,97年煅燒轉(zhuǎn)窯尾氣增設(shè)脫硫裝置,97年生產(chǎn)水漿鈦白。

 

 挪威工廠(Fredrikstad),1916年建立,70年鈦白產(chǎn)量1.7萬噸,76年增加到2.5萬噸,89年廢酸生產(chǎn)副產(chǎn)品后,產(chǎn)量擴大到3.0萬噸,97年煅燒轉(zhuǎn)窯尾氣安裝脫硫裝置,2011年托瓶頸產(chǎn)量增加到3.4萬噸,2012年天然氣代替90%的重油燃料。

 

 比利時工廠(Langerbrugge),1957年建廠,69年產(chǎn)量達到4萬噸,89年關(guān)閉硫酸法,改成4萬噸氯化法,2006年安裝5個圓筒倉,節(jié)約20%的包裝材料,2011安裝氯化尾氣脫硫裝置,2012年安裝熱電聯(lián)合體(CHP),2013年擴大后處理能力。

 

 加拿大工廠(Varennes)1936年建立,57年硫酸法1.35萬噸,60年擴到3.0萬噸,87年開始4.0萬噸氯化法生產(chǎn),94年硫酸法降低50%的產(chǎn)能,廢酸中和生產(chǎn)高質(zhì)量石膏,98年回收廢酸中和的二氧化碳產(chǎn)品,2005年生產(chǎn)氯化氧鈦(TiOCl),2010年生產(chǎn)硫酸氧鈦(TiOSO4)。

 

 美國工廠(Lake Charles),1988年開始計劃選擇具有原料運輸?shù)纳钏、鐵路、公路等,91年新工廠確定路易斯安那州建設(shè),92年8萬噸產(chǎn)量生產(chǎn),94年脫瓶頸產(chǎn)量10萬噸,2000年進一步優(yōu)化產(chǎn)量12萬噸,2008年技改擴能到15.6萬噸。

 

 (5)特諾(Tronox)公司在三個國家擁有4個鈦白粉生產(chǎn)廠,其前身為全球鈦白行業(yè)命運多舛的科美基公司,除杜邦外全部采用氯化法生產(chǎn)工藝的生產(chǎn)商,總產(chǎn)能46.2,去年生產(chǎn)38萬噸。該公司最早進入鈦白粉應當追溯1950年代中,世界氯化技術(shù)的開發(fā)期,其前身的美國鉀與化學品公司(Ampot)與鈦白粉早期的生產(chǎn)商拿波特(Laporte)合作開發(fā)氯化法鈦白粉生產(chǎn)工藝,65年建立的工廠1.6萬噸裝置效益不錯;加上該公司肥料原料中的磷礦、鉀礦經(jīng)營業(yè)績十分成功,1967年進入鈦白粉生產(chǎn)領(lǐng)域,迅速擴大該氯化法鈦白工廠的生產(chǎn)能力,至71年到達4.1萬噸,是除杜邦外氯化工藝技術(shù)開發(fā)成功的業(yè)主。

 

 此時鈦白粉的老前輩美國氰胺公司(American Cyanamid)、康諾斯(NL Kronos)、匹斯堡玻璃公司(PPG)、德國拜耳(Bayer)、法國塞恩(Thann & Mulhouse)、英國地奧賽(Tioxide)等正在為其已投入氯化法裝置效率與成本焦頭爛額時,科美基迅速出手技術(shù)許可給氰胺公司、原美利聯(lián)前身SCM、石原、印度卡拉拉、部分技術(shù)許可歐洲的康諾斯,以及現(xiàn)以在克瑞斯托沙特氯化法公司進行技術(shù)入股。但是,該公司整個氯化法工藝所使用的原料與裝置規(guī)模效應欠佳,為了增強鈦白業(yè)務的競爭力,多次收購參與硫酸法、氯化法、人造金紅石生產(chǎn)裝置的同業(yè)整合。

 

 98年收購歐洲拜耳鈦白粉兩個工廠的業(yè)務,并計劃在原尤廷根的拜耳工廠于83年因技術(shù)經(jīng)濟關(guān)閉停掉的2萬噸氯化法基礎(chǔ)上迅速建設(shè)新的氯化法鈦白裝置,2000年收購克米拉85年從氰胺公司重組的兩個鈦白工廠,其中的氯化法裝置也是科美基設(shè)計的。因投資回報及財務狀況不好,2006年科美基將鈦白粉業(yè)務剝離,成立新公司取名現(xiàn)在的特諾(Tronox),獨立經(jīng)營后因剝離時留下的環(huán)保費用與財務費用債務太大,經(jīng)營中無力承受,2009年申請破產(chǎn)保護,其業(yè)務繼續(xù)開展,F(xiàn)特諾擁有南非Namakawa,Kwazulu-Natal兩地兩個鈦礦和澳大利亞西部一個鈦礦,年產(chǎn)鈦礦75萬噸;在美國兩個生產(chǎn)廠、荷蘭一個、西澳一個,均是氯化法生產(chǎn)裝置;2013年生產(chǎn)鈦白粉38萬噸。

 

 (6)四川龍蟒(Lomon)擁有兩個生產(chǎn)基地,四川綿竹20萬噸,湖北襄樊10萬噸,共計30萬噸能力,2013年產(chǎn)量24萬噸,生產(chǎn)工藝硫酸法。該公司85年建立,生產(chǎn)小純堿,后改為飼料磷酸鹽與肥料磷酸鹽。2000年決策計劃進入鈦白粉領(lǐng)域,2003年4萬噸一期投產(chǎn)進入市場,2004年4萬噸產(chǎn)能達到后,迅速擴產(chǎn)。因產(chǎn)品質(zhì)量定位準確,廢酸利用效益顯著,亞鐵市場管道暢通,一改硫酸法鈦白粉過去質(zhì)量欠佳,廢副難于處理,且處理成本高等不可持續(xù)發(fā)展的窘境,其經(jīng)濟效益不僅可以杜邦比肩,甚至略勝一籌。自詡為硫-磷-鈦產(chǎn)業(yè)循環(huán)經(jīng)濟耦合的先進模式。

 

 (7)東佳(Doguide)集團,原山東淄博鈷業(yè),地方國企轉(zhuǎn)制,擁有金虹和東佳兩個生產(chǎn)點,年規(guī)模硫酸法16萬噸,從04-10年連續(xù)產(chǎn)量居中國大陸行業(yè)之首。最早從山東濟寧二化全套購入4000噸硫酸法鈦白裝置,因效益較好迅速發(fā)展起來,廢酸用于硫酸銨生產(chǎn)是該公司的比較特色。在環(huán)保節(jié)能多次受到各級政府獎勵。并與中科院積極投入熔鹽硫酸法工藝技術(shù)的開發(fā),完成中間試驗。

 

 (8)石原(Ishihara)日本石原公司自去年8月12日宣布因地方流通貨幣增高、高的基礎(chǔ)成本和規(guī)模效益等致命原因,關(guān)掉新加坡5萬噸氯化鈦白生產(chǎn)裝置,其公司鈦白粉產(chǎn)量從20.5萬噸降到15.5萬噸,F(xiàn)在的鈦白粉生產(chǎn)裝置在日本四日市。石原1920年9月建立,1954及建硫酸法鈦白廠,61年建硫酸銨裝置,63年建鈦黃粉裝置,71年建人造金紅石裝置,74年使用科美基技術(shù)1.2萬噸氯化法生產(chǎn)裝置投產(chǎn),同年建硫磺制酸裝置,83年建磁性氧化鐵生產(chǎn)裝置,89年新加坡氯化鈦白生產(chǎn)裝置3.6萬噸投產(chǎn),93年擴大到4.5萬噸,2012年宣布將產(chǎn)能擴大到7.2萬噸,同樣不幸的是2013年宣布關(guān)閉。不得不說石原是一個很優(yōu)秀的鈦白企業(yè),因局限在日本的自然資源,在廣義資源上做得可以讓同行借鑒,這不僅是由于石原的930牌號深入中國大陸鈦白人心,其精細化讓人肅然起敬。在可持續(xù)發(fā)展上,除顏料級產(chǎn)品外,精細化鈦白產(chǎn)品共分5類:超細鈦白、高純鈦白、光催化鈦白、脫硝劑鈦白、針狀級鈦白。

 

 廢副加工將廢硫酸、亞鐵等采用一個生產(chǎn)系統(tǒng)生產(chǎn)三個商標的產(chǎn)品:Gypsander®、Fix-All®、MT-V3®。一是石膏砂類土壤調(diào)節(jié)劑(Gypsander),二是重金屬吸附劑(Fix-All-Heavy metal absorber),三是有機揮發(fā)物分解劑(MT-V3-Iron oxide-based VOCs decomposer),四是復合劑(Combined Solution),即Gypsander®+ Fix-All®和Gypsander®+MT-V3®兩個產(chǎn)品復合使用。

 

 (9)佰利聯(lián)(Billion),原河南焦作化工總廠,1958年建廠因采煤產(chǎn)生的硫鐵礦生產(chǎn)硫酸開始,生產(chǎn)硫酸鋯鹽、硫酸鋁鹽產(chǎn)品,90年代開始生產(chǎn)硫酸法鈦白粉,2001年擴大到1萬噸,2006年擴大到4萬噸,其后將原有幾套小規(guī)模的硫鐵礦制酸裝置關(guān)掉,新建高效熱利用的兩套30萬噸硫磺制酸裝置,迅速擴大硫酸法鈦白粉產(chǎn)能達到15萬噸,正在建設(shè)6萬噸氯化法鈦白粉生產(chǎn)裝置和20萬噸回轉(zhuǎn)窯還原+電爐融分的高鈦渣裝置和鈦石膏用于石膏砌塊的生產(chǎn)線。自詡為硫-鈦耦合經(jīng)濟的先進模式。

 

 (10)中核鈦白(CHTi),即中核華原鈦白,90年代從捷克引進1.5萬噸的硫酸法生產(chǎn)線,在2003年擴產(chǎn)5萬噸后,因技術(shù)和財務狀況不佳,先后與山東東佳,南京金浦等公司進行多次重組未果后,2012年由安徽金星鈦白集團重組收購,金星2013年關(guān)掉江蘇鹽城2萬噸硫酸法裝置,加速整改優(yōu)化完善原華原甘肅生產(chǎn)基地和安徽馬鞍山基地,形成甘肅5萬噸前處理生產(chǎn)裝置和馬鞍山10萬噸全流程裝置,無錫后處理5萬噸裝置,預計鈦白粉全流程產(chǎn)能15萬噸。

 

 (11)克雷米亞鈦坦(Crimea TITAN),全稱烏克蘭柯瑞米婭鈦坦私營股份公司(Crimea Titan PJSC),號稱東歐最大的鈦白粉生產(chǎn)商,1969年建廠,71年生產(chǎn)磷銨肥料,73年生產(chǎn)硫酸鋁和硫酸銨,74年生產(chǎn)鐵紅顏料,79年投產(chǎn)4萬噸硫酸法鈦白粉生產(chǎn),90年代眾所周知的東歐劇變,產(chǎn)量下滑50%,生產(chǎn)難以為繼(與國內(nèi)國企一樣),1999年重組,2000年引入高效管理,半年改造,增加設(shè)備,收到很好的效果,利潤增漲19.7%,2001年上市,2002年質(zhì)量認證,產(chǎn)品升級換代,2003后新增硫酸銨裝置,關(guān)閉改造老硫酸系統(tǒng),增加磷銨生產(chǎn),規(guī)模達到12萬噸,2012年產(chǎn)量近11萬噸。

 

 (12)寧波新福(Xinfu),寧波新福鈦白粉科技有限公司,2000年于國家級寧波化工園區(qū)建立,起初生產(chǎn)非顏料級鈦白,從4千噸增漲1萬噸,2005年計劃新建2.5萬噸銳態(tài)型鈦白粉裝置,因具有無機化工產(chǎn)品生產(chǎn)更加廣義的資源優(yōu)勢,港口、市場、廢副銷售半徑,后在建設(shè)中改變計劃進行7萬噸能力完善工藝技術(shù)與申報手續(xù),2008年投產(chǎn)達標后,質(zhì)量、效益與廢副銷售均還有充分的余量,2010年再建5萬噸生產(chǎn)裝置,以便于產(chǎn)品種類的劃分和滿足客戶需要。

 

 在可持續(xù)發(fā)展上,一部分廢酸和七水亞鐵銷售到約100公里中國印染基地紹興用作印染工業(yè)堿性污水處理劑;一部分廢酸經(jīng)過新技術(shù)濃縮返回鈦白生產(chǎn)系統(tǒng),噸鈦白僅需要一噸蒸汽,并且可獲利100元;濃縮廢酸的一水亞鐵渣送入近臨的硫鐵礦制酸廠生產(chǎn)硫酸,產(chǎn)生的氧化鐵用作煉鋼鐵原料;2011收購園區(qū)內(nèi)一路之隔的原寧波硫酸廠,關(guān)閉原有10萬噸硫磺制酸裝置; 2013年采用化工園區(qū)內(nèi)鎮(zhèn)海煉化的液體硫磺建成投產(chǎn)60萬噸中國鈦白粉企業(yè)最大的硫酸裝置,采用熱電聯(lián)合體(CHP),配套發(fā)電與低溫熱回收系統(tǒng)(HRS),產(chǎn)生蒸汽百余萬噸送鈦白粉生產(chǎn),發(fā)電9600萬度/年,因采用液硫原料即節(jié)約熔硫蒸汽和硫磺包裝。

 

3 鈦白粉生產(chǎn)技術(shù)發(fā)展趨勢

就目前而言,鈦白粉的商業(yè)生產(chǎn)工藝也還是僅有硫酸法和氯化法。其自氯化法開始以來兩種工藝互為襯托與競爭,最早經(jīng)歷了產(chǎn)品質(zhì)量的較量,在大部分顏料用途上雙方產(chǎn)品不分伯仲均能達到同樣的效果;但在特殊用途領(lǐng)域互不相讓,如汽車領(lǐng)域照面漆(Top Coating)僅有氯化法的天下,而化學纖維(Synthetic fiber)同樣僅是硫酸法的地盤,而這些僅占有不到5%的鈦白份額。

 

   在經(jīng)歷了廢副排放、環(huán)境保護的工藝PK后,成本比較優(yōu)勢則在更加廣義的資源定義下需要重新審視。從原有的質(zhì)量、環(huán)保、健康、安全(QEHS)到循環(huán)經(jīng)濟和清潔生產(chǎn),再到低碳和可持續(xù)發(fā)展,已經(jīng)賦予了鈦白粉這些無機礦物加工對生產(chǎn)提出更高的要求,其對現(xiàn)有工藝技術(shù)要求更廣更高。

 

  尤其是全生命周期的能量消耗、如何科學的利用和調(diào)配生產(chǎn)原理中的化學能量和達到碳足跡下最低碳排放量,使其礦資源中的元素“榨干吃盡”。如前所述,全球鈦白粉主要生產(chǎn)商的發(fā)展過程,無論氯化法還是硫酸法在眼下可持續(xù)發(fā)展的背景下,正如亨茲曼提出的人、地球、效益以及康諾斯的主管所說,取少造多一樣(Taking Less To Make More),即是減排降耗,提高效益,更是資源用足用盡;值得今天中國大陸鈦白粉從業(yè)者借鑒。今后其主要生產(chǎn)技術(shù)發(fā)展趨勢為:

 

1、無論采用硫酸法還是氯化法,如何經(jīng)濟地分離鈦鐵礦中的鐵元素并作為資源加工成市場對路且能消化掉的產(chǎn)品。

2、如何科學的將鈦鐵礦中的第三大元素鎂利用起來,尤其是攀西礦鎂、鈣含量較高。通常鎂在4%~6%,以攀西礦年產(chǎn)250萬噸,則高限計算每年有15萬噸進入鈦白生產(chǎn)并被當做廢物拋棄。

3、氯化法生產(chǎn)中科學的回收氯化渣中未反應的鈦原料和回收并分級利用其中未反應的石油焦,回收液作為產(chǎn)品進行耦合加工。

4、氯化尾氣、硫酸法酸解尾氣和煅燒尾氣增加脫硫裝置,采用經(jīng)濟的脫硫劑。

5、硫酸法廢酸濃縮采用低成本高效的手段,調(diào)度酸解反應熱和酸中熱化學位能,降低能量消耗,增加效益。

6、將硫酸法硫酸亞鐵中的鐵和硫的元素資源價值最大化。

7、污水處理效率化、資源化、經(jīng)濟化。

8、生產(chǎn)裝置效益化,礦耗、酸耗、電耗、能耗、水耗、人工及成本最低化。

 
 
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