鈦白的綠色生產(chǎn)（1）

目前全球二氧化鈦的年生產(chǎn)量超600萬噸，其中決大多數(shù)用于顏料。由于其高折射率，良好的光學(xué)穩(wěn)定性和化學(xué)惰性，二氧化鈦廣泛地使用在油漆，橡膠塑料，造紙，化妝品等工業(yè)領(lǐng)域。除了常規(guī)的顏料應(yīng)用之外，二氧化鈦也被用于其它工業(yè)領(lǐng)域，如能源，制藥，環(huán)境和電子材料。

    有兩種工業(yè)方法來生產(chǎn)顏料二氧化鈦：硫酸法和氯化法。

    硫酸法是用于生產(chǎn)銳鈦型和金紅石型二氧化鈦的第一種方法。該方法用濃硫酸溶解鈦鐵礦(FeTiO3, 含40%到65 %的TiO2)，鈦渣(含75％到85％TiO2), 或兩者按一定比例搭配的混合物。通過不溶性雜質(zhì)的分離, 得到鈦的硫酸溶液。加入合適的晶種并加熱沸騰來實現(xiàn)水合二氧化鈦沉淀。將所得沉淀物過濾和洗滌除去酸和可溶性雜質(zhì)。水合二氧化鈦經(jīng)高溫煅燒得到顏料二氧化鈦初品。氯化過程需要使用比硫酸法更純的鈦礦。鈦礦首先在有碳的條件下與Cl2發(fā)生氯化反應(yīng), 所得的四氯化鈦通過蒸餾純化。四氯化鈦經(jīng)高溫氧化生成二氧化鈦。未經(jīng)處理的顏料二氧化鈦初品, 通過球磨機或砂磨機分散在水中以確保消除由燒結(jié)聚集體組成的過大顆粒。分散劑通常用來促進二氧化鈦在水中的分散。

    在此之后, 生產(chǎn)過程通常對二氧化鈦粒子進行無機包膜, 再經(jīng)過洗滌, 過濾, 干燥, 氣粉等工序生產(chǎn)出TiO2產(chǎn)品。

    鈦白的生產(chǎn)從本質(zhì)上是從低純度的礦石中(主要是鈦鐵礦: FeOTiO2)提取TiO2。雖然鈦鐵礦的主要雜質(zhì)是鐵，但也含有其他金屬雜質(zhì)包括錳、鉻、釩、鋅、銅、鉛、鎳，以及較小程度的鎘和汞。

    二氧化鈦的兩種生產(chǎn)方法是用硫酸或者氯氣從礦石中提取二氧化鈦。硫酸法過程通常需要使用超過3噸的酸來生產(chǎn)1噸二氧化鈦。而歷史上所有這些酸和金屬雜質(zhì)都被排放到水中。雖然氯化物過程中的大部分氯是循環(huán)的，但反應(yīng)雜質(zhì)是作為金屬氯化物排出。兩種生產(chǎn)方法都有大量有害氣體產(chǎn)生。

工業(yè)廢水的產(chǎn)生與排放也引起了極大的關(guān)注。在過去的幾十年中, 二氧化鈦生產(chǎn)中的環(huán)境問題已發(fā)生了非常積極的變化, 綠色生產(chǎn)的環(huán)境理念已在歐美等國家廣泛接受。