《全球铁合金网》2011-8-5:硫酸法是钛白粉生产的一种工艺,其主要特点是流程长、工序多,产品能耗高,尤其是半成品在锻烧过程中产生大量的高温烟气。在国内每生产1吨钛白粉排放2.0万~2.5万m3的烟气。其中,转窑锻烧是硫酸法钛白粉生产中的关键工序,锻烧过程是把含有一定水分的偏钛酸,通过锻烧完成物料干燥、脱水、脱硫、晶型转化、粒子成长等一系列物理化学过程,最终转变成具有颜料性能的钛白粉。由于锻煤温度高,通常在940℃~980℃之间,因此,窑尾排放大量的高温烟气,对环境的污染比较严重。
中国使用硫酸法制钛白粉始于1955年,一些研究机构开始了硫酸法的系统研究。1956年在上海、广州和天津等地开始用硫酸法生产钛白粉,钛白粉工艺以生产搪瓷和电焊条起步,产品产量低,质量差。直到1958年才制成涂料用A型钛白粉。
进入二十世纪70年代初,东华工程科技股份有限公司设计了湖南永利化工股份有限公司2500吨/年钛白粉工程,该项目是国家投资和正规设计的第一套硫酸法钛白装置。标志着我国硫酸法制钛白粉工艺正式走入正轨,达到国家技术生产要求。二十世纪80年代中期,利用“攀枝花钒钛磁铁矿资源综合利用”科技攻关中取得的硫酸法钛白粉开发成果,我国钛白粉行业迈入年生产规模5000吨级,产品品种转为以生产涂料用颜料级钛白粉为主。我国的硫酸法制钛白粉建设走向了第一个发展高峰。
进入二十世纪90年代初期,重庆渝港钛白粉股份有限公司、中核华原钛白粉股份有限公司、济南裕兴化工总厂相继从国外引进了年产1.5万吨钛白粉能力的三套硫酸法生产钛白粉装置。这三套装置,技术先进,改进了中国钛白粉企业仅能生产低档锐钛型钛白粉、小规模生产方式的落后面貌。提高了我国的钛白粉行业的生产产量与质量。二十世纪90年代中期,东华工程科技股份有限公司与美国巴伦国际咨询公司合作对国内钛白粉企业进行一系列改造,使质量,产量和效益同步上升。先后完成了铜陵安纳达钛白粉有限公司、重庆新华化工厂、攀钢钛业公司钛白粉厂的装置改造,取得了一系列成果,这一时期可以称作中国硫酸法钛白粉行业发展史上的“技术成长期”。
但是硫酸法的技术改造并不能满足我国对环境保护的要求,“十二五”期间我国出台了节能减排工作方案,方案指出将逐渐转变经济发展方式、加快经济结构战略性调整,要继续把节能减排作为调结构、扩内需、促发展的重要抓手,作为减缓和适应全球气候变化、促进可持续发展的重要举措,进一步加大工作力度,务求取得预期成效。随着国家对节能减排的要求越来越高,原有的硫酸法生产钛白粉的工艺已经不能满足日益提高的环境保护标准,钛白粉行业“老大”山东东佳集团和“老三”四川龙蟒集团先后上市未果,原因只是硫酸法制钛白粉属于“双高”产业,即高污染、高能耗。国家产业政策“鼓励发展氯化法钛白粉生产工艺,限制发展硫酸法钛白粉生产工艺”。这也是阻碍钛白粉企业上市最主要的原因。
步入21世纪,我国钛白粉工业迎来了第二个高峰期。以攀钢钛业集团为龙头兼并重组的中国第一个万吨级氯化法钛白粉工厂——攀钢集团锦州钛业有限公司已达到年产金红石型钛白粉1.5万吨钛业集团。氯化法是指用从含有至少百分之九十的二氧化钛的矿石中纯化出二氧化钛的方法。在此过程中,原料会和碳在氯气中加热到900度,产物是四氯化钛和碳氧化物。接着,利用蒸馏来纯化出四氧化钛,再加入氧来将其氧化,最后便可以得到纯化了的钛白粉。氯化法较硫酸法技术先进、流程短、工序少;易实现连续化、自动化,劳动生产率高;排出废物少、氯气循环利用、三废污染少;产品消色杂质少、粒径均匀、消色力大、分散性好,质量好;能耗低、生产成本低,经济效益好等优势。
然而氯化法在技术水平、工艺流程与硫酸法差别很大,对生产技术和装备材质的要求都非常高,而国内绝大多数钛白粉企业达不到这种技术水平。而且我国并没有自主生产的核心技术,关键技术又难以引进。这是氯化法工艺未能在我国推广的重要原因。目前锦州钛业有限公司拥有中国大陆迄今为止唯一的氯化法钛白粉生产线,1994年这套氯化法钛白生产装置建成。但由于该项目技术的复杂性,加之核心技术和关键设备引进不完全,致使该套装置试车过程困难重重。经过多年的技术摸索和攻关,生产工艺难题逐个被破解,经过近20年的努力,才逐步实现了装置的建成投产、达产和连续运行。但随着市场经济和国家的政策的推动,锦州钛业公司已经不再是唯一一家掌握氯化法生产钛白粉技术的企业。
2011年7月15日河南佰利联成功上市,率先启动氯化法生产钛白粉项目,据悉这项6万吨/年氯化法钛白粉生产线项目的实施,将使公司钛白粉产能达到14万吨/年,减少污染并提高资源的综合利用效率。氯化法制钛白粉项目将不再是“一枝独秀”而成为“花开并蒂”,当然中国钛白行业的发展并不会止步于此,我们希望会相继有第三家、第四家钛白粉企业能够突破技术壁垒,成功使用氯化法生产出高质高量的钛白粉,这不仅是国家政策的环境保护的要求,同时也是我国自己研发的创新能力的不断提升,打破外国企业对我的技术封锁,振兴民族企业。