对我国氯化法钛白工艺发展的思考3阳极拖车

对我国氯化法钛白工艺发展的思考(3)

3、氯化法与硫酸法钛白生产的比较

从世界范围来看，近20年来，世界钛白工业生产方法也有了较大的改变。进入20世纪80年代，由于各国环保法规的强化和用户对产品质量要求的提高，相继关闭了部分硫酸法钛白粉厂，加快了发展氯化法钛白的步伐。80年代后期起，世界钛白总生产能力中氯化法钛白所占比例增长速度明显加快：1970年仅占23％，1980年为29％，1990年猛增至47％okmart.com。到1999年达56％，超过了硫酸法。90年代以前，国际上一直是硫酸法占主导地位的钛白工业，到1992年，氯化法与硫酸法平分秋色，之后就转为氯化法占主导地位。氯化法较硫酸法有以下优势：干法生产，技术先进、流程短、工序少；易实现连续化、自动化，单套装置产能大、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。但也存在一些问题，氯化法钛白生产技术难度大，研究开发形成产业化生产需巨额投资。如原料要求高、价格高；技术难度高；设备要求高、维修难，关键设备结构复杂，要求采用耐高温、耐腐蚀、抗氧化的特殊材料；二氧化钛粒子易堵塞设备，除疤问题难解决；操作控制系统复杂等。所以，我国目前仅攀锦钛业一家有氯化法钛白粉生产能力。但是，用氯化法生产钛白粉能够从根本上解决我国钛白粉产业存在的污染问题，应积极推广。

4、我国氯化法钛白生产技术现状

我国钛白生产经过40多年的努力，也有了较大的发展，其发展可分为以下几个阶段，20世纪80年代以前截至80年代末与国外先进水平相比，我国大部分钛白生产厂家为硫酸法生产工艺，在工艺技术、生产装备、自控监测、“三废”治理等方面与国外先进水平还有相当的差距。90年代初，我国通过不同的渠道，从东欧国家引进类似的硫酸法钛白生产工艺，建起了国内一流的硫酸法钛白生产装置，它们分别是中核华原钛白股份有限公司、重庆渝港钛白粉有限公司和济南裕兴化工总厂，通过十几年的艰苦努力，在各生产厂家及设计研究单位的共同努力下，已掌握了硫酸法钛白生产的技术。

我国从20世纪60年代开始开发氯化法钛白生产工艺，先后在厦门电化厂建设年产1000t和天津化工厂建设年产3000t装置的工艺，也生产出相当于日本石原公司r820牌号的产品，目前都已停产。

在90年代我国锦州铁合金(集团)有限公司通过技术咨询联合设计的方式建起了锦州铁合金厂1.5万t／a氯化法钛白装置，建成后的装置是迄今为国内唯一的氯化法钛白生产线。这套装置经过十几年的艰苦攻关，现已基本达到设计要求，并于2002年与攀钢集团合资经营，2003年4月经国家涂料监督检验中心检测，产品的主要指标已基本达到杜邦公司r902的实物水平。但是，国内氯化法钛白的生产，其核心技术和部分关键设备的制造，仍有大量的工作需要完成，如适合沸腾氯化炉的开发和沸腾氯化的富钛料产业化、四氯化钛氧化技术、氧化炉和a1c13发生器的完善。锦州钛业2003年开始筹建30000t／a的氯化法钛白工程，拟引进国外大型氯化法钛白关键技术进行扩建改造。新建项目采用氯化法钛白生产工艺，要吸取锦州氯化法已有的经验和教训，进行工程基础设计，力求达到技术先进，稳妥可靠。

目前中国已知的氯化法钛白粉拟建项目，除杜邦20万t／a项目已通过环评外，还有在筹备中的阿斯创钛白9万t／a、河南兴茂钛业6万t／a、佰利联6万t／a、江苏太白集团3万t／a项目以外，还有湖南株洲化工集团计划的3万t／a项目、承德2.7万t／a和费县1．5万妇合资项目，云南新立有色金属有限公司的6万t／a项目(已委托东华工程公司设计)，攀渝钛业也有望成为涵盖上中游产业链(高品位钛渣、四氯化钛、海绵钛)的大型钛业企业。

我国硫酸法钛白生产能力(包括在建厂能力)现在己超过100万t／a，这规模已相当可观，在今后几年问应集中力量建设氯化法钛白粉厂，并力争在杜邦东营厂投产之前建成，先占领国内一定份额的市场。这应是“十一五”发展我国钛白工业要下的重要一步棋。杜邦公司拥有雄厚的资金和技术，与其竞赛，我们是处于劣势，要取胜，只能走我们自己的路，这条路就是“十五”计划我国建设钛白工业实践经验得出的路线——以自力更生为主，打破国外大公司实行氯化法钛白技术垄断，采取消化吸收国产化办法由国内提供装置装备和材料，在外国公司为抢占市场已开始进军中国钛白粉产业，尚未在中国站稳脚跟以前积极推进氯化法钛白粉厂建设成为当务之急。

表2硫酸法和氯化法工艺比较

项目

硫酸法

氯化法

产品质量

更好的过程控制和完善的包膜技术缩小了原始质量的不良差异。现在，除了约10％的应用范围外，产品可与氯化法钛白一争高下。

由于ticl4中间产品通过蒸馏可达到很高的纯度，因此产品质量通常较好。在涂料工业中可获得更好的“质量效果”，但用户

不必支付不必要的额外费用。最终产品可能由于微量的吸附氯和hcl，因此可能具有微腐蚀性，这可能在某些应用方面成为障碍。

产品类型

生产商可随意生产锐钛型钛白或生产金红石型钛白。

只能生产金红石型钛白。转变成锐钛型钛白需要作进一步的处理，这样需要增加额外成本。尽管如此，锐钛型钛白的价格还略低于金红石型产品。

技术

时间长、资料完备，新的生产商易于采用。但需要在水解和煅烧工艺段进行精确控制以确保钛白所需的最佳粒度。

技术相又寸较新。优化氧化工艺段仍有很多商业和技术秘密。只有杜邦和kerr-mcgee曾向外界提供过ticl4氧化技术。只有杜邦证明了氯化原料配料tio2品位低于70％的技术可能性，而且该诀窍至今未被其它集团商业化。

原料

钛铁矿，价格相对较低且稳定。钛渣，由于冶炼能耗成本，价格已经上涨，但与其他原料相比品质较好。

钛铁矿／白钛石，价格相对较低且稳定。钛渣或人造金红石，两者都可获得，但价格已经上涨。金红石，相对较贵，并随供给变化和／或钛金属生产和其它运用的需求异常而出现价格波动。

其他原材料

硫酸，如果从煤气／黄铁矿有色金属冶炼副产品获得，无论是当地供给还是从外地购进，通常都较便宜。生产商的成本随元素硫原料的价格波动而波动。

废铁，与钛铁矿原料一起使用，用以促进绿矾的析出。

氯气，价格随能耗成本和共生产品苛性钠的需用情况而变化。在以金红若为原料的工厂中，大部分氯气都得以循环使用，所以高成本对其几乎没有影响。而对于使用低品位原料的工厂，氯气要多出10倍以上，因此获得廉价的氯气是关键因素。

石油焦、氧气、氦气和氯化铝。

污染与废物处理

如以钛铁矿为原料，一般每生产1t钛白，将产生3～4t绿矾(红泥)和8t废酸。如以钛渣为原料，将不存在绿矾问题，废酸量也将减少25％～50％。

如以金红石为原料，废物排放量很低。降低污染的重担有效地落到了原料生产商的肩上，因此原料价格较高。如杲使用低品位的原料，每生产1t钛白，可产生高达1．6t的fecl3。

工厂安全

主要危险来自于热浓硫酸的处理和tio2粉尘。后者涉及到呼吸系统损坏和自爆。

主要危险来源于氯气和高温下的ticl4气体。还有tio2粉尘损伤呼吸系统和自爆的危害。

投资

4500~5500美元t/a，其中其中废物处理设施费用要占10％～15％。

4000～5000美元t／a。需要昂贵的高性能防腐蚀设备和设施。

生产和能源成本

每生产1t钛白需电2500～3000kwh,，现场硫酸厂燃烧硫磺或黄铁矿产生的副产品蒸汽价值约每产1t硫酸20美元，相当于每吨钛白50~85美元。

每生产1t钛白需电1500~1800kwh,，在无商品氯气供给的情况下，还要另加现场氯碱装置的能耗。

人力成本

高达40％～70％，因为该技术主要是间歇式生产。在劳动力成本相对较低的地方，该成本差异不那么重要。

人力水平较低，因为该工艺主要是连续式生产，易于实现自动控制。操作人员和维护人员需要有较高的技能水平和受过良好的培训。

其他运营成本

需要更多的蒸汽和大量的工艺水。废物处理／处置成本一般较高，但如果废物转化成可销副产品，则成本可降低。

即使产生大量的fecl3，成本也较低。废物处置在深井中，或用船运到海上倾倒，或转化成可销产品。

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