氯化法工藝成為鈦白粉行業未來發展趨勢

1、鈦白粉工藝路線

鈦白粉的化學名稱為二氧化鈦，商用名稱為鈦白粉，化學分子式為TiO2。鈦白粉具有高折射率，理想的粒度分布，良好的遮蓋力和著色力，是一種性能優異的白色顏料，廣泛應用于涂料、橡膠、塑料、造紙、印刷油墨、日用化工、電子工業、微機電和環保工業。

根據中研普華研究院撰寫的《2023-2028年中國鈦白粉行業深度分析與發展前景預測報告》顯示：

鈦白的生產方法有硫酸法、氯化法、鹽酸法等多種，主流生產工藝有硫酸法和氯化法兩種工藝路線。

硫酸法：1916年，硫酸法鈦白粉在歐洲首先實現工業化生產，目前是最成熟的鈦白粉生產工藝。硫酸法是用鈦精礦或酸溶性鈦渣與硫酸反應進行酸解反應，得到硫酸氧鈦溶液，經水解得到偏鈦酸沉淀;再進入轉窯煅燒產出TiO2。硫酸法以間歇法操作為主，生產裝置彈性大，利于開停車及負荷調整。但其工藝復雜，需要近二十幾道工藝步驟，每一工藝步驟必須嚴格控制，才能生產出最好質量的鈦白粉產品，并滿足顏料的最優性能。硫酸法既可生產銳鈦型產品，又可生產金紅石型鈦白粉。

硫酸法是一種相對落后的工藝過程，采用非連續生產，流程復雜，需要近二十幾道工藝步驟，排放廢棄物較多。晶型轉變需更多操作步驟，采用的焚燒工藝需要消耗大量能源。由于環保要求的逐步提高，歐美國家硫酸法鈦白粉生產工藝逐漸退出市場，但是造紙、化纖、搪陶瓷、化妝用品等行業對硫酸法生產的銳鈦型鈦白粉依然保持旺盛的需求，這也為國內銳鈦型鈦白粉提供了生存的空間。

硫酸法可以同時生產銳鈦型及金紅石型鈦白粉，但主要以金紅石型為主。銳鈦型鈦白粉粒子粗糙、分布不均，性質相對不穩定，容易泛黃粉化，主要用于室內涂料產品以及工業用途，銳鈦型鈦白粉經過煅燒后可以得到金紅石型鈦白粉，但需要消耗一定的能源進行煅燒加工，且工藝不連續，在生產流程上帶來一定的不便。

圖表：硫酸法鈦白粉工藝流程

資料來源：中研普華產業研究院整理

氯化法：氯化法是用含鈦的原料，以氯化高鈦渣、或人造金紅石、或天然金紅石等與氯氣反應生成四氯化鈦，經精餾提純，然后再進行氣相氧化;在速冷后，經過氣固分離得到TiO2。該TiO2因吸附一定量的氯，需進行加熱或蒸汽處理將其移走。該工藝簡單，但在1000℃或更高條件氯化，有許多化學工程問題如氯、氯氧化物、四氯化鈦的高腐蝕需要解決，再加上所用的原料特殊，較之硫酸法成本高。氯化法生產為連續生產，生產裝置操作的彈性不大，開停車及生產負荷不易調整，但其連續工藝生產，過程簡單，工藝控制點少，產品質量易于達到最優的控制。再加上沒有轉窯煅燒工藝形成的燒結，其TiO2原級粒子易于解聚，所以在表觀上人們習慣認為氯化法鈦白粉產品的質量更優異。

圖表：氯化法鈦白粉工藝流程

資料來源：中研普華產業研究院整理

鹽酸萃取法：鹽酸萃取工藝以鈦鐵礦粉為原料，采用鹽酸溶解鈦鐵礦粉，分離出不溶固相物后得到氯化鐵和二氯氧鈦混合溶液。將分解液中的高價鐵經過NaClO3還原為低價鐵，冷卻、結晶后并分離出FeCl2。將分離后的鈦液進行溶劑萃取液液分離，經萃取提純后的氯化氧鈦溶液經過多次萃取-反萃取凈化，蒸出部分水分進行濃縮，最后得到富含鈦的二氯氧鈦液體直接進入鈦白合成裝置中，加入氫氧化鈉溶液沉淀，后處理即可得到高質量的鈦白粉。生產過程中，鹽酸和萃取劑可以回收和循環利用，副產物FeCl2經過焙燒后回收利用。

與傳統方法相比，用鹽酸法制鈦白粉具有獨特的優勢。該工藝在鈦白粉制備過程中產生的副產物FeCl2/FeCl3可通過熱水水解轉化為氧化鐵再利用，同時生成的鹽酸可返回鈦白粉生產主線，這就避免了硫酸法生產過程中的副產物硫酸亞鐵無法處理而帶來的環保壓力;另外萃取劑也可實現循環利用。因此，鹽酸法鈦白粉是一種環保清潔的生產工藝。

2、工藝路線分析

根據美國國家地質勘探局(USGS)數據，2020年鈦白粉全球產能約840萬噸/年，我國鈦白粉產能占比為47.6%;按生產工藝來看，2020年全球硫酸法和氯化法分別占比43%和57%，硫酸法產能主要集中在中國，歐美國家鈦白粉工藝均以氯化法為主。

現階段，海外鈦白粉生產多以氯化法為主，而我國仍以成本較低的硫酸法為主。根據中國化工報數據，2021年國內鈦白粉產量379萬噸，硫酸法與氯化法分別占比90.08%、9.92%。

圖表：國內仍以硫酸法工藝為主

數據來源：中國化工報，中研普華產業研究院整理

目前國內只有中信鈦業、龍佰集團、攀鋼釩鈦、宜賓天原、云南新立等五家公司應用了氯化法技術。隨著未來氯化法產能新建，預計2024年我國氯化法產能占比將達到20%左右。

3、政策要求使氯化法工藝成為鈦白粉行業發展趨勢

與硫酸法生產鈦白粉相比，氯化法生產的鈦白粉純度更高、工藝流程短、設備小、占地面積小、操作連續化效率高、氯氣閉路循環利用、“三廢”排放少等優點。

國家發改委2019年11月頒布并自2020年1月1日起施行的《產業結構調整指導目錄(2019年本)》，限制新建硫酸法鈦白粉，鼓勵新建單線產能每年3萬噸及以上的氯化法鈦白粉生產線。面對國內環保政策縮緊的情況，氯化法制造鈦白粉對硫酸法替代空間巨大。

欲了解更多行業的市場數據及未來行業投資前景，請點擊查看中研普華產業院研究報告《2023-2028年中國鈦白粉行業深度分析與發展前景預測報告》。