钛白粉基本概况一、名词解释钛白粉化学名称为二氧化钛（Titanium Dioxide），化学式为TiO2,是一种白色粉末状物，在一般情况下与大部分物质不发生反应。

属于惰性颜料，被认为是目前世界上性能最好的一种白色颜料。

二、二氧化钛的结晶1、在自然界中二氧化钛有三种结晶：板钛型、锐钛和金红石型。

2、钛白粉三种结晶的区别：A、板钛型由于其晶体结构不稳定，所以在自然界中不能长期稳定存在，所以量小不具有工业价值而未被使用。

而金红石型更趋向稳定。

B、金红石与锐钛产品粒径分布存在差异：由于金红石型产品晶型更趋向六面体，比较锐钛更容易分散均匀，其所形成的团聚物更加均匀。

粒径分布更为窄。

C、虽然金红石与锐钛硫酸法生产的工艺基本类似，但是具体参数存在很大的差别。

D、锐钛产品只能用硫酸法进行生产，但是金红石产品现在有硫酸法与氯化法两种。

E、最后才是包膜的区别：锐钛产品基本在煅烧结算，经过雷蒙磨破碎之后进行包装销售，而金红石产品为了更好的提高其分散，耐候等特性，在煅烧后使用氧化铝或者锆进行表面处理，帮随同时的还有进行部分的有机处理。

三、钛白粉的分类钛白粉颜料共分两个类型(锐钛和金红石)，5个品种(A1，A2，R1，R2和R3)，其中：A1指未经无机表面包膜处理的锐钛型钛白粉，其TiO2含量不低于98%;A2指经过无机表面包膜处理的锐钛型钛白粉，其TiO2含量不低于92%;R1指TiO2含量不低于97%的金红石型钛白粉，通常不经过无机表面包膜处理或经过微量的无机包膜处理;R2指TiO2含量不低于90%的金红石型钛白粉，具有较理想的综合光学和应用性能，是用途最广的一类产品;R3指TiO2含量不低于80%的金红石型钛白粉，通常都经过高包覆量的Al2O3/SiO2包膜处理，包膜层呈疏松多孔状，具有高吸油量和低密度，适用于需要干遮盖的高颜料体积浓度（PVC）的平光体系。

类型基本要求指标A1 A2 R1 R2 R3TiO2含量%≥98 92 97 90 80 105°挥发物，%≤0.5 0.8 0.5 商定水溶物，%≤0.6 0.5 0.6 0.5 0.7筛余物(45µm)，％≤0.1 0.1 0.1 0.1 0.1类型条件要求指标A1 A2 R1 R2 R3颜色a 与商定的参比样相近散色力a 商定在（23±2）℃和相对湿度（50±5）%下预处理0.5 0.8 0.5 1.5 2.524h后105°挥发物，%b≤水悬浮PH值商定吸油量商定水萃取液电阻率商定四、钛白粉的应用颜料级钛白粉主要应用于涂料、造纸、塑料、橡胶、印刷油墨、化学纤维等行业，锐钛型适用于制造室内用涂料和制品，金红石型适用于制造室外用涂料和制品，非颜料级钛白粉主要应用于搪瓷、电容器、电焊条等。

涂料行业是钛白粉的最大用户，特别是金红石型钛白粉，大部分被涂料工业所消耗。

用钛白粉制造的涂料，色彩鲜艳，遮盖力高，着色力强，用量省，品种多，对介质的稳定性可起到保护作用，并能增强漆膜的机械强度和附着力，防止裂纹，防止紫外线和水分透过，延长漆膜寿命。

涂料用钛白粉的质量要求： A、白度好；B、研磨润湿性好；C、耐候性好；D、化学稳定性好；E、粒度小，遮盖力大，消色力高，不透明度和光泽度好。

塑料行业是第二大用户，在塑料中加入钛白粉，可以提高塑料制品的耐热性、耐光性、耐候性，使塑料制品的物理化学性能得到改善，增强制品的机械强度，延长使用寿命。

造纸行业是钛白粉第三大用户，作为纸张填料，主要用在高级纸张和薄型纸张中。

在纸张中加入钛白粉，可使纸张具有较好的白度，光泽好，强度高，薄而光滑，印刷时不穿透，质量轻。

造纸用钛白粉一般使用未经表面处理的锐钛型钛白粉，可以起到荧光增白剂的作用，增加纸张的白度。

但层压纸要求使用经过表面处理的金红石型钛白粉，以满足耐光、耐热的要求。

油墨行业：高级油墨中不可缺少的白色颜料。

含有钛白粉的油墨耐久不变色，表面润湿性好，易于分散。

油墨行业所用的钛白粉有金红石型，也有锐钛型。

纺织和化学纤维行业是钛白粉的另一个重要应用领域。

化纤用钛白粉主要作为消光剂。

由于锐钛型比金红型软，一般使用锐钛型。

化纤用钛白粉一般不需表面处理，但某些特殊品种为了降低二氧化钛的光化学作用，避免纤维在二氧化钛光催化的作用下降解，需进行表面处理。

橡胶：既作为着色剂，又具有补强、防老化、填充作用。

在白色和彩色橡胶制品中加入钛白粉，在日光照射下，耐日晒，不开裂、不变色，且伸展率大及耐酸碱。

橡胶用钛白粉，主要用于汽车轮胎以及胶鞋、橡胶地板、手套、运动器材等，一般以锐钛型为主。

但用于汽车轮胎生产时，常加入一定量的金红石型产品，以增强其抗臭氧和抗紫外线能力。

化妆品：由于钛白粉无毒，远比铅白优越，所以各种香粉几乎都用钛白粉来代替铅白和锌白。

香粉中只须加入 5-8%的钛白粉就可以得到永久白色，使香料更滑腻，有附着力、吸收力和遮盖力。

在水粉和冷霜中钛白粉可减弱油腻及透明的感觉。

其他各种香料、防晒霜、皂片、白色香皂、剃须膏和牙膏中往往也用钛白粉。

五、钛白粉的生产工艺钛白粉的生产工艺主要有硫酸法和氯化法2种。

1、硫酸法硫酸法是用钛精矿或酸溶性钛渣与硫酸反应进行酸解反应，得到硫酸氧钛溶液,经水解得到偏钛酸沉淀;再进入转窑煅烧产出TiO2。

硫酸法以间歇法操作为主，生产装置弹性大，利于开停车及负荷调整。

但其工艺复杂，需要近二十几道工艺步骤，每一工艺步骤必须严格控制，才能生产出最好质量的钛白粉产品，并满足颜料的最优性能。

硫酸法既可生产锐钛型产品，又可生产金红石型产品。

硫酸法：钛白生产流程口诀（二十三道主要工序）干预酸沉过结亚、控钛水一漂二盐、隔煅雷浸湿表三、闪汽（详解：干燥－预混合－酸解－沉降－过滤－真空结晶－亚铁分离－控制过滤－钛液分离－水解－一洗－漂白－二洗－盐处理－压滤－煅烧－浸取－润湿－表面处理－三洗－闪蒸干燥－汽流粉碎－包装）主要反应方程式：酸解：FeTiO3+H2SO4 →Ti(SO4)2+FeSO4+H2O水解：TiSO4+H2O →TiO(OH)2+H2SO4煅烧：TiO(OH)2 →TiO2+H202、氯化法氯化法是用含钛的原料，以氯化高钛渣、或人造金红石、或天然金红石等与氯气反应生成四氯化钛，经精馏提纯，然后再进行气相氧化；在速冷后，经过气固分离得到TiO2。

该TiO2因吸附一定量的氯，需进行加热或蒸气处理将其移走。

该工艺简单，但在1000℃或更高条件氯化，有许多化学工程问题如氯、氯氧化物、四氯化钛的高腐蚀需要解决，再加上所用的原料特殊，较之硫酸法成本高。

氯化法生产为连续生产，生产装置操作的弹性不大，开停车及生产负荷不易调整，但其连续工艺生产，过程简单，工艺控制点少，产品质量易于达到最优的控制。

再加上没有转窑煅烧工艺形成的烧结，其TiO2原级粒子易于解聚，故所所以在表观上人们习惯认为氯化法钛白粉产品的质量更优异。

六、钛白粉涉及的标准1、钛白粉颜料的国家标准：GB/T 1706-2006 （A1、A2；R1、R2、R3）2、国际标准：ISO 591（ISO 591-1；2000（E）分级）3、美国材料与实验协会标准ASTM：D 476（ASTM：D476-00分级）4、日本工业标准：JIS K5116七、钛白粉的物化性质(Physical Properties)1、TiO2(W%)：≥90；2、白度（与标准样比）：≥98%；3、吸油量(g/100g)：≤23；4、PH值：7.0~9.5；5、105℃挥发份(%)：≤0.5；6、消色力（与标准样比）：≥95%；7、遮盖力(g/m2)：≤45；8、325目筛余物：≤0.05%；9、电阻率：≥80Ω·m；10、平均粒径：≤0.30μ·m；11、分散性：≤22μ·m；12、水溶物(W%)：≤0.513、密度4.2314、沸点2900 ℃15、熔点1855 ℃（只有金红石型二氧化钛有熔点和沸点，金红石型二氧化钛的熔点为1850℃、空气中的熔点(1830 土15)℃、富氧中的熔点1879℃，熔点与二氧化钛的纯度有关。

）分子式：TiO2分子量：79.87CAS登录号：13463-67-7EINECS 登录号：236-675-5八、钛白粉的物理性质1）相对密度在常用的白色颜料中，二氧化钛的相对密度最小，同等质量的白色颜料中，二氧化钛的表面积最大，颜料体积最高。

2）熔点和沸点由于锐钛型在高温下会转变成金红石型，因此锐钛型二氧化钛的熔点和沸点实际上是不存在的。

只有金红石型二氧化钛有熔点和沸点，金红石型二氧化钛的熔点为1850℃、空气中的熔点为(1830±15)℃、富氧中的熔点为1879℃，熔点与二氧化钛的纯度有关。

金红石型二氧化钛的沸点为为(3200±300)℃，在此高温下二氧化钛稍有挥发性。

3）介电常数由于二氧化钛的介电常数较高，因此具有优良的电学性能。

在测定二氧化钛的某些物理性质时，要考虑二氧化钛晶体的结晶方向。

锐钛型二氧化钛的介电常数比较低，只有48。

4）电导率二氧化钛具有半导体的性能，它的电导率随温度的上升而迅速增加，而且对缺氧也非常敏感。

金红石型二氧化钛的介电常数和半导体性质对电子工业非常重要，可利用该性质生产陶瓷电容器等电子元器件。

5）硬度按莫氏硬度十分制标度，金红石型二氧化钛为6～6.5，锐钛型二氧化钛为5.5～6.0，因此在化纤消光中为避免磨损喷丝孔而采用锐钛型。

6）吸湿性二氧化钛虽有亲水性，但其吸湿性不太强，金红石型较锐钛型为小。

二氧化钛的吸湿性与其表面积的大小有一定关系，表面积大，吸湿性高，还与表面处理与性质有关。

7）热稳定性二氧化钛属于热稳定性好的物质。

8) 粒度钛白粉粒度分布是一个综合性的指标，它严重影响钛白粉颜料性能和产品应用性能，因此，对于遮盖力和分散性的讨论可直接从粒度分布上进行分析。

影响钛白粉粒度分布的因素较为复杂，首先是水解原始粒径的大小，通过控制和调节水解工艺条件，使原始粒径在一定范围内。

其次是煅烧温度，偏钛酸在煅烧的过程中，粒子经历一个晶型转化期和成长期，控制适宜的温度，使成长粒子在一定范围内。

最后就是产品的粉碎，通常对雷蒙磨的改造和分析器转速的调节，控制粉碎质量，同时可以采用其它粉碎设备，例如：万能磨、气流粉碎机和锤磨装置。

九、钛白粉的化学性质二氧化钛的化学性质极为稳定，是一种偏酸性的两性氧化物。

常温下几乎不与其他元素和化合物反应，对氧、氨、氮、硫化氢、二氧化碳、二氧化硫都不起作用，不溶于水、脂肪，也不溶于稀酸及无机酸、碱，只溶于氢氟酸。

但在光作用下，钛白粉可发生连续的氧化还原反应，具有光化学活性。

这一种光化学活性，在紫外线照射下锐钛型钛白粉尤为明显，这一性质使钛白粉即使某些无机化合物的光敏氧化催化剂，又是某些有机化合物光敏还原催化剂。