1317-80-2 / 鈦白粉的應用及市場

【背景及概述】^[3]

鈦白粉學名為二氧化鈦 ( TiO2 ) ，為白色粉末，加熱時略帶微黃色。鈦白粉是一種白色無機顏料，具有無毒、極佳的不透明性、白度和光亮度等特點，被認為是目前世界上性能最好、最重要的一種白色顏料，鈦白粉占全部白色顏料使用量的 80% 以上，在整個鈦工業中，制取鈦白粉耗用的金紅石和鈦鐵礦占耗用總量的90%，制取金屬鈦(海綿鈦)耗用的含鈦物料僅占10%左右。1908年法國A.J.羅西首先在實驗室制得。1916年挪威鈦公司建成世界第1座鈦白粉廠，年產1000t。鈦白粉系以鈦礦為原料，采用硫酸法和氯化法2種方法生產。1999年美國生產鈦白粉149.3萬t。中國于20世紀50年代生產鈦白粉，1999年產量13.97萬t，2000年為17.70萬t。用途分配：涂料60%，塑料和橡膠15%～17%，造紙13%～15%，電焊條藥劑、陶瓷等10%～12%。鈦白粉的折射率和穩定性高，遮蓋性能和光澤好，是優質的白色顏料。因此，被大量用于油漆、造紙、塑料、橡膠、化纖、搪瓷等工業。商品鈦白粉一般分為2個級別：高檔金紅石級鈦白粉和低檔銳鈦級鈦白粉。在國際市場上，前者的價格約比后者高50%～80%。

【物理化學性質】^[4]

鈦白粉的性能是由于其本征物性決定的，即高折射率和幾乎不吸收可見光的性質。鈦白粉光學性能主要取決于其對可見光的散射及吸收的程度。光的散射主要決定于粒子粒徑及其分布、粒形，由于純的金紅石型二氧化鈦在可見光范圍內的光吸收較小，在實際生產中，光吸收主要取決于鈦白粉中的有色雜質含量。 如果有色元素(比如鐵) 含量控制在較窄的范圍，鈦白粉的光學性能將由光散射大小決定。散射效率越高，其光學性能如消色力、遮蓋力、白度等越好。因此，鈦白粉粒子需要在合適的粒徑下才能更好地展現出其優異的光學性能，過小或者過大的粒子都將影響其顏料性能及應用性能。粒徑對鈦白粉性能具有重要影響，但文獻報道大多停留在理論分析層面，關于粒徑對鈦白粉光學性能影響的試驗研究較少。通過選取不同粒徑鈦白粉，使用掃描電鏡較為準確地測量了粒子粒徑大小，進一步研究粒徑對鈦白粉顏料性能及遮蓋力的影響，為工業生產中提高鈦白粉質量提供指導方向。

粒子粒徑對金紅石鈦白粉光學性能具有重要影響。在210～260 nm 范圍內，消色力隨粒徑增大而增大，增長速率逐漸趨于平緩，藍相值逐漸減小，減小速率呈現先慢后快的規律。亮度逐步增大，如下圖所示，粒徑達到250nm后，亮度基本不變。油墨樣品遮蓋力隨鈦白粉粒徑增大而逐漸變大，增長速率由快變慢。對于金紅石型鈦白粉，250～260 nm 為較佳粒度范圍，消色力可達2100雷諾數以上，藍相值在3.5～3.8，亮度大于95.9，遮蓋力大于78.9%。

【應用及市場】^[1][2]

鈦白粉由于其遮蓋力高、白度和亮度好而且無毒的特點，被認為是世界上最好的白色顏料，廣泛應用于涂料、塑料、造紙、油墨、化纖、橡膠等工業領域。數據顯示，2017上半年金紅石型鈦白粉價格從1月初的15970元/t 上漲到 6 月末的19390元 /t(均含稅) ，漲幅為21.42% ；部分公司產品價格漲幅遠高于這一水平。受到價格持續上漲帶動，近期公布的業績報告顯示： 我國各主要鈦白粉企業上半年盈利豐厚。中核華原鈦白股份有限公司利潤增長 21 倍，安徽安納達鈦業股份有限公司利潤增長近19 倍，龍蟒佰利聯集團股份有限公司利潤增長 18 倍左右，金浦鈦業股份有限公司凈利潤增長近 2 倍。

據統計，2017年全國41 家能維持正常生產的全流程型鈦白粉企業的綜合產量為 2，869，539噸，同比增長10. 49% 。其中，金紅石型鈦白粉產量2，276，426 噸，占鈦白粉總產量的79.33% ；銳鈦型鈦白粉產量443，272噸，占總產量的 15. 45% ；非顏料類鈦白粉產量為149，841噸，占總產量的 5. 22%。2017 年，全國41家全流程型鈦白粉企業中，產量比上年增加的有 30 家，占企業總數的 73. 17% ，2016年占比為 79. 50% ；9 家企業的產量同比下降，占比為22. 00% 。企業產量下降的原因主要與環保有關。2017年，全國鈦白粉產量達到 10 萬噸級以上的企業共 10 家，其合計產量為 186萬噸，占全國總量64. 8% 。這 10 家企業分別是： 龍蟒佰利聯、中核鈦白、攀鋼釩鈦、中國藍星化工、金浦鈦業、山東東佳、山東金海、山東道恩、廣西金茂和寧波新福。2017年全國5 家采用氯化法生產鈦白粉的企業(龍蟒佰利聯、錦州鈦業、云南新立、漯河興茂、攀鋼釩鈦)合計產量為167，500噸，比上年增加 62，128噸，增幅為58. 96% 。2017年，氯化法生產鈦白粉的產量占全國鈦白粉總產量的5. 83% ，占比提升。

【主要參考資料】

[1].我國主要鈦白粉企業上半年盈利豐厚[J].氯堿工業,2017,53(09)：46.

[2]姚文靜.2017年全國鈦白粉總產量創新高[J].中國鈦業,2018(01)：15.

[3]姜亞玲,張蘇,楊鋼.金紅石型鈦白粉后處理工藝技術進展[J].云南冶金,2013,42(01)：52-54+61.

[4]劉勇,羅志強,劉嬋.粒徑對鈦白粉光學性能的影響[J].鋼鐵釩鈦,2018,39(03)：17-20.