鈦白粉(TiO2)，學(xué)名二氧化鈦，為白色粉末，加熱時(shí)略帶微黃色，主要成分為二氧化鈦(TiO2)的白色顏料，分子式為TiO2是一種多晶化合物，其質(zhì)點(diǎn)呈規(guī)則排列，具有格子構(gòu)造。二氧化鈦的相對(duì)密度最小。在整個(gè)鈦工業(yè)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。[1]

鈦白粉的發(fā)展進(jìn)程：

1908年法國A.J.羅西首先在實(shí)驗(yàn)室制得。

1916年挪威鈦公司建成世界第1座鈦白粉廠，年產(chǎn)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(chǎn)。

1999年美國生產(chǎn)鈦白粉149.3萬t。中國于20世紀(jì)50年代生產(chǎn)鈦白粉，1999年產(chǎn)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(wěn)定性高，遮蓋性能和光澤好，是優(yōu)質(zhì)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(yè)。商品鈦白粉一般分為2個(gè)級(jí)別：高檔金紅石級(jí)鈦白粉和低檔銳鈦級(jí)鈦白粉。在國際市場(chǎng)上，前者的價(jià)格約比后者高50%～80%。

鈦白粉主要特性是什么？

【物理特征】：

1）相對(duì)密度

在常用的白色顏料中，鈦白粉的相對(duì)密度最小，同等質(zhì)量的白色顏料中，二氧化鈦的表面積，顏料體積最高。[2]

2）熔點(diǎn)和沸點(diǎn)

由于銳鈦型在高溫下會(huì)轉(zhuǎn)變成金紅石型，因此銳鈦型鈦白粉的熔點(diǎn)和沸點(diǎn)實(shí)際上是不存在的。只有金紅石型鈦白粉有熔點(diǎn)和沸點(diǎn)，金紅石型鈦白粉的熔點(diǎn)為1850℃、空氣中的熔點(diǎn)為(1830±15)℃、富氧中的熔點(diǎn)為1879℃，熔點(diǎn)與鈦白粉的純度有關(guān)。金紅石型鈦白粉的沸點(diǎn)為為(3200±300)℃，在此高溫下鈦白粉稍有揮發(fā)性。[2]

3）介電常數(shù)

由于鈦白粉的介電常數(shù)較高，因此具有優(yōu)良的電學(xué)性能。在測(cè)定鈦白粉的某些物理性質(zhì)時(shí)，要考慮鈦白粉晶體的結(jié)晶方向。銳鈦型鈦白粉的介電常數(shù)比較低，只有48。[2]

4）電導(dǎo)率

鈦白粉具有半導(dǎo)體的性能，它的電導(dǎo)率隨溫度的上升而迅速增加，而且對(duì)缺氧也非常敏感。金紅石型二氧化鈦的介電常數(shù)和半導(dǎo)體性質(zhì)對(duì)電子工業(yè)非常重要，可利用該性質(zhì)生產(chǎn)陶瓷電容器等電子元器件。[2]

5）硬度

按莫氏硬度十分制標(biāo)度，金紅石型二氧化鈦為6～6.5，銳鈦型二氧化鈦為5.5～6.0，因此在化纖消光中為避免磨損噴絲孔而采用銳鈦型。

6）吸濕性

鈦白粉雖有親水性，但其吸濕性不太強(qiáng)，金紅石型較銳鈦型為小。鈦白粉的吸濕性與其表面積的大小有一定關(guān)系，表面積大，吸濕性高，還與表面處理與性質(zhì)有關(guān)。

7）熱穩(wěn)定性

鈦白粉屬于熱穩(wěn)定性好的物質(zhì)。

8) 粒度

鈦白粉粒度分布是一個(gè)綜合性的指標(biāo)，它嚴(yán)重影響鈦白粉顏料性能和產(chǎn)品應(yīng)用性能，因此，對(duì)于遮蓋力和分散性的討論可直接從粒度分布上進(jìn)行分析。

影響鈦白粉粒度分布的因素較為復(fù)雜，首先是水解原始粒徑的大小，通過控制和調(diào)節(jié)水解工藝條件，使原始粒徑在一定范圍內(nèi)。其次是煅燒溫度，偏鈦酸在煅燒的過程中，粒子經(jīng)歷一個(gè)晶型轉(zhuǎn)化期和成長期，控制適宜的溫度，使成長粒子在一定范圍內(nèi)。最后就是產(chǎn)品的粉碎，通常對(duì)雷蒙磨的改造和分析器轉(zhuǎn)速的調(diào)節(jié)，控制粉碎質(zhì)量，同時(shí)可以采用其它粉碎設(shè)備，例如：萬能磨、氣流粉碎機(jī)和錘磨裝置。

【化學(xué)特性】

鈦白粉的化學(xué)性質(zhì)極為穩(wěn)定，是一種偏酸性的兩性氧化物。常溫下幾乎不與其他元素和化合物反應(yīng)，對(duì)氧、氨、氮、硫化氫、二氧化碳、二氧化硫都不起作用，不溶于水、脂肪，也不溶于稀酸及無機(jī)酸、堿，只溶于氫氟酸。但在光作用下，鈦白粉可發(fā)生連續(xù)的氧化還原反應(yīng)，具有光化學(xué)活性。 這一種光化學(xué)活性，在紫外線照射下銳鈦型鈦白粉尤為明顯，這一性質(zhì)使鈦白粉既是某些無機(jī)化合物的光敏氧化催化劑，又是某些有機(jī)化合物光敏還原催化劑。

應(yīng)急處理：隔離泄漏污染區(qū)，限制出入。建議應(yīng)急處理人員戴防塵面具（全面罩），穿一般作業(yè)工作服。避免揚(yáng)塵，小心掃起，置于袋中轉(zhuǎn)移至安全場(chǎng)所。若大量泄漏，用塑料布、帆布覆蓋。收集回收或運(yùn)至廢物處理場(chǎng)所處置。

二氧化鈦(或稱鈦白粉)廣泛用于各類結(jié)構(gòu)表面涂料、紙張涂層和填料、塑料及彈性體，其它用途還包括陶瓷、玻璃、催化劑、涂布織物、印刷油墨、屋頂鋪粒和焊劑。據(jù)統(tǒng)計(jì)，2006年全球二氧化鈦需求達(dá)460萬噸，其中涂料行業(yè)占58%、塑料行業(yè)占23%、造紙10%、其他9%。鈦白粉既可用鈦鐵礦、金紅石制取，也可用鈦渣制取。鈦白粉生產(chǎn)工藝有兩種：即硫酸鹽工藝和氯化物工藝,硫酸鹽法的技術(shù)比氯化物法簡單，可以用品位低和比較便宜的礦物。如今世界上約有47%產(chǎn)能采用硫酸鹽工藝，53%產(chǎn)能為氯化物工藝。

鈦白粉主要有什么功能，如何更好的利用呢？

鈦白粉在橡膠行業(yè)中既作為著色劑，又具有補(bǔ)強(qiáng)、防老化、填充作用。在白色和彩色橡膠制品中加入鈦白粉，在日光照射下，耐日曬，不開裂、不變色，伸展率大及耐酸堿。橡膠用鈦白粉，主要用于汽車輪胎以及膠鞋、橡膠地板、手套、運(yùn)動(dòng)器材等，一般以銳鈦型為主。但用于汽車輪胎生產(chǎn)量，常加入一定量的金紅石型產(chǎn)品，以增強(qiáng)抗臭氧和抗紫外線能力。

鈦白粉在化妝品中應(yīng)用也日趨廣泛。由于鈦白粉無毒，遠(yuǎn)比鉛白優(yōu)越，各種香粉幾乎都用鈦白粉來代替鉛白和鋅白。香粉中只須加入5%-8%的鈦白粉就可以得到永久白色，使香料更滑膩，有附著力、吸收力和遮蓋力。在水粉和冷霜中鈦白粉可減弱油膩及透明的感覺。其他各種香料、防曬霜、皂片、白色香皂和牙膏中也可用鈦白粉。

鈦白粉的主要應(yīng)用領(lǐng)域：

涂料、塑料、油墨、造紙，其中涂料占60%，塑料占20%、造紙占14%，其它（含化妝品、化纖、電子、陶瓷、搪瓷、焊條、合金、玻璃等領(lǐng)域）占6%。

一、化妝品級(jí)二氧化鈦分為油性和水性鈦白粉。由于它化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定，折射率高、不透明度高、遮蓋力高、白度好、且無毒害，被廣泛應(yīng)用于化妝品領(lǐng)域，起美容美白的功效。

二、鈦白粉被認(rèn)為是目前世界上性能的一種白色顏料，廣泛應(yīng)用于涂料、塑料、造紙、印刷油墨、化纖、橡膠、化妝品等工業(yè)。

三、鈦白粉(二氧化鈦)化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定，在一般情況下與大部分物質(zhì)不發(fā)生反應(yīng)。在自然界中二氧化鈦有三種結(jié)晶：板鈦型、銳鈦和金紅石型。板鈦型是不穩(wěn)定的晶型，無工業(yè)利用價(jià)值，銳鈦型(Anatase)簡稱A型，和金紅石型(Rutile)簡稱R型，都具有穩(wěn)定的晶格，是重要的白色顏料和瓷器釉料，與其他白色顏料比較有優(yōu)越的白度、著色力、遮蓋力、耐候性、耐熱性、和化學(xué)穩(wěn)定性，特別是沒有毒性。

四、涂料行業(yè)是鈦白粉的用戶，特別是金紅石型鈦白粉，大部分被涂料工業(yè)所消耗。用鈦白粉制造的涂料，色彩鮮艷，遮蓋力高，著色力強(qiáng)，用量省，品種多，對(duì)介質(zhì)的穩(wěn)定性可起到保護(hù)作用，并能增強(qiáng)漆膜的機(jī)械強(qiáng)度和附著力，防止裂紋，防止紫外線和水分透過，延長漆膜壽命。

塑料行業(yè)是第二大用戶，在塑料中加入鈦白粉，可以提高塑料制品的耐熱性、耐光性、耐候性，使塑料制品的物理化學(xué)性能得到改善，增強(qiáng)制品的機(jī)械強(qiáng)度，延長使用壽命。

造紙行業(yè)是鈦白粉第三大用戶，作為紙張?zhí)盍?，主要用在高?jí)紙張和薄型紙張中。在紙張中加入鈦白粉，可使紙張具有較好的白度，光澤好，強(qiáng)度高，薄而光滑，印刷時(shí)不穿透，質(zhì)量輕。造紙用鈦白粉一般使用未經(jīng)表面處理的銳鈦型鈦白粉，可以起到熒光增白劑的作用，增加紙張的白度。但層壓紙要求使用經(jīng)過表面處理的金紅石型鈦白粉，以滿足耐光、耐熱的要求。

鈦白粉還是高級(jí)油墨中不可缺少的白色顏料。含有鈦白粉的油墨耐久不變色，表面潤濕性好，易于分散。油墨行業(yè)所用的鈦白粉有金紅石型，也有銳鈦型。

紡織和化學(xué)纖維行業(yè)是鈦白粉的另一個(gè)重要應(yīng)用領(lǐng)域?；w用鈦白粉主要作為消光劑。由于銳鈦型比金紅型軟，一般使用銳鈦型。化纖用鈦白粉一般不需表面處理，但某些特殊品種為了降低二氧化鈦的光化學(xué)作用，避免纖維在二氧化鈦光催化的作用下降解，需進(jìn)行表面處理。

搪瓷行業(yè)是鈦白粉的一個(gè)重要應(yīng)用領(lǐng)域，搪瓷級(jí)鈦白粉具有純度高、白度好、顏色鮮、粒徑均勻、很強(qiáng)的折射率和較高消色力，具有很強(qiáng)的乳濁度和不透明性，使涂搪后涂層薄、光滑和耐酸性強(qiáng)，在搪瓷制造工藝中能與其他材料混合均勻、不結(jié)塊、易于熔制等優(yōu)點(diǎn)。

陶瓷行業(yè)也是鈦白粉的重要應(yīng)用領(lǐng)域，陶瓷級(jí)鈦白粉具有純度高、粒度均勻、折射率高，有優(yōu)良的耐高溫性，在1200度高溫條件下保持1小時(shí)不變灰的特性。不透明度高、涂層薄、重量輕，廣泛應(yīng)用于陶瓷、建筑、裝飾等材料。

鈦白粉：未來新增產(chǎn)能以氯化法為主

2017年鈦白粉行業(yè)受環(huán)保因素影響，部分不達(dá)標(biāo)企業(yè)開工受限，更有產(chǎn)能不足5萬噸的企業(yè)被淘汰，鈦白粉行業(yè)整合進(jìn)一步提速。除了當(dāng)?shù)卣沫h(huán)保巡查，還有中央環(huán)保督查組先后入駐各省市；之后安全大檢查下，鈦白粉主要原材料鈦礦開工率低位運(yùn)行，原料供應(yīng)一度緊張；國內(nèi)鈦白粉企業(yè)龍蟒佰利聯(lián)接連接到當(dāng)?shù)卣南蕻a(chǎn)限排通知，從2017年9月份到2018年3月15日限產(chǎn)30%。無獨(dú)有偶，去年山東、安徽、廣西、四川等多家鈦白粉企業(yè)在不同時(shí)間段有停產(chǎn)、限產(chǎn)限排的舉措。

2017年我國鈦白粉生產(chǎn)結(jié)構(gòu)依舊以硫酸法為主，氯化法產(chǎn)能僅占到7.5%。我國鈦白粉每年仍有20萬噸左右需要進(jìn)口，主要為一些高端鈦白粉包括塑料、造紙、油墨等專用鈦白粉。中宇資訊預(yù)計(jì)2018年新增產(chǎn)能約為75.5萬噸，主要為市場(chǎng)競(jìng)爭力較強(qiáng)的氯化法裝置，預(yù)計(jì)未來氯化法鈦白粉產(chǎn)能、產(chǎn)量增長。2018年計(jì)劃中的氯化法裝置全部投產(chǎn)后也就占到國內(nèi)鈦白粉產(chǎn)能的20%，與國際的氯化法產(chǎn)能占比66%相差甚遠(yuǎn)，因此我國氯化法鈦白粉發(fā)展之路漫長。

在供給側(cè)改革以及十三五規(guī)劃下，未來三年是我國鈦白粉發(fā)展的關(guān)鍵期（2020年是十三五的最后一年）。據(jù)中宇資訊統(tǒng)計(jì)，未來三年計(jì)劃投產(chǎn)的氯化法產(chǎn)能有101萬噸，占新增產(chǎn)能的75%，如果全部按計(jì)劃投產(chǎn)，到十三五結(jié)束之時(shí)，我國氯化法鈦白粉產(chǎn)能將占到27%左右。相信在國家政策指導(dǎo)以及市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)的引導(dǎo)下，我國鈦白粉行業(yè)集中度進(jìn)一步加強(qiáng)，企業(yè)之間強(qiáng)強(qiáng)聯(lián)合，攻破技術(shù)難關(guān)，高品質(zhì)產(chǎn)品占比增加，進(jìn)一步增強(qiáng)我國鈦白粉企業(yè)在國際市場(chǎng)上的競(jìng)爭力。

參考資料：

[1] 黃仲九．化學(xué)工藝學(xué)：高等教育出版社，2008年

[2] 不同種類鈦白粉選型中的注意要點(diǎn) ．中國粉體技術(shù)網(wǎng)．2015-04-13[引用日期2015-06-12]