1317-80-2 / 钛白粉主要有什么功能，如何更好的利用呢？

钛白粉(TiO2)，学名二氧化钛，为白色粉末，加热时略带微黄色，主要成分为二氧化钛(TiO2)的白色颜料，分子式为TiO2是一种多晶化合物，其质点呈规则排列，具有格子构造。二氧化钛的相对密度最小。在整个钛工业中，制取钛白粉耗用的金红石和钛铁矿占耗用总量的90%，制取金属钛(海绵钛)耗用的含钛物料仅占10%左右。[1]

钛白粉的发展进程：

1908年法国A.J.罗西首先在实验室制得。

1916年挪威钛公司建成世界第1座钛白粉厂，年产1000t。钛白粉系以钛矿为原料，采用硫酸法和氯化法2种方法生产。

1999年美国生产钛白粉149.3万t。中国于20世纪50年代生产钛白粉，1999年产量13.97万t，2000年为17.70万t。

用途分配：涂料60%，塑料和橡胶15%～17%，造纸13%～15%，电焊条药剂、陶瓷等10%～12%。钛白粉的折射率和稳定性高，遮盖性能和光泽好，是优质的白色颜料。因此，被大量用于油漆、造纸、塑料、橡胶、化纤、搪瓷等工业。商品钛白粉一般分为2个级别：高档金红石级钛白粉和低档锐钛级钛白粉。在国际市场上，前者的价格约比后者高50%～80%。

钛白粉主要特性是什么？

【物理特征】：

1）相对密度

在常用的白色颜料中，钛白粉的相对密度最小，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]

2）熔点和沸点

由于锐钛型在高温下会转变成金红石型，因此锐钛型钛白粉的熔点和沸点实际上是不存在的。只有金红石型钛白粉有熔点和沸点，金红石型钛白粉的熔点为1850℃、空气中的熔点为(1830±15)℃、富氧中的熔点为1879℃，熔点与钛白粉的纯度有关。金红石型钛白粉的沸点为为(3200±300)℃，在此高温下钛白粉稍有挥发性。[2]

3）介电常数

由于钛白粉的介电常数较高，因此具有优良的电学性能。在测定钛白粉的某些物理性质时，要考虑钛白粉晶体的结晶方向。锐钛型钛白粉的介电常数比较低，只有48。[2]

4）电导率

钛白粉具有半导体的性能，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。[2]

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

钛白粉虽有亲水性，但其吸湿性不太强，金红石型较锐钛型为小。钛白粉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

钛白粉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。

【化学特性】

钛白粉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，这一性质使钛白粉既是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。

应急处理：隔离泄漏污染区，限制出入。建议应急处理人员戴防尘面具（全面罩），穿一般作业工作服。避免扬尘，小心扫起，置于袋中转移至安全场所。若大量泄漏，用塑料布、帆布覆盖。收集回收或运至废物处理场所处置。

二氧化钛(或称钛白粉)广泛用于各类结构表面涂料、纸张涂层和填料、塑料及弹性体，其它用途还包括陶瓷、玻璃、催化剂、涂布织物、印刷油墨、屋顶铺粒和焊剂。据统计，2006年全球二氧化钛需求达460万吨，其中涂料行业占58%、塑料行业占23%、造纸10%、其他9%。钛白粉既可用钛铁矿、金红石制取，也可用钛渣制取。钛白粉生产工艺有两种：即硫酸盐工艺和氯化物工艺,硫酸盐法的技术比氯化物法简单，可以用品位低和比较便宜的矿物。如今世界上约有47%产能采用硫酸盐工艺，53%产能为氯化物工艺。

钛白粉主要有什么功能，如何更好的利用呢？

钛白粉在橡胶行业中既作为着色剂，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，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量，常加入一定量的金红石型产品，以增强抗臭氧和抗紫外线能力。

钛白粉在化妆品中应用也日趋广泛。由于钛白粉无毒，远比铅白优越，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、白色香皂和牙膏中也可用钛白粉。

钛白粉的主要应用领域：

涂料、塑料、油墨、造纸，其中涂料占60%，塑料占20%、造纸占14%，其它（含化妆品、化纤、电子、陶瓷、搪瓷、焊条、合金、玻璃等领域）占6%。

一、化妆品级二氧化钛分为油性和水性钛白粉。由于它化学性质稳定，折射率高、不透明度高、遮盖力高、白度好、且无毒害，被广泛应用于化妆品领域，起美容美白的功效。

二、钛白粉被认为是目前世界上性能最好的一种白色颜料，广泛应用于涂料、塑料、造纸、印刷油墨、化纤、橡胶、化妆品等工业。

三、钛白粉(二氧化钛)化学性质稳定，在一般情况下与大部分物质不发生反应。在自然界中二氧化钛有三种结晶：板钛型、锐钛和金红石型。板钛型是不稳定的晶型，无工业利用价值，锐钛型(Anatase)简称A型，和金红石型(Rutile)简称R型，都具有稳定的晶格，是重要的白色颜料和瓷器釉料，与其他白色颜料比较有优越的白度、着色力、遮盖力、耐候性、耐热性、和化学稳定性，特别是没有毒性。

四、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。

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。

钛白粉还是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。

搪瓷行业是钛白粉的一个重要应用领域，搪瓷级钛白粉具有纯度高、白度好、颜色鲜、粒径均匀、很强的折射率和较高消色力，具有很强的乳浊度和不透明性，使涂搪后涂层薄、光滑和耐酸性强，在搪瓷制造工艺中能与其他材料混合均匀、不结块、易于熔制等优点。

陶瓷行业也是钛白粉的重要应用领域，陶瓷级钛白粉具有纯度高、粒度均匀、折射率高，有优良的耐高温性，在1200度高温条件下保持1小时不变灰的特性。不透明度高、涂层薄、重量轻，广泛应用于陶瓷、建筑、装饰等材料。

钛白粉：未来新增产能以氯化法为主

2017年钛白粉行业受环保因素影响，部分不达标企业开工受限，更有产能不足5万吨的企业被淘汰，钛白粉行业整合进一步提速。除了当地政府的环保巡查，还有中央环保督查组先后入驻各省市；之后安全大检查下，钛白粉主要原材料钛矿开工率低位运行，原料供应一度紧张；国内最大钛白粉企业龙蟒佰利联接连接到当地政府的限产限排通知，从2017年9月份到2018年3月15日限产30%。无独有偶，去年山东、安徽、广西、四川等多家钛白粉企业在不同时间段有停产、限产限排的举措。

2017年我国钛白粉生产结构依旧以硫酸法为主，氯化法产能仅占到7.5%。我国钛白粉每年仍有20万吨左右需要进口，主要为一些高端钛白粉包括塑料、造纸、油墨等专用钛白粉。中宇资讯预计2018年新增产能约为75.5万吨，主要为市场竞争力较强的氯化法装置，预计未来氯化法钛白粉产能、产量增长。2018年计划中的氯化法装置全部投产后也就占到国内钛白粉产能的20%，与国际的氯化法产能占比66%相差甚远，因此我国氯化法钛白粉发展之路漫长。

在供给侧改革以及十三五规划下，未来三年是我国钛白粉发展的关键期（2020年是十三五的最后一年）。据中宇资讯统计，未来三年计划投产的氯化法产能有101万吨，占新增产能的75%，如果全部按计划投产，到十三五结束之时，我国氯化法钛白粉产能将占到27%左右。相信在国家政策指导以及市场经济的引导下，我国钛白粉行业集中度进一步加强，企业之间强强联合，攻破技术难关，高品质产品占比增加，进一步增强我国钛白粉企业在国际市场上的竞争力。

参考资料：

[1] 黄仲九．化学工艺学：高等教育出版社，2008年

[2]不同种类钛白粉选型中的注意要点 ．中国粉体技术网．2015-04-13[引用日期2015-06-12]