1317-80-2 / 鈦白粉主要有什么功能，如何更好的利用呢？

鈦白粉(TiO2)，學名二氧化鈦，為白色粉末，加熱時略帶微黃色，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，其質點呈規則排列，具有格子構造。二氧化鈦的相對密度最小。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。[1]

鈦白粉的發展進程：

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%。

鈦白粉主要特性是什么？

【物理特征】：

1）相對密度

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

2）熔點和沸點

由于銳鈦型在高溫下會轉變成金紅石型，因此銳鈦型鈦白粉的熔點和沸點實際上是不存在的。只有金紅石型鈦白粉有熔點和沸點，金紅石型鈦白粉的熔點為1850℃、空氣中的熔點為(1830±15)℃、富氧中的熔點為1879℃，熔點與鈦白粉的純度有關。金紅石型鈦白粉的沸點為為(3200±300)℃，在此高溫下鈦白粉稍有揮發性。[2]

3）介電常數

由于鈦白粉的介電常數較高，因此具有優良的電學性能。在測定鈦白粉的某些物理性質時，要考慮鈦白粉晶體的結晶方向。銳鈦型鈦白粉的介電常數比較低，只有48。[2]

4）電導率

鈦白粉具有半導體的性能，它的電導率隨溫度的上升而迅速增加，而且對缺氧也非常敏感。金紅石型二氧化鈦的介電常數和半導體性質對電子工業非常重要，可利用該性質生產陶瓷電容器等電子元器件。[2]

5）硬度

按莫氏硬度十分制標度，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，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系，表面積大，吸濕性高，還與表面處理與性質有關。

7）熱穩定性

鈦白粉屬于熱穩定性好的物質。

8) 粒度

鈦白粉粒度分布是一個綜合性的指標，它嚴重影響鈦白粉顏料性能和產品應用性能，因此，對于遮蓋力和分散性的討論可直接從粒度分布上進行分析。

影響鈦白粉粒度分布的因素較為復雜，首先是水解原始粒徑的大小，通過控制和調節水解工藝條件，使原始粒徑在一定范圍內。其次是煅燒溫度，偏鈦酸在煅燒的過程中，粒子經歷一個晶型轉化期和成長期，控制適宜的溫度，使成長粒子在一定范圍內。最后就是產品的粉碎，通常對雷蒙磨的改造和分析器轉速的調節，控制粉碎質量，同時可以采用其它粉碎設備，例如：萬能磨、氣流粉碎機和錘磨裝置。

【化學特性】

鈦白粉的化學性質極為穩定，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，對氧、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酸、堿，只溶于氫氟酸。但在光作用下，鈦白粉可發生連續的氧化還原反應，具有光化學活性。 這一種光化學活性，在紫外線照射下銳鈦型鈦白粉尤為明顯，這一性質使鈦白粉既是某些無機化合物的光敏氧化催化劑，又是某些有機化合物光敏還原催化劑。

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

二氧化鈦(或稱鈦白粉)廣泛用于各類結構表面涂料、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。據統計，2006年全球二氧化鈦需求達460萬噸，其中涂料行業占58%、塑料行業占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。鈦白粉生產工藝有兩種：即硫酸鹽工藝和氯化物工藝,硫酸鹽法的技術比氯化物法簡單，可以用品位低和比較便宜的礦物。如今世界上約有47%產能采用硫酸鹽工藝，53%產能為氯化物工藝。

鈦白粉主要有什么功能，如何更好的利用呢？

鈦白粉在橡膠行業中既作為著色劑，又具有補強、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、運動器材等，一般以銳鈦型為主。但用于汽車輪胎生產量，常加入一定量的金紅石型產品，以增強抗臭氧和抗紫外線能力。

鈦白粉在化妝品中應用也日趨廣泛。由于鈦白粉無毒，遠比鉛白優越，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。

鈦白粉的主要應用領域：

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、玻璃等領域）占6%。

一、化妝品級二氧化鈦分為油性和水性鈦白粉。由于它化學性質穩定，折射率高、不透明度高、遮蓋力高、白度好、且無毒害，被廣泛應用于化妝品領域，起美容美白的功效。

二、鈦白粉被認為是目前世界上性能最好的一種白色顏料，廣泛應用于涂料、塑料、造紙、印刷油墨、化纖、橡膠、化妝品等工業。

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

四、涂料行業是鈦白粉的最大用戶，特別是金紅石型鈦白粉，大部分被涂料工業所消耗。用鈦白粉制造的涂料，色彩鮮艷，遮蓋力高，著色力強，用量省，品種多，對介質的穩定性可起到保護作用，并能增強漆膜的機械強度和附著力，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性能得到改善，增強制品的機械強度，延長使用壽命。

造紙行業是鈦白粉第三大用戶，作為紙張填料，主要用在高級紙張和薄型紙張中。在紙張中加入鈦白粉，可使紙張具有較好的白度，光澤好，強度高，薄而光滑，印刷時不穿透，質量輕。造紙用鈦白粉一般使用未經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。油墨行業所用的鈦白粉有金紅石型，也有銳鈦型。

紡織和化學纖維行業是鈦白粉的另一個重要應用領域。化纖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作用，避免纖維在二氧化鈦光催化的作用下降解，需進行表面處理。

搪瓷行業是鈦白粉的一個重要應用領域，搪瓷級鈦白粉具有純度高、白度好、顏色鮮、粒徑均勻、很強的折射率和較高消色力，具有很強的乳濁度和不透明性，使涂搪后涂層薄、光滑和耐酸性強，在搪瓷制造工藝中能與其他材料混合均勻、不結塊、易于熔制等優點。

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

鈦白粉：未來新增產能以氯化法為主

2017年鈦白粉行業受環保因素影響，部分不達標企業開工受限，更有產能不足5萬噸的企業被淘汰，鈦白粉行業整合進一步提速。除了當地政府的環保巡查，還有中央環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行，原料供應一度緊張；國內最大鈦白粉企業龍蟒佰利聯接連接到當地政府的限產限排通知，從2017年9月份到2018年3月15日限產30%。無獨有偶，去年山東、安徽、廣西、四川等多家鈦白粉企業在不同時間段有停產、限產限排的舉措。

2017年我國鈦白粉生產結構依舊以硫酸法為主，氯化法產能僅占到7.5%。我國鈦白粉每年仍有20萬噸左右需要進口，主要為一些高端鈦白粉包括塑料、造紙、油墨等專用鈦白粉。中宇資訊預計2018年新增產能約為75.5萬噸，主要為市場競爭力較強的氯化法裝置，預計未來氯化法鈦白粉產能、產量增長。2018年計劃中的氯化法裝置全部投產后也就占到國內鈦白粉產能的20%，與國際的氯化法產能占比66%相差甚遠，因此我國氯化法鈦白粉發展之路漫長。

在供給側改革以及十三五規劃下，未來三年是我國鈦白粉發展的關鍵期（2020年是十三五的最后一年）。據中宇資訊統計，未來三年計劃投產的氯化法產能有101萬噸，占新增產能的75%，如果全部按計劃投產，到十三五結束之時，我國氯化法鈦白粉產能將占到27%左右。相信在國家政策指導以及市場經濟的引導下，我國鈦白粉行業集中度進一步加強，企業之間強強聯合，攻破技術難關，高品質產品占比增加，進一步增強我國鈦白粉企業在國際市場上的競爭力。

參考資料：

[1] 黃仲九．化學工藝學：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 ．中國粉體技術網．2015-04-13[引用日期2015-06-12]