二氧化钛发展应用及工艺技术

1、1 / 39二氧化钛发展应用及工艺氧化钛性质及应用1二氧化钛性质. 31.1晶型性质.:31.2物理性质.：.41.3化学性质. ：1.4光学性质 .:.81.5颜料性质.:32.二氧化钛用途 .172.1二氧化钛颜料应用 .:-172.1.1涂料应用172.1.2塑料应用.202.1.3纸张应用./ 212.1.4橡胶应用 .-232.1.5化学纤维应用2.1.6油墨应用242.1.7化妆品应用：252.1.8医药应用252.1.9食品应用.252.1.10其它应用262.2非颜料级二氧化钛的应用.262.2.1搪瓷应用.262.2.2电焊条应用：262.2.3陶瓷玻璃应用272.2.4电子

2、陶瓷应用.272.2.5冶金应用.282.2.6其它应用.28、 钛白粉的发展2 / 393 / 391钛白粉产业链.28-2钛白粉应用领域份额 .： ：28-3钛白粉行情展望.：29 -3.12013 上半年进出口统计 . .29 -3.2国内钛白市场.31-三、工艺介绍1.硫酸法.：352.氯化法.:383.氯化法钛白独有优势 .41二氧化钛应用调研1.二氧化钛性质1.1晶型性质4 / 39二氧化钛在自然界有三种结晶形态： 金红石型 、锐钛型 和板钛型 板钛型属斜方晶系，是不稳定的晶型，在650C以上即转化成金红石 型，因此在工业上没有实用价值。锐钛型在常温下是稳定的，但在高 温下要向金红

3、石型转化。 其转化强度视制造方法及煅烧过程中是否加 有抑制或促进剂等条件有关。一般认为在165C以下几乎不进行晶型 转化，超过730C时转化得很快。金红石型是二氧化钛最稳定的结晶 形态， 结构致密， 与锐钛型相比有较高的硬度、密度、介电常数与折 光率。金红石型和锐钛型都属于四方晶系，但具有不同的晶格，因而X射线图象也不同，锐钛型二氧化钛的衍射角位于25.5。，金红石型 的衍射角位于27.5。金红石型的晶体细长， 呈棱形，通常是孪晶； 而锐钛型一般近似规则的八面体。金红石型比起锐钛型来说， 由于其单位晶格由两个二氧化钛分子 组成而锐钛型却是由四个二氧化钛分子组成， 故其单位晶格较小且紧 密，所以

4、具有较大的稳定性和相对密度， ，因此具有较高的折射率和 和介电常数及较低的热传导性。二氧化钛的三种同分异构体中只有金红石型最稳定， 也只有金红 石型可通过热转换获得。 天然板钛矿在650C以上即转换为金红石型， 锐钛矿在915C左右也能转变呈金红石型。1.2物理性质1.2.1相对密度二氧化钛的相对密度随其结晶形态、粒径大小、化学组分、特别 是与表面处理量大小有关， 在制造过程中， 随煅烧温度的提高和煅烧 时间的延长而增长。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，二氧化钛的表面积最大，颜料体积最高。锐钛 型二氧化钛的相对密度3.83.9g/cm3，金红石型二氧化钛的相

5、对密3度为4.24.3g/cm。5 / 391.2.2熔点和沸点 由于锐钛型和板钛型二氧化钛在高温下都会转变成金红石型， 因 此它们的熔点和沸点实际上是不存在的。 金红石型二氧化钛的熔点数值各资料记载不一致，一般认为在18001875C，有资料介绍在空气 中的熔点为183015C，而在富氧中的熔点为187915C，熔点与 二氧化钛的纯度有关。金红石型二氧化钛的沸点为(3200300)K。1.2.3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。 在外 电场的作用下，其离子之间相互作用，形成了极强的局部内电场。在 这个内电场的作用下， 离子外层电子轨道发生了强烈变形， 离子本身 也

6、随之发生了很大位移。二氧化钛晶型所含微量杂质等都对介电常数 影响很大。金红石型的介电常数随二氧化钛晶体的方向而不同： 当与C轴相平行时，测得其介电常数180;呈直角时为90;其粉末平均值 为114。锐钛型二氧化钛的介电常数只有48。1.2.4电导率二氧化钛具有半导体的性能， 其电导率随温度的上升而迅速增加， 而且对缺氧也非常敏感。 如金红石型二氧化钛在20C时还是绝缘体， 但加热到420C时电导率增加了107倍；按化学计量组成的二氧化钛(TiO2)电导率v10-10s/m,而当二氧化钛失去少量氧时如TiO2的电导 率却有10-1s/m。电子工业常利用金红石型二氧化钛的介电常数和半 导体性质来生

7、产陶瓷电容器等电子元器件。1.2.5硬度6 / 39若以10分制标度的莫氏硬度计时(它的数值仅表示各种晶体硬 度的级别并不表示其真实比值)，锐钛型二氧化钛的硬度为5.56.0, 金红石型二氧化钛为67。硬度与二氧化钛的晶型结构有关，在生 产中与产品的纯度和煅烧温度有关， 温度高容易烧结， 硬度也随之增 高。正是由于金红石型二氧化钛的硬度高， 难粉碎因而对喷丝孔的磨 损率较高， 对辊筒的磨损也较大， 所以不适用于化学纤维消光和照相 凹板印刷。1.2.6吸湿性二氧化钛虽具有亲水性， 但吸湿性不太强， 锐钛型的吸湿性比金 红石型大一些。 二氧化钛的吸湿性与其表面处理时的处理剂性质有关， 也与其比表面

8、积的大小有一定的关系，比表面积大的吸湿性也略高。1.2.7热稳定性二氧化钛属于热稳定性的化合物， 在真空下强热时会有轻微的失 氧现象，并伴随显出暗蓝色，该反应是可逆的，冷却后会恢复到原来 的白色。1.3化学性质二氧化钛无毒， 化学性质很稳定， 常温下几乎不与其他物质发生 反应，是一种偏酸性的两性氧化物。与氧、硫化氢、二氧化硫、二氧 化碳和氨都不起反应，也不溶于水、脂肪酸和其他有机酸及弱无机酸，微溶于碱和热硝酸，只有在长时间煮沸条件下才能完全溶于浓硫酸和 氢氟酸。其反应方程式如下：TiO2+ 6HF = H2TiF6+ 2H2OTiO2+ 2H2SO4= Ti（SO4）2+ 2H2O7 / 39TiO2+ H2SO4= TiOSO4+ H2O其溶解速度与水合二氧化钛的煅烧温度有关， 煅烧温度越高溶解 速度越慢。为了加速溶解， 可在硫酸中加入硫酸铵、碱金属硫酸盐或 过氧化氢。这是因为硫酸铵等的加入，使硫酸的沸点增高，加速了二 氧化钛的溶解。与酸式硫酸盐（如硫酸氢钾）或焦硫酸盐（如焦硫酸钾）共熔，可转变微可溶性的硫酸氧钛或硫酸钛：TiO2+ 2KHSO4= TiOSO4+K2SO4+ H2OTiO2+ 4K2S2O7= Ti（SO4）2+4K2SO4+ 2SO3能熔于碱，与强碱（氢氧化钠、氢氧化钾）或碱金属碳酸盐（碳 酸钠、碳酸钾）熔融，可