【中國涂料采購網】世界上目前生產鈦白粉的方法主要有硫酸法和氯化法兩種工藝。由于在環保和產品質量上的優勢，氯化法成為國內鈦白粉行業產業升級的方向。在不久前召開的2015中國(德陽)磷鈦化工綠色發展高端論壇上，對于這一先進工藝在國內的開發和應用，東華工程科技股份有限公司副總工程師徐興榮認為，經過半個世紀的發展，可以說我國已基本掌握該工藝的核心技術，但氯化渣處理仍是難點，而大規模裝置的氯化和氧化技術也有待進一步的摸索和實踐驗證。
氯化：兩種工藝均已掌握
在氯化工藝技術方面，目前成熟的、廣泛使用的鈦氯化工藝有熔鹽氯化和沸騰氯化。目前這兩種氯化工藝在國內都廣泛使用，并已取得了長足進步。
“熔鹽氯化工藝采用熔鹽氯化爐，是一種成熟的鈦氯化技術，主要用于海綿鈦廠的四氯化鈦生產。錦州鈦業兩套1.5萬噸/年氯化法鈦白裝置均采用熔鹽氯化工藝，他們早在2000年就開發并建成了日產130噸粗四氯化鈦的大型熔鹽氯化爐及其成套氯化工藝，這也是目前世界上最大的熔鹽氯化爐。”徐興榮介紹說。
沸騰氯化工藝又稱流態化氯化工藝。沸騰氯化的主體設備是沸騰氯化爐。主要優點是設備能力大，便于氯化與氧化的對接。“目前無論是3萬噸/年、6萬噸/年還是10萬噸/年鈦白粉裝置，均能實現氯化爐與氧化爐的生產能力一對一匹配。因此可以說。國內已經掌握了大型沸騰氯化爐的設計、制造、生產操作。”徐興榮表示。
氧化：不同規模情況不同
氧化工藝技術被認為是氯化法鈦白最關鍵的技術。“我國目前已建和在建的氯化法鈦白裝置產能規模分別為1.5萬噸/年、3萬噸/年、6萬噸/年和10萬噸/年。裝置規模不同，與其匹配的氧化技術也處在不同階段。”徐興榮介紹說。
目前1.5萬噸級的氧化爐和氧化工藝技術已經成熟，錦州鈦業該規模的氧化設備全部國產化;3萬噸/年級氧化技術上，國內兩套3萬噸/年氯化法鈦白粉生產線采用的氣相氧化工藝，目前已實現沸騰氯化與氧化聯動穩定運行20多天的成果。該規模裝置的氧化爐、三氯化鋁發生器等關鍵設備全部國產化，可以說國內已掌握該級別氧化爐和氧化系統技術;國內第一套6萬噸/年氯化法鈦白粉生產線氧化裝置已于2013年下半年開始投料試車，目前最長連續運行時間超過150小時。第二套裝置今年9月投料，10月生產產品3000多噸。這兩套裝置氧氣預熱器、四氯化鈦預熱器從國外引進，三氯化鋁發生器國內制造，氧化爐既有引進的，也有國內制造的，試生產期基本上按75%~80%生產負荷運行。“可以說，國內基本掌握了6萬噸級的氧化技術。”徐興榮總結道。
而對于10萬噸/年級氧化技術，由于目前國內兩套10萬噸/年氯化法鈦白粉裝置均未建成，所以徐興榮認為單爐能力年產10萬噸鈦白粉的氣相氧化工藝技術還需要實踐的進一步檢驗。
后處理：具備設計建設能力
后處理技術的先進性體現在軟件和硬件兩方面。軟件包括產品的包膜配方和包膜操作工藝，不同的技術來源有所差異，但一般只能提供通用型產品的配方，專用型產品的后處理工藝(包膜工藝)應根據用戶要求進行開發。
徐興榮認為，氯化法鈦白的后處理工藝過程和設備與硫酸法鈦白基本相同，包膜劑也大同小異，區別在于大型氯化法鈦白裝置的整體控制水平較高，所以后處理裝置自動化水平普遍提高，氯化法鈦白后處理裝置實現全流程DCS控制。包膜罐安裝在線pH計，連續測量和控制pH值，實現了包膜質量的可控性和穩定性，這些都保證了氯化法鈦白最終質量的穩定。
徐興榮指出，目前國內已完全有能力設計、建設達到國際先進水平的6萬噸/年、10萬噸/年氯化法鈦白后處理裝置。“那些看似神秘的包膜配方與操作工藝，其實只要掌握基本原理，再結合產品的性能指標要求，經試驗摸索開發出滿足用戶要求的新產品并非難事。國內硫酸法鈦白金紅石型產品的發展就是例證。”徐興榮表示。
氯化渣處理：主要提高經濟性
氯化廢渣處理是氯化法鈦白生產中環保治理的重點和難點。“由于氯化法工藝所用原料二氧化鈦品位高，雜質含量低，所以廢渣量比硫酸法工藝少，但氯化渣的處理難度大。”徐興榮介紹說。
其中，熔鹽氯化工藝廢渣主要包括氯化氣體收塵渣和氯化爐排出的廢鹽。氯化氣體收塵渣來自于氯化爐反應氣體冷卻后在收塵系統中分離的固體物，主要成分是金屬氯化物和未反應完全的高鈦渣和石油焦;氯化爐排放的廢熔鹽量是其收塵渣的2倍，其中NaCl占30%~40%，其他是金屬氯化物和未反應的高鈦渣和石油焦。該廢鹽直接堆存遇雨水要溶解，目前采取在防水和防滲池內封存，費用較高。對于熔鹽氯化工藝廢渣的處理，徐興榮認為，目前已有的利用方式在技術上是可行的，主要需要解決其經濟性。
沸騰氯化工藝廢渣包括兩種情況，無篩板的上排渣氯化爐，只有氯化氣體收塵渣;有爐體側排渣氯化爐，除了氣體收塵渣外，還有爐體側排渣。這兩種渣的組分都是金屬氯化物和未反應的高鈦渣和石油焦。
據徐興榮介紹，國內目前均采用溶解中和法處理沸騰氯化工藝廢渣。具體做法是用酸性水將收塵渣溶解，一次過濾，固體渣主要成分是未反應的高鈦渣和石油焦，可回收利用;濾液用石灰乳中和，金屬氯化物生成氫氧化物沉淀，二次過濾，固體渣以氫氧化鐵為主，為一般工業廢渣，送渣場填埋;濾液經提濃蒸發生產固體氯化鈣。徐興榮認為，該工藝技術成熟，基本上做到無害化處理。存在的問題一是需要固體填埋場，二是固體氯化鈣的市場銷路有限。
“而對于那些位于平原地區難以找到建設固體填埋場的氯化法鈦白工廠來說，加緊開發氯化廢渣資源化回收利用技術，從根本上解決廢渣問題尤為必要。”徐興榮表示。