Mitä rutiilititaanidioksidi on kloridiprosessilla tuotettu? Kattava analyysi sen tuotantoprosessista, suorituskykyominaisuuksista ja hankintavalinnasta.

Titaanidioksidiraaka-aineiden hankintaprosessissa monet ostohenkilöstö kohtaavat usein teknisiä termejä, kuten esim.Rutiili titaanidioksidija Kloridi{0}}prosessi Titaanidioksidi, sekoittaa helposti rutiilin ja kloridiprosessin käsitteet.

Monet ihmiset näkevät "rutiilin" etiketissä olettavat tuotteen laadun olevan tasalaatuisia ja tekevät tilauksia suoraan. Kuitenkin vasta sen jälkeen, kun tuote on otettu tuotantoon pinnoitteita, muoveja ja musteita varten, he havaitsevat riittämättömän valkoisuuden, epävakaan peittokyvyn ja epäonnistumisen ulkoilman säänkestävyydessä, mikä johtaa sarjaan laatuongelmia.

Perussyy on se, että titaanidioksidin lopullisen suorituskyvyn määrää kolme päätekijää: kidetyyppi, tuotantoprosessi ja pintakäsittely. Rutiili edustaa kiderakennetta, kun taas kloridi- ja sulfaattiprosessit edustavat kahta täysin erilaista tuotantoreittiä. Näitä kahta ei voi rinnastaa.

Kloridiprosessi, joka on korkealaatuisen-rutiilititaanidioksidin yleisin valmistusprosessi, tuottaa usein titaanidioksidituotteita, joilla on korkea puhtaus, vähäiset epäpuhtaudet ja erinomaiset optiset ominaisuudet, joten se sopii laajalti teollisiin skenaarioihin, joissa on tiukat laatuvaatimukset. Tämä artikkeli alkaa peruskäsitteillä ja yhdistää ensikäden hankinnan kokemuksen ja selittää perusteellisesti rutiilititaanidioksidin kloridi-prosessin alusta loppuun.

Titaanidioksidi (TiO₂) on olemassa eri kidemuodoissa, mutta vain kahta käytetään yleisesti suuressa{0}}teollisessa tuotannossa: rutiili ja anataasi.

Vaikka niiden molekyylikaavat ovat identtiset, ero niiden mikroskooppisessa kidehilarakenteessa johtaa merkittävään suorituskykyvajeeseen.Rutiili titaanidioksidisillä on korkeampi taitekerroin ja voimakkaampi valonestokyky,{0}}jolla on luonnollisesti erinomainen valkoisuus, peittokyky, sävytyslujuus ja UV-ikääntymisenkestävyys.

Tästä syystä pitkäkestoista{0}}kestävyyttä vaativissa tuotteissa, kuten ulkoseinäpinnoitteissa, teknisissä muoveissa, jauhemaaleissa ja automaaleissa, rutiilititaanidioksidi on lähes aina etusijalla. kun taas anataasi-titaanidioksidilla on heikompi säänkestävyys, ja sitä käytetään yleisemmin sisäseinien pinnoitteissa, synteettisissä kuiduissa ja joissakin päivittäisissä kemiallisissa tuotteissa.

Tämä on yleinen väärinkäsitys ostoteollisuudessa: rutiili on vain kidemuoto, ei valmistusprosessi.

Markkinoilla olevaa rutiilititaanidioksidia voidaan valmistaa kahdella täysin erilaisella tuotantolinjalla: sulfaattiprosessilla ja kloridiprosessilla. Jopa samalla rutiilikidemuodolla näiden kahden prosessin tuottama titaanidioksidi eroaa merkittävästi epäpuhtauspitoisuudesta, hiukkaskokojakaumasta, pinta-aktiivisuudesta ja säänkestävyydestä.

Siksi, kun kysyt hinnoittelusta, kysy vain "Onko se rutiilititaanidioksidia?" on kaukana riittävästä; On tärkeää vahvistaa tuotantoprosessi, jotta vältytään laatuongelmista myöhemmin.

Kloorausprosessi on yleisin tapa tuottaa korkealaatuista{0}}titaanidioksidia. Koko tuotantolinjan ydinvälituote on titaanitetrakloridi (TiCl4).

Prosessin koko kulku voidaan tiivistää seuraavasti: Korkea{0}}titaanipitoisen raaka-aineen kloorausreaktio → raakatitaanitetrakloridin muodostuminen → tislauspuhdistus → erittäin{1}}puhtaus TiCl₄-hapetusreaktio → primaariset titaanidioksidihiukkaset → märkäjälki{2}}jyrsiminen, suodatus ja →kuivaus, pinnoitus titaanidioksidi

Yksinkertaisesti sanottuna raaka-aine muunnetaan ensin titaanitetrakloridiksi kloorausreaktion jälkeen. Raaka titaanitetrakloridi sisältää erilaisia ​​haitallisia epäpuhtauksia, kuten rautaa, vanadiinia ja kromia. Vanadiini ja vastaavat epäpuhtaudet vähentävät suoraan titaanidioksidin valkoisuutta. Siksi tislauksen puhdistusvaihe on tärkein osa kloorausprosessin laadunvalvonnasta.

Puhdistuksen jälkeen korkean -puhtauden titaanitetrakloridi syötetään korkean lämpötilan-hapetusreaktoriin, jossa se reagoi hapen kanssa muodostaen titaanidioksidia ja kloorikaasua. Reaktioyhtälö on: TiCl4 + O2 → TiO2 + Cl2

Syntynyt kloorikaasu voidaan kierrättää ja palauttaa kloorausvaiheeseen jatkotuotantoa varten, mikä on keskeinen ominaisuus kloorausmenetelmän suljetun -silmukan tuotantoprosessissa.

Monet ihmiset ihmettelevät, miksi eri valmistajien rutiilititaanidioksidista valmistetut tuotteet vaihtelevat laadultaan, vaikka ne kaikki on valmistettu kloorauksella. Avain on hapetusvaiheessa. Hapetusvaihe ei pelkästään muuta titaanitetrakloridia titaanidioksidijauheeksi. Valmistajat lisäävät usein lisäaineita, kuten alumiinikloridia (AlCl3) ja fosforitrikloridia (PCl3) hapettumisen syöttövaiheen aikana.

AlCl3:n lisäämisen päätehtävä on indusoida rutiilikiteiden muodostumista ja samanaikaisesti kontrolloida alkuperäisten titaanidioksidihiukkasten hiukkaskokoa. Lopullisessa titaanidioksidituotteessa havaittu alumiinioksidi (Al2O3) tulee osittain myöhemmästä pintapinnoitteesta ja osittain hapetusvaiheessa lisätystä alumiinilähteestä.

Jopa pienet vaihtelut parametreissa, kuten hapetuslämpötilassa, viipymäajassa, lisäainesuhteessa ja kaasun virtausnopeudessa, voivat muuttaa jauheen mikroskooppista hiukkaskokojakaumaa, mikä vaikuttaa lopullisen titaanidioksidin peittokykyyn ja dispergoituvuuteen. Tämä on kloorausprosessin tekninen haaste.

Molemmilla prosesseilla voidaan tuottaa rutiilititaanidioksidia, mutta ne eroavat toisistaan ​​merkittävästi raaka-aineiden, laitevaatimusten, tuotteen ominaisuuksien ja sovellettavien skenaarioiden suhteen.

Kloorausprosessin kulku:Titaanitiiviste/korkea-titaanikuona → Klooraus titaanitetrakloridiksi → Tislaus epäpuhtauksien poistamiseksi → Korkean-lämpötilan hapetus → Raaka titaanidioksidi → Jälki-käsittelypinnoite → Valmis tuote

Rikkihappoprosessin virtaus:Ilmeniitti/korkea-titaanikuona → Väkevä rikkihapon asidolyysi → Liuotus ja raudanpoisto → Hydrolyysi metatitaanihapoksi → Vesipesu ja valkaisu → Kalsinointi kidemuodon muuntamista varten → Jälki-käsittely → Valmis titaanidioksidi

Kloorausprosessilla on korkeampi kokonaisinvestointikynnys. Puhdistusvaiheessa voidaan tehokkaasti poistaa värilliset epäpuhtaudet, kuten vanadiini ja kromi, mikä johtaa valmiin tuotteen korkeampaan puhtauteen ja ylivoimaiseen valkoisuuteen. Rikkihappoprosessi voi vuosien teknologisen iteroinnin jälkeen tuottaa myös korkealaatuista-rutiilititaanidioksidia, mikä tarjoaa paremman kustannustehokkuuden-.

Emme kuitenkaan voi yleistää, että kloorausprosessi on aina parempi kuin rikkihappoprosessi. Raaka-aineiden valinnalla ja jälkikäsittelypinnoitteiden-formulaatiolla on myös merkittävä vaikutus titaanidioksidin lopulliseen suorituskykyyn. Hankinnan ja valinnan ensisijaisena periaatteena tulisi aina olla todellisen loppupään sovellusskenaarion vastaaminen sen sijaan, että luottaisi vain prosessiteknologiaan.

Jatkopäällystysten ja muovinjalostuslaitosten näkökulmasta tuotantoprosessi on vain taustatietoa; Niiden ensisijainen huolenaihe on konkreettiset hyödyt, joita titaanidioksidi tuo niiden formulaatioille. Hyväksytyllä klooratulla rutiilititaanidioksidilla on yleensä seuraavat erinomaiset edut:

1. Korkea valkoisuus ja puhdas pohjaväri

Valkoisuus on titaanidioksidin tärkein optinen indikaattori. Kloorausmenetelmän tehokas tislausprosessi vähentää merkittävästi värillisten raskasmetalliepäpuhtauksien pitoisuutta. Jauheessa on puhtaampi perusväri, joten se on vähemmän altis kellastumiselle, harmaantumiselle tai sinertävälle sävylle valkoisissa tuotteissa. Valkoisilla ulkoseinämaaleilla, korkea-kiiltovalkoisilla perusseoksilla ja korkealaatuisilla-valkoisilla musteilla on usein tiukat valkoisuusvaatimukset.

2. Vahva piilotuskyky ja korkea väritystehokkuus

Titaanidioksidipigmenttien ydinarvo on niiden valon-piilottavuus. Laadukkaalla-klooratulla titaanidioksidilla on tasainen hiukkaskokojakauma, mikä mahdollistaa tehokkaan valon sironnan hartsijärjestelmässä. Ihanteellinen piiloteho voidaan saavuttaa jopa suhteellisen pienillä lisäysmäärillä.

Maalien valmistajille suurempi peittokyky tarkoittaa, että he voivat vähentää asianmukaisesti lisätyn titaanidioksidin osuutta, mikä optimoi formulointikustannukset. Vastaavat suorituskykyparametrit ovat peittovoima ja sävytysvoimakkuus.

3. Erinomainen ulkosäänkestävyys

Rutiilin luontainen säänkestävyys on parempi kuin anataasi. Korkealaatuinen-kloridi-prosessoitu titaanidioksidi, kun se on päällystetty vastaavalla säänkestävällä-epäorgaanisella pinnoitteella, kestää pitkäaikaista-UV-altistusta, mikä hidastaa liituutumista ja värjäytymistä. Se soveltuu erittäin hyvin ulkotilojen arkkitehtonisille pinnoitteille, -korroosionestomaaleille, autojen pintamaaleille, ulkokäyttöön tarkoitettuihin muoviosiin, jauhemaaleihin ja muihin tuotteisiin, jotka ovat alttiina auringolle ja sateelle pitkiä aikoja.

Tässä on alan muistutus: titaanidioksidin säänkestävyys ei ole täysin riippuvainen valmistusprosessista. Myöhempien alumiinioksidi-, zirkoniumoksidi- ja piidioksidipinnoitteiden koostumussuunnittelulla on ratkaiseva rooli sen sään kestoiässä.

Monilla uusilla ostohenkilöstöllä on väärä käsitys: kaikki on kunnossa niin kauan kuin he hankkivat korkean-puhtauden rutiilititaanidioksidia, joka on tuotettu kloridiprosessilla.

Todellisuudessa hapetusuunista tuoreilla raakatitaanidioksidihiukkasilla on voimakas fotokatalyyttinen aktiivisuus. Jos niitä lisätään suoraan pinnoitteisiin tai muovijärjestelmiin, ne voivat helposti nopeuttaa ympäröivien hartsien vanhenemista. Siksi lähes kaikki kaupallinen titaanidioksidi käy läpi pintapinnoitteen modifikaatioita.

Teollisuuden yleisimpiä epäorgaanisia pinnoitemateriaaleja ovat: alumiinioksidi (Al2O3), piidioksidi (SiO2) ja zirkoniumoksidi (ZrO2). Monet lajikkeet kerrostavat myös orgaanisia pinnoitteita epäorgaanisen pinnoitteen jälkeen.

Eri pinnoitusmenetelmät muuttavat suoraan titaanidioksidin loppupään yhteensopivuutta:

• Alumiinioksidipinnoite:Parantaa ensisijaisesti jauheen kostuvuutta ja dispergoituvuutta öljy{0}}hartseissa;
• Tiheä piidioksidi-alumiinioksidipinnoite:Keskittyy pitkäkestoiseen{0}}säänkestävyyteen, sopii ulkokäyttöön.
• Orgaanisen pinnoitteen muunnos:Parantaa merkittävästi dispersiota muovi- ja masterbatch-järjestelmissä vähentäen valkopiste- ja hiukkasongelmia.

Siksi, kun kysyt kloridi-prosessititaanidioksidin ostamisesta, prosessireitin vahvistamisen lisäksi on tärkeää tiedustella valmistajalta ennakoivasti pintapinnoitteen tyyppiä ja sovittaa se sitten loppupään tuotteisiisi.

1. Pinnoiteteollisuus

Pinnoitteet ovat suurin titaanidioksidin kuluttaja. Kloridi-titaanidioksidia käytetään laajalti tuotteissa, jotka vaativat hyvää ulkonäköä ja kestävyyttä: ulkoseinien pinnoitteissa, teollisissa korroosionestomaaleissa,-teollisissa korroosionestomaaleissa, jauhemaaleissa, autojen alkuperäismaaleissa ja korkeakiiltoisissa pintamaaleissa. Säänkestäviä{5}}muokattuja laatuja suositellaan käytettäväksi ulkopinnoitteissa.

2. Muovit ja valmisseosteollisuus

Polyeteeni (PE), polypropeeni (PP), PVC, ABS, erilaiset tekniset muovit ja valkoiset masterbatsit käyttävät kaikki suuria määriä titaanidioksidia. Muovinkäsittelyssä jauheen dispersiokyky on ensiarvoisen tärkeää. Titaanidioksidin huono dispergoituminen aiheuttaa vikoja, kuten valkoisia pilkkuja, kalansilmiä ja väriläiskiä valmiin tuotteen pinnalle. Ulkokäyttöön tarkoitettujen muovisten rakennusmateriaalien ja PVC-profiilien kellastumisen ja sään kestävyys on myös otettava huomioon.

3. Musteteollisuus

Valkoiset musteet ja vaaleat{0}}väriset painomusteet arvostavat suuresti perusvärin puhtautta ja peittokykyä. Kloridi-prosessin titaanidioksidin valkoisuusetua voidaan hyödyntää täysimääräisesti, kun taas vaaditaan erinomaista yhteensopivuutta titaanidioksidin ja mustehartsien ja liuottimien välillä.

4. Korkealaatuinen-paperiteollisuus

Titaanidioksidin lisääminen korkealaatuiseen-koristepaperiin ja päällystettyyn valkoiseen kartonkiin parantaa paperin valkoisuutta, opasiteettia ja optista rakennetta. Tässä tapauksessa jauheen hiukkaskoon tasaisuus ja dispersion stabiilisuus ovat erityisen tärkeitä.

Monet ostajat, saatuaan valmistajan TDS-tietolomakkeen, keskittyvät välittömästi TiO₂-pitoisuuteen, joka on suurempi tai yhtä suuri kuin 98%. Vaikka puhtaus on tärkeää, pelkkä titaanidioksidipitoisuuden katsominen ei täysin riitä määrittämään, sopiiko tuote formulaatiollesi. Todellinen valinta ja arviointi edellyttävät seuraavien indikaattoreiden kattavaa harkintaa:

1. TiO₂-puhtaus: Jauheen peruspuhtaus;
2. Kidetyyppi: Vahvista rutiilikidemuoto, vältä anataasisekoitetta kiteitä;
3. Pintapinnoitusjärjestelmä: alumiinioksidi, piidioksidi, zirkoniumoksidi tai orgaaninen pinnoite;
4. Valkoisuus ja pohjaväri: Määritä suoraan valmiin tuotteen ulkonäkö;
5. Peittävyys ja sävytyslujuus: Pigmentin tehokkuus, joka liittyy formuloinnin lisäyskustannuksiin;
6. Öljyn absorptio: Avainparametri maalin ja musteen koostumuksen suunnittelussa, joka vaikuttaa lietteen viskositeettiin;
7. Dispersion suorituskyky: Muoveille, musteille ja korkea-{0}}kiintoainepitoisille pinnoitteille tarkoitettu ydinarviointikohde;
8. Partikkelikoko ja hiukkaskokojakauma: Vaikuttaa optisiin efekteihin ja hajoamisen helppouteen;
9. Säänkestävyysluokitus: Suorituskyky, joka on tarkistettava ulkoilutuotteiden osalta;
10. Erän vakaus: Laadunvaihteluiden riski-pitkän aikavälin suuressa{1}}toimituksissa.

Ei ole olemassa yhtä-kokoista-kaikkiin-sopivaa titaanidioksidilaatua. Paras valintatapa on aloittaa loppua ajatellen ja työskennellä taaksepäin valmiin tuotteen sovellusvaatimuksista päätelläksesi suorituskykyindikaattoreita:

• Ulkoseinien pinnoitteet:Aseta etusijalle säänkestävyys, peittokyky, valkoisuus ja dispersion vakaus;
• Muovit ja masterbatsit:Aseta etusijalle dispergoituvuus korkeassa-lämpötiloissa, valkoisuus, sävytyslujuus ja kellastumisenkestävyys;
• Painomusteet:Keskity valkoisuuteen, perusväriin, peittokykyyn ja hartsin yhteensopivuuteen;
• Korkealaatuiset{0}}paperipäällysteet:Kiinnitä huomiota valkoisuuteen, opasiteettiin, hiukkaskoon tasaisuuteen ja veteen dispergoituvuuteen.

Kun kommunikoit tavarantoimittajien kanssa, sen sijaan, että kysyisit epämääräisesti "Mikä on paras kloridi{0}}prosessititaanidioksidilaatusi?", määritä selkeästi myöhemmän vaiheen sovellusskenaariosi, jotta toimittajat voivat valita täsmälleen sopivimman tuotelaadun.

Alalla on tavallista, että kaksi tuotetta merkitään kloridi{0}}prosessorirutiilititaanidioksidiksi, mutta niiden tonnihinnat eroavat huomattavasti. Tämä hintaero johtuu useista tekijöistä: titaanin raaka-ainemalmin lähde, prosessin hallinnan taso klooraus-hapetusvaiheessa, epäpuhtauksien hallintaominaisuudet, hiukkaskoon jakautumisen valvontajärjestelmät, pintapinnoitekoostumukset, jälkikäsittelyprosessit, erän stabiilisuus, tuotemerkin laadunvalvonta, ostotilauksen määrä sekä logistiikka ja pakkausolosuhteet.

Jatkoketjun tehtaan ostajana, älä vertaile vain tonnihintaa, kun vertaat hintoja. On suositeltavaa laskea kattavasti yksikköpeittokustannukset, formulaatioannos, prosessointisaanto ja valmiin tuotteen virhehäviö. Joillakin titaanidioksidituotteilla voi olla hieman korkeampi yksikköhinta, mutta jos ne tarjoavat paremman peittotehokkuuden, vaativat vähemmän annostusta ja ovat vähemmän alttiita valkoisille täplille tuotannon aikana, kokonaistuotantokustannukset voivat olla kustannustehokkaampia.

Tässä on käytännöllinen alan valintaprosessi kokeilu-{0}}ja-virhekulujen vähentämiseksi:

1. Tunnista myöhemmän vaiheen sovellusskenaariot: Selvitä, onko kyseessä pinnoitteet, muoviset perusseokset, musteet, paperinvalmistus vai jauhepinnoitteet;
2. Priorisoi ydintuotteen suorituskyky: ulkopinnoitteissa etusijalle säänkestävyys; muoveille: aseta dispersio etusijalle; musteille etusijalle valkoisuus ja perusväri;
3. Tarkista tuotteen tekninen tietolehti (TDS): Tarkista TiO₂-pitoisuus, kidemuoto, pinnoitetyyppi, valkoisuus, sävytyslujuus, öljyn imeytyminen ja hiukkaskokoparametrit;
4. Pieni-muotoilutestaus: Tämä vaihe on ratkaiseva. Vaikka laboratoriopaperin parametrit olisivat erinomaiset, todellinen suorituskyky saattaa silti poiketa tehtaan ainutlaatuisen hartsi- ja lisäainejärjestelmän vaatimuksista. Ennen suuria-hankintoja, suorita aina pieni-mittakaava testaus näytteillä testataksesi valmiin tuotteen valkoisuutta, peittokykyä, hajontavaikutusta ja säänkestävyyttä. Tee joukkotilaus vain, jos kaikki indikaattorit täyttävät standardit.

Yhteenvetona voidaan todeta, että kloridiprosessilla tuotettu rutiilititaanidioksidi on pohjimmiltaan rutiilititaanidioksidia, joka on tuotettu klooraus-hapetusprosessissa. Sen tärkeimmät edut johtuvat tiukasta epäpuhtauksien hallinnasta koko tuotantolinjalla, tarkasta hiukkaskoon hallinnasta hapetusvaiheessa ja mukautetusta pintapinnoituksesta myöhemmissä vaiheissa. Tämän tuloksena saadaan pigmenttituotteita, joilla on korkea valkoisuus, korkea peittokyky, vakaa dispersio ja erinomainen säänkestävyys, ja ne palvelevat huippuluokan teollisuudenaloja, kuten pinnoitteita, muoveja, musteita ja paperinvalmistusta.

Hankintojen valinnassa tulisi kuitenkin välttää ajattelun ansaan "kloorausprosessi=all-purpose high-titaanidioksidi". Hankintapäätösten tulee noudattaa seuraavia vaiheita: ensin määritetään loppupään hakemustarpeet; toiseksi tunnistaa keskeiset suorituskykyindikaattorit; kolmanneksi näyttö tuotelaatuja; ja lopuksi, varmista tehokkuus näyteformulaatiotestauksella.

Hintoja tiedustellessa sen lisäksi, että varmistetaan, onko kyseessä kloridiprosessilla valmistettu rutiilituote, on myös tarpeen tarkistaa joukko parametreja, kuten pintapinnoituskaavio, hiukkaskoko ja erän stabiilisuus. Kattava arviointi on tarpeen, jotta löydetään titaanidioksidiraaka-aineet, jotka todella sopivat tuotantolinjaasi ja formulaatiojärjestelmääsi.