Mis on rutiil-titaandioksiid, mida toodetakse kloriidprotsessi käigus? Selle tootmisprotsessi, jõudlusnäitajate ja hankevaliku põhjalik analüüs.

Titaandioksiidi tooraine hankimisel puutuvad paljud ostutöötajad sageli kokku selliste tehniliste mõistetega naguRutiiltitaandioksiidja Kloriidi{0}}töötlemine titaandioksiidiga, ajades rutiili ja kloriidiprotsessi mõisted kergesti segi.

Paljud inimesed, nähes etiketil "rutiili", eeldavad, et toote kvaliteet on ühtlane ja esitavad tellimusi otse. Kuid alles pärast seda, kui toode on kattekihtide, plastide ja tintide tootmiseks kasutusele võetud, avastavad nad ebapiisava valgesuse, ebastabiilse peitevõime ja välistingimustes ilmastikukindluse ootustele mittevastavuse, mis toob kaasa rea ​​kvaliteediprobleeme.

Peamine põhjus on see, et titaandioksiidi lõpliku jõudluse määravad kolm peamist tegurit: kristallitüüp, tootmisprotsess ja pinnakatte töötlemine. Rutiil esindab kristallstruktuuri, kloriidi- ja sulfaadiprotsessid aga kahte täiesti erinevat tootmisviisi. Neid kahte ei saa samastada.

Kloriidiprotsess, mis on kõrgekvaliteedilise-rutiiltitaandioksiidi põhiline ettevalmistusprotsess, toodab sageli kõrge puhtusastme, vähese lisandisisaldusega ja suurepäraste optiliste omadustega titaandioksiidi tooteid, mis muudab selle laialdaselt sobivaks rangete kvaliteedinõuetega tööstuslike stsenaariumide jaoks. See artikkel algab põhikontseptsioonidega ja ühendab esmase-hankekogemuse, et selgitada põhjalikult rutiil-titaandioksiidi kloriidi-töötlemise protsessi algusest lõpuni.

Titaandioksiid (TiO₂) eksisteerib erinevates kristallvormides, kuid laiaulatuslikus{0}}tööstuslikus tootmises kasutatakse tavaliselt ainult kahte: rutiili ja anataasi.

Isegi kui nende molekulaarvalemid on identsed, põhjustab erinevus nende mikroskoopilises kristallvõre struktuuris märkimisväärse jõudluse puudujäägi.Rutiil-titaandioksiidsellel on kõrgem murdumisnäitaja ja tugevam valgust{0}}blokeeriv võime, millel on loomulikult suurepärane valgedus, peitevõime, toonimistugevus ja vastupidavus UV-kiirguse vananemisele.

Seetõttu eelistavad pikaajalist-vastupidavust nõudvad tooted, nagu välisseinakatted, insenerplastid, pulbervärvid ja autovärvid, peaaegu alati rutiiltitaandioksiidi; samas kui anataasi titaandioksiidil on nõrgem ilmastikukindlus ja seda kasutatakse sagedamini siseseinte katetes, sünteetilistes kiududes ja mõnedes igapäevastes keemiatoodetes.

Siin on ostutööstuses levinud eksiarvamus: rutiil on ainult kristallvorm, mitte tootmisprotsess.

Turul olevat rutiiltitaandioksiidi saab toota kahel täiesti erineval tootmisliinil: sulfaat- ja kloriidprotsessil. Isegi sama rutiili kristallivormi korral erineb kahe protsessi käigus toodetud titaandioksiid oluliselt lisandite sisalduse, osakeste suuruse jaotuse, pinnaaktiivsuse ja ilmastikukindluse poolest.

Seetõttu küsige hinnakujunduse kohta lihtsalt küsimust "Kas see on rutiiltitaandioksiid?" ei ole kaugeltki piisav; kvaliteediprobleemide vältimiseks on oluline tootmisprotsess kinnitada.

Kloorimisprotsess on kõrgekvaliteedilise{0}}titaandioksiidi tootmise peamine viis. Kogu tootmisliini põhiline vaheühend on titaantetrakloriid (TiCl4).

Protsessi täieliku voolu võib kokku võtta järgmiselt: kõrge{0}}titaanisisaldusega tooraine kloorimisreaktsioon → Toortitaantetrakloriidi teke → destilleerimisel puhastamine → kõrge{1}}puhtusastmega TiCl₄ oksüdatsioonireaktsioon → titaandioksiidi primaarsed osakesed → järel{2}}märg jahvatamine, filtreerimine ja kuivatamine, õhuga katmine titaandioksiid

Lihtsamalt öeldes muundatakse tooraine pärast kloorimisreaktsiooni esmalt titaantetrakloriidiks. Toortitaantetrakloriid sisaldab mitmesuguseid kahjulikke lisandeid, nagu raud, vanaadium ja kroom. Vanaadium ja sarnased lisandid vähendavad otseselt titaandioksiidi valget värvi. Seetõttu on destilleerimise puhastamise etapp kloorimisprotsessi kvaliteedikontrolli kõige olulisem aspekt.

Pärast puhastamist juhitakse kõrge -puhtusastmega titaantetrakloriid kõrgtemperatuursesse-oksüdatsioonireaktorisse, kus see reageerib hapnikuga, tekitades titaandioksiidi ja kloori. Reaktsioonivõrrand on: TiCl4 + O2 → TiO2 + Cl2

Tekkinud kloorigaasi saab ringlusse võtta ja edasiseks tootmiseks kloorimisetappi tagasi suunata, mis on kloorimismeetodi suletud-ahela tootmisprotsessi põhifunktsioon.

Paljud inimesed imestavad, miks eri tootjate toodetud rutiiltitaandioksiidist valmistatud valmistoodete kvaliteet on erinev, kuigi need kõik on toodetud kloorimisprotsessi abil. Võti peitub oksüdatsioonifaasis. Oksüdatsioonietapp ei muuda titaantetrakloriidi lihtsalt titaandioksiidi pulbriks. Tootjad lisavad oksüdatsiooni sisselaskefaasis sageli lisandeid, nagu alumiiniumkloriid (AlCl3) ja fosfortrikloriid (PCl3).

AlCl3 lisamise põhiülesanne on indutseerida rutiili kristallide moodustumist ja samaaegselt kontrollida algsete titaandioksiidi osakeste suurust. Titaandioksiidi lõpptootes tuvastatud alumiiniumoksiid (Al2O3) pärineb osaliselt hilisemast pinnakattest ja osaliselt oksüdatsioonifaasis lisatud alumiiniumiallikast.

Isegi väikesed kõikumised parameetrites, nagu oksüdatsioonitemperatuur, viibimisaeg, lisandite suhe ja gaasi voolukiirus, võivad muuta pulbri mikroskoopilist osakeste suuruse jaotust, mõjutades seeläbi lõpliku titaandioksiidi peitevõimet ja hajutatavust. See on kloorimisprotsessi tehniline väljakutse.

Mõlemad protsessid võivad toota rutiiltitaandioksiidi, kuid need erinevad oluliselt toorainete, seadmenõuete, tooteomaduste ja kohaldatavate stsenaariumide poolest.

Kloorimisprotsessi käik:Titaani kontsentraat/kõrge-titaani räbu → Kloorimine titaantetrakloriidiks → Destilleerimine lisandite eemaldamiseks → Kõrgel-temperatuuril oksüdatsioon → Toortitaandioksiid → Järel-töötluse kate → Valmistoode

Väävelhappe protsessi voog:Ilmeniit/kõrge-titaani räbu → Kontsentreeritud väävelhappe atsidolüüs → Leostumine ja raua eemaldamine → Hüdrolüüs metatitaanhappeks → Veepesu ja pleegitamine → Kaltsineerimine kristallvormi muundamiseks → Järel-töötlus → Valmis titaandioksiid

Kloorimisprotsessil on kõrgem üldine investeerimislävi. Puhastusetapis saab tõhusalt eemaldada värvilised lisandid, nagu vanaadium ja kroom, mille tulemuseks on suurem puhtus ja lõpptoote parem valgesus. Väävelhappeprotsess võib pärast aastaid kestnud tehnoloogilist iteratsiooni toota ka kvaliteetset-rutiiltitaandioksiidi, pakkudes paremat kulu-efektiivsust.

Siiski ei saa me üldistada, et kloorimisprotsess on alati parem kui väävelhappeprotsess. Toormaterjalide valik ja järeltöötlemise katete koostis- avaldavad samuti olulist mõju titaandioksiidi lõpptulemusele. Hanke ja valiku esmane põhimõte peaks alati olema vastavusse viimine tegeliku järgneva rakenduse stsenaariumiga, selle asemel, et tugineda üksnes protsessitehnoloogiale.

Järgmiste kattekihtide ja plastitöötlemistehaste vaatenurgast on tootmisprotsess vaid taustteave; nende peamine mure on käegakatsutav kasu, mida titaandioksiid nende koostistele annab. Kvalifitseeritud klooritud rutiiltitaandioksiidil on üldiselt järgmised silmapaistvad eelised:

1. Kõrge valgesus ja puhas põhivärv

Valgedus on titaandioksiidi kõige olulisem optiline näitaja. Kloorimismeetodi tõhus destilleerimisprotsess vähendab oluliselt värviliste raskmetallide lisandite sisaldust. Pulbril on puhtam põhivärv, mis muudab selle valgete toodete puhul vähem altid kollaseks, halliks või sinakaks. Valged välisseinavärvid, kõrgläikega valged põhisegud-ja kõrgekvaliteetne-valge tint seavad sageli valgedusele ranged nõuded.

2. Tugev peitevõime ja kõrge värvitõhusus

Titaandioksiidi pigmentide põhiväärtus seisneb nende valguses{0}}peitmises. Kvaliteetsel -klooritud titaandioksiidil on ühtlane osakeste suuruse jaotus, mis võimaldab tõhusat valguse hajumist vaigusüsteemis. Isegi suhteliselt väikeste lisatavate koguste korral on võimalik saavutada ideaalne peitevõime.

Värvitootjate jaoks tähendab suurem peitevõime, et nad saavad lisatud titaandioksiidi osakaalu asjakohaselt vähendada, optimeerides üldisi koostiskulusid. Vastavad jõudlusparameetrid on peitejõud ja toonimistugevus.

3. Suurepärane välistingimustes vastupidavus

Rutiilile omane ilmastikukindlus ületab anataasi. Kvaliteetne-kloriidi-töödeldud titaandioksiid võib pärast ilmastikukindla-anorgaanilise kattega katmist taluda pikaajalist- UV-kiirgust, mis aeglustab kriidi teket ja värvimuutust. See sobib suurepäraselt välistingimustes kasutatavate arhitektuursete katete, -korrosioonivastaste tööstusvärvide, autode pealisvärvide, välistingimustes kasutatavate plastosade, pulbervärvide ja muude toodete jaoks, mis on pikka aega päikese ja vihma käes.

Siin on tööstuse meeldetuletus: titaandioksiidi ilmastikukindlus ei sõltu täielikult tootmisprotsessist. Järgnevate alumiiniumoksiidi, tsirkooniumoksiidi ja ränidioksiidi pinnakatete koostisel on määrav roll selle ilmastikutingimustes.

Paljudel uutel ostutöötajatel on eksiarvamus: seni, kuni nad omandavad kloriidiprotsessi käigus toodetud kõrge-puhtusastmega rutiiltitaandioksiidi, on kõik korras.

Tegelikkuses on oksüdeerimisahjust värskelt saadud toores titaandioksiidi osakestel tugev fotokatalüütiline aktiivsus. Kui need lisatakse otse katetele või plastisüsteemidele, võivad need kergesti kiirendada ümbritsevate vaikude vananemist. Seetõttu läbib peaaegu kogu kaubanduses olev titaandioksiid pinnakatte modifikatsiooni.

Tööstuses levinumad anorgaanilised kattematerjalid on: alumiiniumoksiid (Al2O3), ränidioksiid (SiO₂) ja tsirkooniumoksiid (ZrO₂). Paljud klassid asetavad anorgaanilise katte järel ka orgaanilised katteained.

Erinevad katmisskeemid muudavad otseselt titaandioksiidi kokkusobivust allavoolu:

• Alumiiniumoksiidi kate:Parandab peamiselt pulbri märgavust ja dispergeeritavust õli{0}}põhistes vaikudes;
• Tihe ränidioksiidi{0}}alumiiniumoksiidkate:Keskendub kauakestvale-ilmastikukindlusele, sobib kasutamiseks välistingimustes;
• Orgaanilise katte modifikatsioon:Parandab märkimisväärselt dispersiooni plastides ja põhisegu süsteemides, vähendades valgete laikude ja osakeste probleeme.

Seega, kui küsite kloriidi-protsessi titaandioksiidi ostmise kohta, on lisaks protsessitee kinnitamisele oluline ka ennetavalt küsida tootjalt pinnakatte tüübi kohta ja seejärel sobitada see oma järgnevate toodetega.

1. Kattetööstus

Pinnakatted on suurimad titaandioksiidi tarbijad. Kloriidi-töötlemisel kasutatavat titaandioksiidi kasutatakse laialdaselt toodetes, mis nõuavad kõrget välimust ja vastupidavust: välisseinakatted, tööstuslikud korrosioonivastased värvid-, pulbervärvid, autode originaalvarustuse värvid ja kõrgläikega pealisvärvid. Välistingimustes kasutatavate katete jaoks eelistatakse ilmastikukindlaid modifitseeritud klasse.

2. Plasti- ja põhisegutööstus

Polüetüleen (PE), polüpropüleen (PP), PVC, ABS, erinevad insenerplastid ja valged põhisegud kasutavad suures koguses titaandioksiidi. Plastitöötlemisel on pulbri dispersioonivõime esmatähtis. Titaandioksiidi halb dispersioon põhjustab valmistoote pinnal defekte, nagu valged laigud, kalasilmad ja värvilaigud. Välistingimustes kasutatavate plastist ehitusmaterjalide ja PVC-profiilide puhul tuleb arvestada ka kollasuse ja ilmastikukindlusega.

3. Tinditööstus

Valged tindid ja heledad{0}}värvilised trükivärvid hindavad kõrgelt põhivärvi puhtust ja peitevõimet. Kloriidi-protsessi titaandioksiidi valgeduse eelist saab siin täielikult ära kasutada, samas kui titaandioksiidi ning tindivaikude ja lahustite vahel on vajalik suurepärane ühilduvus.

4. Kvaliteetne-paberitööstus

Titaandioksiidi lisamine kvaliteetsele-dekoratiivpaberile ja kaetud valgele papile parandab paberi valgedust, läbipaistmatust ja optilist tekstuuri. Sel juhul on eriti oluline pulbri osakeste suuruse ühtlus ja dispersiooni stabiilsus.

Paljud ostjad keskenduvad tootja TDS-i andmelehe saamisel kohe TiO₂ sisaldusele, mis on suurem või võrdne 98%. Kuigi puhtus on oluline, ei piisa lihtsalt titaandioksiidi sisalduse vaatamisest, et teha kindlaks, kas toode sobib teie koostisega. Tegelik valik ja hindamine nõuavad järgmiste näitajate põhjalikku kaalumist:

1. TiO₂ puhtus: pulbri põhipuhtus;
2. Kristalli tüüp: kinnitage rutiilkristallide vorm, vältige anataasi segakristalle;
3. Pinnakatte süsteem: alumiiniumoksiid, ränidioksiid, tsirkooniumoksiid või orgaaniline kate;
4. Valgedus ja alusvärv: määrake otse valmistoote visuaalne välimus;
5. Läbipaistmatus ja toonimistugevus: pigmendi tõhusus, mis on seotud koostise lisamise kuludega;
6. Õli imendumine: värvi ja tindi koostise disaini põhiparameeter, mis mõjutab suspensiooni viskoossust;
7. Dispersioonijõudlus: põhiline hindamiselement plastide, tindi ja suure -tahkesisaldusega kattekihtide jaoks;
8. Osakeste suurus ja osakeste suuruse jaotus: mõjutab optilisi efekte ja hajutamise lihtsust;
9. Ilmastikukindluse reiting: toimivus, mida tuleb välistingimustes kasutatavate toodete puhul kontrollida;
10. Partii stabiilsus: kvaliteedikõikumiste oht-pikaajaliste ja suurte{1}}tarnete mahus.

Ühte-suuruses-sobivat-titaandioksiidi ei ole olemas. Parim valikuviis on alustada lõppu silmas pidades, töötades oma valmistoote rakendusnõuetest tagasi, et tuletada toimivusnäitajaid.

• Välisseinte katted:Eelistage ilmastikukindlust, peitevõimet, valget värvi ja hajumise stabiilsust;
• Plastid ja põhisegud:Eelistage hajutatavust kõrgel-temperatuuril töötlemisel, valget värvi, toonimistugevust ja kollasusekindlust;
• Trükivärvid:Keskenduge valgedusele, põhivärvile, peitevõimele ja vaigu ühilduvusele;
• Kõrgekvaliteedilised{0}}paberikatted:Pöörake tähelepanu valgedusele, läbipaistmatusest, osakeste suuruse ühtlusele ja vees hajutatavusele.

Tarnijatega suheldes, selle asemel, et küsida ähmaselt „Milline on teie parim kloriidi{0}}klass titaandioksiidi töötlemisel?”, täpsustage selgelt oma järgmise etapi rakenduse stsenaarium, et tarnijad saaksid täpselt sobitada kõige sobivama tooteklassi.

Tööstuses on tavaline, et kaks toodet märgistatakse kloriid{0}}rutiil-titaandioksiidina, kuid nende tonnihinnad erinevad oluliselt. See hinnavahe on tingitud mitmest teguritest: titaani tooraine maagi allikas, protsessi kontrollimise tase kloorimise-oksüdatsioonifaasis, lisandite kontrollimise võimalused, osakeste suuruse jaotuse kontrolliskeemid, pinnakatte koostised, järeltöötlusprotsessid, partii stabiilsus, kaubamärgi kvaliteedi kontroll, ostutellimuse kogus ning logistika ja pakendamise tingimused.

Alljärgneva tehase ostjana ärge hindade võrdlemisel võrrelge lihtsalt tonni hinda. Soovitatav on põhjalikult arvutada ühiku maskeerimiskulu, koostise annus, töötlemise saagis ja valmistoote defektide kadu. Mõne titaandioksiidi toote ühikuhind võib olla veidi kõrgem, kuid kui need pakuvad paremat maskeerimistõhusust, vajavad väiksemat annust ja neil on tootmise ajal vähem valgeid laike, võib tootmiskulud olla kuluefektiivsemad.

Siin on praktiline valdkonna valikuprotsess proovi{0}}- ja-tõrkekulude vähendamiseks.

1. Tuvastage allavoolu kasutusstsenaariumid: tehke kindlaks, kas see on kattekihtide, plastist põhisegu, tindi, paberi valmistamise või pulbervärvimise jaoks;
2. Seadke esikohale põhitoote jõudlus: välistingimustes kasutatavate katete puhul seadke esikohale ilmastikukindlus; plastide puhul eelistage hajutamist; tindi puhul eelistage valget ja põhivärvi;
3. Vaadake üle toote tehniline andmeleht (TDS): kontrollige TiO₂ sisaldust, kristallivormi, katte tüüpi, valgedust, toonimistugevust, õli neeldumist ja osakeste suuruse parameetreid;
4. Väikese-skaala koostise testimine: see samm on ülioluline. Isegi kui laboripaberi parameetrid on suurepärased, võib tegelik jõudlus siiski erineda teie tehase ainulaadse vaigu ja lisandite süsteemi spetsifikatsioonidest. Enne suuremahulist-hankimist tehke alati proovidega väikeses-mahus testimine, et testida valmistoote valget-võimet, hajuvusefekti ja ilmastikukindlust. Tehke hulgitellimus ainult siis, kui kõik näitajad vastavad standarditele.

Kokkuvõtteks võib öelda, et kloriidprotsessi käigus toodetud rutiiltitaandioksiid on põhiliselt rutiiltitaandioksiid, mis on toodetud kloorimise{0}}oksüdatsiooniprotsessi käigus. Selle peamised eelised tulenevad rangest lisandite kontrollist kogu tootmisliinil, täpsest osakeste suuruse kontrollist oksüdatsioonifaasis ja kohandatud pinnakattest hilisemates etappides. Selle tulemuseks on suure valgevuse, suure peitevõime, stabiilse dispersiooni ja suurepärase ilmastikukindlusega pigmenditooted, mis teenindavad kõrgetasemelisi-tööstuse sektoreid, nagu pinnakatted, plast, tindid ja paberitootmine.

Hanke valikul tuleks siiski vältida sattumist mõttelõksu, mille kohaselt on kloorimisprotsess=universaalne-kvaliteetne-titaandioksiid. Hankeotsused peaksid järgima järgmisi samme: esiteks määrake kindlaks järgnevate rakenduste vajadused; teiseks määrake kindlaks peamised tulemusnäitajad; kolmandaks ekraanitoodete klassid; ja lõpuks kontrollige tõhusust proovi koostise testimise teel.

Hindade kohta küsides tuleb lisaks sellele, et tegemist on kloriidprotsessi käigus toodetud rutiiltootega, kontrollida ka mitmeid parameetreid, nagu pinnakatte skeem, osakeste suurus ja partii stabiilsus. Igakülgne hindamine on vajalik, et leida titaandioksiidi toorained, mis sobivad teie tootmisliini ja koostise süsteemiga.