Що таке рутиловий діоксид титану, отриманий за допомогою хлоридного процесу? Комплексний аналіз виробничого процесу, характеристик і вибір закупівель.

У процесі закупівлі сировини для діоксиду титану багато працівників із закупівель часто стикаються з такими технічними термінами, якРутиловий діоксид титануі Хлорид-Діоксид титану, легко сплутавши поняття рутилового і хлоридного процесу.

Багато людей, побачивши на етикетці «рутил», вважають, що якість продукту однорідна, і роблять замовлення безпосередньо. Однак лише після того, як продукт буде запущено у виробництво для покриттів, пластмас і чорнила, вони виявляють недостатню білизну, нестабільну покривну здатність і невідповідність очікуванням щодо стійкості до погодних умов на відкритому повітрі, що призводить до низки проблем із якістю.

Основна причина полягає в тому, що кінцеві характеристики діоксиду титану визначаються трьома основними факторами: типом кристала, процесом виробництва та обробкою поверхневого покриття. Рутил представляє кристалічну структуру, тоді як хлоридний і сульфатний процеси представляють два абсолютно різні шляхи виробництва. Те двоє не можна ототожнювати.

Хлоридний процес, як основний процес підготовки високо{0}}рутилового діоксиду титану, часто дає продукти діоксиду титану з високою чистотою, низьким вмістом домішок і чудовими оптичними властивостями, що робить його широко придатним для промислових сценаріїв із суворими вимогами до якості. Ця стаття починається з базових понять і поєднує-власний досвід закупівель, щоб детально пояснити процес хлорид-процесу рутилового діоксиду титану від початку до кінця.

Діоксид титану (TiO₂) існує в різних кристалічних формах, але лише дві зазвичай використовуються у великомасштабному-промисловому виробництві: рутил і анатаз.

Навіть якщо їх молекулярні формули ідентичні, різниця в їхній структурі мікроскопічної кристалічної решітки призводить до значного розриву продуктивності.Рутил діоксид титанумає вищий показник заломлення та сильнішу світло-блокуючу здатність, природним чином має чудову білизну, покривну здатність, силу тонування та стійкість до УФ-старіння.

З цієї причини в продуктах, які вимагають- тривалої довговічності, як-от покриття зовнішніх стін, конструкційні пластики, порошкові покриття та автомобільні фарби, майже завжди пріоритетним є рутиловий діоксид титану; в той час як анатаз діоксид титану має меншу стійкість до атмосферних впливів і частіше використовується у внутрішніх стінових покриттях, синтетичних волокнах і деяких щоденних хімічних продуктах.

Ось поширена помилка в закупівельній галузі: рутил — це лише форма кристала, а не процес виробництва.

Рутиловий діоксид титану на ринку можна виробляти за допомогою двох абсолютно різних виробничих ліній: сульфатного процесу та хлоридного процесу. Навіть з однаковою кристалічною формою рутилу діоксид титану, отриманий цими двома процесами, суттєво відрізнятиметься за вмістом домішок, розподілом частинок за розміром, поверхневою активністю та стійкістю до погодних умов.

Тому, запитуючи про ціну, просто запитайте: "Це рутиловий діоксид титану?" далеко не достатньо; важливо підтвердити виробничий процес, щоб уникнути проблем з якістю пізніше.

Процес хлорування є основним способом виробництва високо{0}}діоксиду титану. Основним проміжним продуктом у всій виробничій лінії є тетрахлорид титану (TiCl₄).

Повний процес можна підсумувати таким чином: Реакція хлорування високо{0}}титанової сировини → Утворення сирого тетрахлориду титану → Очищення дистиляцією → Реакція окислення TiCl₄ високої{1}}чистоти → Первинні частинки діоксиду титану → Вологе покриття після-обробки → Фільтрація, сушіння та повітряно-струменеве подрібнення → Готовий титан двоокис

Простіше кажучи, сировина спочатку перетворюється на тетрахлорид титану після реакції хлорування. Неочищений тетрахлорид титану містить різні шкідливі домішки, такі як залізо, ванадій і хром. Ванадій і подібні домішки безпосередньо знижують білизну діоксиду титану. Таким чином, етап дистиляційного очищення є найважливішим аспектом контролю якості в процесі хлорування.

Після очищення тетрахлорид титану високої-чистості надходить у високотемпературний{1}}реактор окислення, де він реагує з киснем, утворюючи діоксид титану та газоподібний хлор. Рівняння реакції: TiCl₄ + O₂ → TiO₂ + Cl₂

Утворений газоподібний хлор можна переробити та повернути на стадію хлорування для подальшого виробництва, що є ключовою особливістю замкнутого -циклового процесу виробництва методом хлорування.

Багатьох цікавить, чому готова продукція рутилового діоксиду титану, що випускається різними виробниками, відрізняється за якістю, хоча всі вони виробляються за допомогою процесу хлорування. Ключ полягає в стадії окислення. Стадія окислення не просто перетворює тетрахлорид титану в порошок діоксиду титану. Виробники часто додають добавки, такі як хлорид алюмінію (AlCl₃) і трихлорид фосфору (PCl₃) на етапі входу окислення.

Основна функція додавання AlCl₃ полягає в тому, щоб викликати утворення кристалів рутилу та одночасно контролювати розмір частинок вихідного діоксиду титану. Оксид алюмінію (Al₂O₃), виявлений у кінцевому продукті діоксиду титану, походить частково з пізнішого покриття поверхні, а частково з джерела алюмінію, доданого на стадії окислення.

Навіть незначні варіації таких параметрів, як температура окислення, час перебування, співвідношення добавки та швидкість потоку газу, можуть змінити мікроскопічний розподіл частинок порошку за розміром, тим самим впливаючи на покривну здатність і здатність до диспергування кінцевого діоксиду титану. Це технічне завдання процесу хлорування.

Обидва процеси можуть отримувати рутиловий діоксид титану, але вони суттєво відрізняються за сировиною, вимогами до обладнання, характеристиками продукції та застосовними сценаріями.

Потік процесу хлорування:Титановий концентрат/високо-титановий шлак → Хлорування до тетрахлориду титану → Дистиляція для видалення домішок → Високо{1}}температурне окислення → Неочищений діоксид титану → Покриття після-обробки → Готовий продукт

Потік сірчаної кислоти:Ільменіт/висок{0}}титановий шлак → Ацидоліз концентрованою сірчаною кислотою → Вилуговування та видалення заліза → Гідроліз до метатитанової кислоти → Промивання водою та відбілювання → Прожарювання для перетворення кристалічної форми → До{1}}обробка → Готовий діоксид титану

Процес хлорування має вищий загальний поріг інвестицій. Етап очищення може ефективно видаляти кольорові домішки, такі як ванадій і хром, що призводить до вищої чистоти та чудової білизни готового продукту. Процес виробництва сірчаної кислоти після багатьох років технологічної ітерації також може виробляти високоякісний-рутиловий діоксид титану, пропонуючи кращу-рентабельність.

Однак ми не можемо узагальнити, що процес хлорування завжди кращий за процес сірчаної кислоти. Вибір сировини та склад покриттів після-обробки також мають значний вплив на кінцеві характеристики діоксиду титану. Основним принципом закупівлі та відбору завжди має бути відповідність фактичному сценарію подальшого застосування, а не покладатися виключно на технологію процесу.

З точки зору заводів із нанесення покриттів і переробки пластмас, виробничий процес є лише довідковою інформацією; їх першочергово хвилюють відчутні переваги, які діоксид титану приносить їхнім рецептам. Кваліфікований хлорований рутиловий діоксид титану зазвичай має такі видатні переваги:

1. Висока білизна та чистий базовий колір

Білизна є найважливішим оптичним показником діоксиду титану. Ефективний процес дистиляції методом хлорування значно знижує вміст забарвлених домішок важких металів. Порошок має більш чистий основний колір, що робить його менш схильним до жовтизни, сірості або синюватих відтінків білих виробів. Білі фарби для зовнішніх стін, високо-глянцеві білі маткові суміші та високоякісні-білі фарби часто пред’являють суворі вимоги щодо білизни.

2. Сильна покривність і висока ефективність фарбування

Основна цінність пігментів з діоксиду титану полягає в їх -здатності приховувати світло. Високо{2}}якісний хлорований діоксид титану має рівномірний розподіл частинок за розміром, що забезпечує ефективне розсіювання світла в системі смоли. Навіть при відносно низьких кількостях додавання можна досягти ідеальної покривної здатності.

Для виробників фарби більш висока покривна здатність означає, що вони можуть належним чином зменшити частку доданого діоксиду титану, оптимізуючи загальні витрати на рецептуру. Відповідними параметрами ефективності є покривність і сила тонування.

3. Чудова стійкість до погодних умов на відкритому повітрі

Стійкість рутилу до погодних умов перевершує анатаз. Високоякісний-процесований хлорид-діоксид титану після покриття відповідним атмосферостійким-неорганічним покриттям може протистояти тривалому-опроміненню ультрафіолетовим випромінюванням, затримуючи крейдування та знебарвлення. Він дуже підходить для зовнішніх архітектурних покриттів, анти{6}}корозійних промислових фарб, автомобільних верхніх покриттів, зовнішніх пластикових деталей, порошкових покриттів та інших продуктів, які піддаються впливу сонця та дощу протягом тривалого часу.

Ось галузеве нагадування: атмосферостійкість діоксиду титану не повністю залежить від процесу виробництва. Рецептура наступних поверхневих покриттів з оксиду алюмінію, оксиду цирконію та кремнезему відіграє вирішальну роль у довговічності його погодних умов.

Багато нових спеціалістів із закупівель мають хибне уявлення: доки вони купують-рутиловий діоксид титану високої чистоти, отриманий за допомогою хлоридного процесу, усе гаразд.

Насправді частки сирого діоксиду титану, щойно отримані з печі окислення, мають сильну фотокаталітичну активність. При безпосередньому додаванні до покриттів або пластикових систем вони можуть легко прискорити старіння оточуючих смол. Тому майже весь комерційний діоксид титану піддається модифікації поверхневого покриття.

Найпоширеніші неорганічні матеріали для покриття в промисловості включають: оксид алюмінію (Al₂O₃), діоксид кремнію (SiO₂) і оксид цирконію (ZrO₂). Багато сортів також наносять органічні покриття після неорганічного покриття.

Різні схеми покриття безпосередньо змінюють сумісність діоксиду титану після потоку:

• Покриття з оксиду алюмінію:Головним чином покращує змочування та диспергування порошку в смолах на масляній- основі;
• Щільне покриття з кремнезему-оксиду алюмінію:Основна увага приділяється -тривалій стійкості до атмосферних впливів, підходить для зовнішніх покриттів;
• Органічна модифікація покриття:Значно покращує дисперсію в пластмасах і маткових сумішах, зменшуючи проблеми з білими плямами та частинками.

Тому, запитуючи про придбання хлорид-діоксиду титану за технологічним процесом, окрім підтвердження маршруту процесу, важливо завчасно запитати у виробника тип покриття поверхні, а потім узгодити його з вашими подальшими продуктами.

1. Промисловість покриттів

Покриття є найбільшим споживачем діоксиду титану. Хлоридний-діоксид титану широко використовується в продуктах, які потребують високого зовнішнього вигляду та довговічності: покриття зовнішніх стін, промислові-антикорозійні фарби, порошкові покриття, фарби для оригінального автомобільного обладнання та -глянцеві фінішні покриття. Стійкі до атмосферних впливів модифіковані сорти кращі для зовнішніх покриттів.

2. Промисловість пластмас і маткових сумішей

Поліетилен (PE), поліпропілен (PP), PVC, ABS, різні конструкційні пластики та білі маткові суміші використовують велику кількість діоксиду титану. У переробці пластмас дисперсійність порошку має першорядне значення. Погана дисперсія діоксиду титану призведе до таких дефектів, як білі плями, «риб’ячі очі» та кольорові плями на поверхні готового продукту. Для зовнішніх пластикових будівельних матеріалів і ПВХ-профілів також слід враховувати стійкість до пожовтіння та атмосферних впливів.

3. Чорнильна промисловість

Білі чорнила та світлі-кольорові друкарські фарби високо цінують чистоту та покривну здатність основного кольору. Перевага білизни хлоридного-діоксиду титану може бути повною мірою використана тут, тоді як необхідна чудова сумісність між діоксидом титану та чорнильними смолами та розчинниками.

4. Високо-паперова промисловість

Додавання діоксиду титану до високоякісного декоративного паперу та крейдованого білого картону покращує білизну, непрозорість і оптичну текстуру паперу. У цьому випадку особливо важливі однорідність розміру частинок порошку і стабільність дисперсії.

Багато покупців, отримавши паспорт TDS від виробника, відразу орієнтуються на вміст TiO₂ більше або дорівнює 98%. Хоча чистота важлива, простого перегляду вмісту діоксиду титану недостатньо, щоб визначити, чи підходить продукт для вашої рецептури. Фактичний вибір і оцінка вимагають комплексного врахування таких показників:

1. Чистота TiO₂: основна чистота порошку;
2. Тип кристала: підтвердьте кристалічну форму рутилу, уникайте змішаних кристалів анатазу;
3. Система покриття поверхні: оксид алюмінію, діоксид кремнію, оксид цирконію або органічне покриття;
4. Білизна та основний колір: безпосередньо визначають візуальний вигляд готового продукту;
5. Непрозорість і міцність відтінку: ефективність пігменту, пов’язана з витратами на додавання рецептури;
6. Маслопоглинання: ключовий параметр у створенні фарби та фарби, що впливає на в’язкість суспензії;
7. Ефективність дисперсії: основний елемент оцінки для пластмас, чорнила та покриттів із високим-твердим вмістом;
8. Розмір частинок і розподіл частинок за розміром: впливає на оптичні ефекти та легкість диспергування;
9. Рейтинг атмосферостійкості: продуктивність, яку необхідно перевірити для виробів, що працюють поза приміщенням;
10. Стабільність партії: ризик коливань якості в довгостроковій-строковій,-великій поставці.

Немає-розміру-підходу-для всіх сортів діоксиду титану. Найкращий підхід до вибору полягає в тому, щоб починати з цілі, працюючи у зворотному напрямку від вимог до застосування готового продукту, щоб визначити показники ефективності:

• Покриття зовнішніх стін:Надайте пріоритет стійкості до атмосферних впливів, здатності покривати, білизні та стабільності дисперсії;
• Пластмаси та маткові суміші:Надавайте перевагу здатності диспергуватися при високій{0}}температурній обробці, білизні, міцності тонування та стійкості до пожовтіння;
• Фарби для друку:Зосередьтеся на білизні, базовому кольорі, покривній здатності та сумісності зі смолою;
• Високоякісні-покриття паперу:Зверніть увагу на білизну, непрозорість, однорідність розміру частинок і здатність диспергуватися у воді.

Спілкуючись із постачальниками, замість того, щоб нечітко запитувати: «Який у вас найкращий сорт хлорид-технологічного діоксиду титану?», чітко вкажіть сценарій подальшого застосування, щоб постачальники могли точно підібрати найбільш відповідний сорт продукту.

У промисловості зазвичай два продукти позначаються як хлорид-процес рутиловий діоксид титану, але їх ціни за тонну значно відрізняються. Ця різниця в ціні зумовлена ​​сукупністю факторів: джерелом титанової сировини, рівнем контролю процесу на стадії хлорування-окислення, можливостями контролю домішок, схемами контролю розподілу частинок за розміром, формулами поверхневих покриттів, процесами-обробки після обробки, стабільністю партії, контролем якості бренду, кількістю замовлення на закупівлю, а також умовами логістики та пакування.

Порівнюючи ціни, порівнюючи ціни, порівнюйте не просто ціну за тонну. Рекомендується комплексно розрахувати вартість одиниці маскування, дозування рецептури, вихід при обробці та втрату браку готового продукту. Деякі продукти з діоксиду титану можуть мати дещо вищу ціну за одиницю, але якщо вони пропонують кращу ефективність маскування, вимагають менше дозування та менш схильні до дефектів білих плям під час виробництва, загальна вартість виробництва може бути економічно-ефективнішою.

Нижче наведено практичний процес вибору галузі, щоб зменшити витрати на спроби-і-помилки:

1. Визначте сценарії подальшого застосування: визначте, чи це для покриттів, пластикових маткових сумішей, чорнила, виготовлення паперу чи порошкових покриттів;
2. Надайте перевагу основним характеристикам продукту: для зовнішніх покриттів надайте пріоритет стійкості до погодних умов; для пластику віддайте перевагу дисперсії; для чорнила віддайте пріоритет білизні та основному кольору;
3. Перегляньте технічний паспорт продукту (TDS): перевірте вміст TiO₂, кристалічну форму, тип покриття, білизну, силу тонування, поглинання масла та параметри розміру частинок;
4. Маломасштабне-тестування складу: цей крок є вирішальним. Навіть якщо параметри лабораторного паперу відмінні, фактична продуктивність все одно може відрізнятися від специфікацій унікальної системи смол і добавок вашого заводу. Перед-великомасштабними закупівлями завжди проводите дрібні-тестування із зразками, щоб перевірити білизну готового продукту, покривну здатність, ефект дисперсії та стійкість до погодних умов. Робіть оптове замовлення тільки в тому випадку, якщо всі показники відповідають нормам.

Підсумовуючи, рутиловий діоксид титану, отриманий за допомогою процесу хлориду, по суті, є рутиловим діоксидом титану, отриманим за допомогою процесу хлорування-окислення. Його основні переваги випливають із суворого контролю домішок на всій виробничій лінії, точного контролю розміру частинок на стадії окислення та індивідуального покриття поверхні на наступних стадіях. Завдяки цьому пігментні продукти мають високу білизну, високу покривну здатність, стабільну дисперсію та чудову стійкість до атмосферних впливів, які використовуються у високо-промислових галузях, таких як покриття, пластмаси, чорнило та виробництво паперу.

Однак під час вибору закупівлі слід уникати думки про те, що "процес хлорування=універсального-високого-діоксиду титану". Рішення щодо закупівель повинні прийматися за такими кроками: по-перше, визначити потреби в застосуванні на нижньому рівні; по-друге, визначити ключові показники ефективності; по-третє, сорти сортування продукції; і, нарешті, перевірте ефективність шляхом тестування складу зразка.

При запиті про ціни, окрім підтвердження того, чи це рутиловий продукт, виготовлений за допомогою хлоридного процесу, також необхідно перевірити низку параметрів, таких як схема покриття поверхні, розмір частинок і стабільність партії. Необхідна комплексна оцінка, щоб знайти сировину для діоксиду титану, яка справді підходить для вашої виробничої лінії та системи рецептури.