Какво представлява рутилният титанов диоксид, произведен чрез хлоридния процес? Цялостен анализ на производствения процес, характеристиките на изпълнение и избора на поръчки.

В процеса на набавяне на суровини от титанов диоксид, много служители по закупуване често срещат технически термини катоРутил титанов диоксиди Хлорид-процес Титанов диоксид, лесно обърквайки понятията рутил и хлориден процес.

Много хора, виждайки "рутил" на етикета, приемат, че качеството на продукта е еднакво и правят поръчки директно. Въпреки това, едва след като продуктът бъде пуснат в производство за покрития, пластмаси и мастила, те откриват недостатъчна белота, нестабилна покривност и неуспех да отговорят на очакванията за устойчивост на външни атмосферни влияния, което води до поредица от проблеми с качеството.

Основната причина е, че крайната производителност на титановия диоксид се определя от три основни фактора: тип кристал, производствен процес и обработка на повърхностното покритие. Рутилът представлява кристалната структура, докато хлоридните и сулфатните процеси представляват два напълно различни производствени пътя. Двете не могат да се приравняват.

Хлоридният процес, като основен процес на приготвяне на рутилов титанов диоксид от висок клас, често произвежда продукти от титанов диоксид с висока чистота, ниско съдържание на примеси и отлични оптични свойства, което го прави широко подходящ за промишлени сценарии със строги изисквания за качество. Тази статия започва с основни понятия и съчетава-натрупан опит от първа ръка, за да обясни подробно процеса на хлорид-процес рутил титанов диоксид от началото до края.

Титанов диоксид (TiO₂) съществува в различни кристални форми, но само две се използват често в широкомащабно-промишлено производство: рутил и анатаз.

Дори ако техните молекулни формули са идентични, разликата в структурата на тяхната микроскопична кристална решетка води до значителна разлика в производителността.Рутилов титанов диоксидима по-висок индекс на пречупване и по-силна способност за -блокиране на светлината, естествено притежаващ отлична белота, покривност, сила на тониране и устойчивост на UV стареене.

Поради тази причина продуктите, изискващи -дългосрочна издръжливост, като покрития за външни стени, инженерни пластмаси, прахови покрития и автомобилни бои, почти винаги дават приоритет на рутилния титанов диоксид; докато анатазният титанов диоксид има по-слаба устойчивост на атмосферни влияния и се използва по-често във вътрешни покрития за стени, синтетични влакна и някои ежедневни химически продукти.

Ето едно често срещано погрешно схващане в покупателната индустрия: рутилът е само кристална форма, а не производствен процес.

Рутиловият титанов диоксид на пазара може да бъде произведен чрез две напълно различни производствени линии: сулфатен процес и хлориден процес. Дори при една и съща кристална форма на рутил, титановият диоксид, произведен от двата процеса, ще се различава значително по съдържание на примеси, разпределение на размера на частиците, повърхностна активност и устойчивост на атмосферни влияния.

Ето защо, когато питате за ценообразуването, просто попитайте "Това рутилов титанов диоксид ли е?" далеч не е достатъчно; важно е да потвърдите производствения процес, за да избегнете проблеми с качеството по-късно.

Процесът на хлориране е основният начин за производство на високо{0}}титанов диоксид. Основният междинен продукт в цялата производствена линия е титанов тетрахлорид (TiCl₄).

Пълният поток на процеса може да бъде обобщен, както следва: Реакция на хлориране на високо-титанова суровина → Генериране на суров титанов тетрахлорид → Дестилационно пречистване → Реакция на окисляване на TiCl₄ с висока-чистота → Първични частици титанов диоксид → Мокро покритие след-третиране → Филтриране, сушене и мелене с въздушна струя → Завършен титан диоксид

Просто казано, суровината първо се превръща в титанов тетрахлорид след реакцията на хлориране. Суровият титанов тетрахлорид съдържа различни вредни примеси като желязо, ванадий и хром. Ванадий и подобни примеси директно намаляват белотата на титановия диоксид. Следователно етапът на дестилационно пречистване е най-важният аспект от контрола на качеството в процеса на хлориране.

След пречистване титановият тетрахлорид с висока-чистота се подава във високо{1}}реактор за окисляване, където реагира с кислорода, за да се получи титанов диоксид и хлорен газ. Уравнението на реакцията е: TiCl₄ + O₂ → TiO₂ + Cl₂

Генерираният хлорен газ може да бъде рециклиран и върнат в етапа на хлориране за по-нататъшно производство, ключова характеристика на производствения процес със затворен-цикл на метода на хлориране.

Много хора се чудят защо готовите продукти от рутилов титанов диоксид, произведени от различни производители, се различават по качество, въпреки че всички те са произведени чрез процеса на хлориране. Ключът е в етапа на окисление. Етапът на окисление не просто превръща титановия тетрахлорид в титанов диоксид на прах. Производителите често добавят добавки като алуминиев хлорид (AlCl3) и фосфорен трихлорид (PCl3) по време на входния етап на окисляване.

Основната функция на добавянето на AlCl3 е да индуцира образуването на рутилови кристали и едновременно с това да контролира размера на частиците на оригиналните частици титанов диоксид. Алуминиевият оксид (Al2O3), открит в крайния продукт титанов диоксид, идва отчасти от по-късното повърхностно покритие и отчасти от източника на алуминий, добавен по време на етапа на окисление.

Дори леки вариации в параметри като температура на окисление, време на престой, съотношение на добавките и скорост на газовия поток могат да променят микроскопичното разпределение на размера на частиците на праха, като по този начин повлияят на покривната способност и диспергируемостта на крайния титанов диоксид. Това е техническото предизвикателство на процеса на хлориране.

И двата процеса могат да произвеждат рутилов титанов диоксид, но се различават значително по отношение на суровините, изискванията към оборудването, характеристиките на продукта и приложимите сценарии.

Процес на хлориране:Титанов концентрат/висок-титанова шлака → Хлориране до титанов тетрахлорид → Дестилация за отстраняване на примеси → Високо{1}}температурно окисляване → Суров титанов диоксид → Покритие след-третиране → Краен продукт

Процес на сярна киселина:Илменит/висок-титанова шлака → Ацидолиза със сярна киселина → Излугване и отстраняване на желязо → Хидролиза до метатитанова киселина → Промиване с вода и избелване → Калциниране за превръщане на кристална форма → Пост{1}}обработка → Готов титанов диоксид

Процесът на хлориране има по-висок общ инвестиционен праг. Етапът на пречистване може ефективно да премахне цветни примеси като ванадий и хром, което води до по-висока чистота и превъзходна белота на крайния продукт. Процесът със сярна киселина, след години на технологична итерация, може също така да произведе високо-качествен рутилов титанов диоксид, предлагайки по-добра-ефективност на разходите.

Не можем обаче да обобщим, че процесът на хлориране винаги е по-добър от процеса със сярна киселина. Изборът на суровини и формулировката на покритията след -обработка също оказват значително влияние върху крайните характеристики на титановия диоксид. Основният принцип за доставка и подбор трябва винаги да съответства на действителния сценарий на приложение надолу по веригата, вместо да разчита единствено на технологията на процеса.

От гледна точка на последващите покрития и заводите за преработка на пластмаси, производственият процес е просто основна информация; тяхната основна грижа са осезаемите ползи, които титановият диоксид носи на техните формулировки. Квалифицираният хлориран рутилов титанов диоксид обикновено притежава следните изключителни предимства:

1. Висока белота и чист основен цвят

Белотата е най-основният оптичен индикатор на титановия диоксид. Ефективният процес на дестилация на метода на хлориране значително намалява съдържанието на оцветени примеси от тежки метали. Пудрата има по-чист основен цвят, което я прави по-малко склонна към пожълтяване, посивяване или синкав оттенък в белите продукти. Белите бои за външни стени, високо-гланцовите бели мастербачи и високо-качествените бели мастила често имат строги изисквания за белота.

2. Силна покривност и висока ефективност на оцветяване

Основната стойност на пигментите с титанов диоксид се крие в тяхната-скриваща светлина способност. Високо{2}}качественият хлориран титанов диоксид има равномерно разпределение на размера на частиците, което позволява ефективно разсейване на светлината в системата от смола. Дори при относително ниски добавени количества може да се постигне идеална покривност.

За производителите на бои по-високата покриваща способност означава, че те могат да намалят по подходящ начин дела на добавения титанов диоксид, оптимизирайки общите разходи за формула. Съответните експлоатационни параметри са покривност и сила на оцветяване.

3. Отлична устойчивост на атмосферни влияния на открито

Присъщата на рутила устойчивост на атмосферни влияния е по-добра от анатаза. Високо{1}}качественият хлориден-титанов диоксид, след като бъде покрит със съответстващо устойчиво на атмосферни влияния-неорганично покритие, може да издържи на дългосрочно-излагане на ултравиолетови лъчи, като забавя образуването на тебешир и обезцветяването. Той е изключително подходящ за външни архитектурни покрития, анти{6}}корозионни индустриални бои, автомобилни горни покрития, външни пластмасови части, прахови покрития и други продукти, изложени на слънце и дъжд за продължителни периоди.

Ето едно напомняне от индустрията: устойчивостта на атмосферни влияния на титановия диоксид не зависи изцяло от производствения процес. Дизайнът на формулата на последващите повърхностни покрития от алуминий, циркониев оксид и силициев диоксид играе решаваща роля за продължителността на живота му при атмосферни условия.

Много нови служители по закупуване имат погрешно схващане: че докато придобиват рутилов титанов диоксид с висока-чистота, произведен чрез хлоридния процес, всичко е наред.

В действителност, необработените частици титанов диоксид, пресни от окислителната пещ, имат силна фотокаталитична активност. Ако се добавят директно към покрития или пластмасови системи, те могат лесно да ускорят стареенето на околните смоли. Следователно, почти целият търговски титанов диоксид се подлага на модификация на повърхностното покритие.

Най-често срещаните неорганични материали за покритие в индустрията включват: алуминиев оксид (Al2O3), силициев диоксид (SiO₂) и циркониев оксид (ZrO₂). Много степени също нанасят органични покриващи агенти след неорганичното покритие.

Различните схеми на покритие директно променят съвместимостта надолу по веригата на титановия диоксид:

• Алуминиево покритие:Основно подобрява омокрянето и диспергируемостта на праха в смоли на основата на масло-;
• Плътно силициево-алуминиево покритие:Фокусира се върху дълготрайната -устойчивост на атмосферни влияния, подходяща за външни покрития;
• Органична модификация на покритието:Значително подобрява дисперсията в пластмаси и системи за мастербачи, намалявайки проблемите с белите петна и частиците.

Ето защо, когато питате за закупуване на хлоридно-технологичен титанов диоксид, в допълнение към потвърждаването на пътя на процеса, от съществено значение е проактивно да попитате за типа повърхностно покритие от производителя и след това да го съпоставите с вашите продукти надолу по веригата.

1. Производство на покрития

Покритията са най-големият потребител на титанов диоксид. Хлорид-титановият диоксид се използва широко в продукти, изискващи висок външен вид и издръжливост: покрития за външни стени, промишлени анти{2}}корозионни бои, прахови покрития, бои за оригинално автомобилно оборудване и високо-гланцови покрития. Модифицираните-устойчиви на атмосферни влияния видове се предпочитат за състави за външно покритие.

2. Производство на пластмаси и мастербачи

Полиетилен (PE), полипропилен (PP), PVC, ABS, различни инженерни пластмаси и бели мастербачи използват големи количества титанов диоксид. При обработката на пластмаси дисперсионната производителност на праха е от първостепенно значение. Лошата дисперсия на титанов диоксид ще доведе до дефекти като бели петна, рибешки очи и цветни петна по повърхността на крайния продукт. За външни пластмасови строителни материали и PVC профили трябва да се има предвид и устойчивостта на пожълтяване и атмосферни влияния.

3. Мастилена индустрия

Белите мастила и светло{0}}цветните мастила за печат ценят високо чистотата и покривността на основния цвят. Предимството на белотата на титановия диоксид от хлорид-процеса може да се използва напълно тук, докато е необходима отлична съвместимост между титановия диоксид и мастилените смоли и разтворители.

4. Хартиена-промишленост от висок клас

Добавянето на титанов диоксид към високо{0}}декоративната хартия и белия картон с покритие подобрява белотата, непрозрачността и оптичната текстура на хартията. В този случай еднаквостта на размера на частиците на праха и стабилността на дисперсията са особено важни.

Много купувачи, след като получат TDS информационния лист на производителя, веднага се фокусират върху съдържанието на TiO₂, по-голямо или равно на 98%. Докато чистотата е важна, простото гледане на съдържанието на титанов диоксид е напълно недостатъчно, за да се определи дали продуктът е подходящ за вашата формула. Действителният подбор и оценка изискват цялостно разглеждане на следните показатели:

1. Чистота на TiO₂: Основна чистота на праха;
2. Тип кристал: Потвърдете кристалната форма на рутил, избягвайте смесени кристали с анатаз;
3. Система за повърхностно покритие: двуалуминиев оксид, силициев диоксид, циркониев оксид или органично покритие;
4. Белота и основен цвят: Директно определят визуалния вид на крайния продукт;
5. Непрозрачност и сила на оцветяване: Ефективност на пигмента, свързана с разходите за добавяне на формулата;
6. Абсорбция на масло: ключов параметър в дизайна на формулата на боята и мастилото, влияещ върху вискозитета на суспензията;
7. Ефективност на дисперсия: основен елемент за оценка за пластмаси, мастила и покрития с високо-твърдо вещество;
8. Размер на частиците и разпределение на размера на частиците: Влияе върху оптичните ефекти и лекотата на дисперсия;
9. Рейтинг на устойчивост на атмосферни влияния: производителност, която трябва да бъде проверена за продукти на открито;
10. Стабилност на партидата: Риск от колебания в качеството при дългосрочни-снабдяване с голям-обем.

Няма-размер-подходящ-за всички видове титанов диоксид. Най-добрият подход за избор е да започнете с мисъл за целта, като работите назад от изискванията за приложение на готовия продукт, за да изведете показатели за ефективност:

• Облицовки на външни стени:Дайте приоритет на устойчивостта на атмосферни влияния, покривността, белотата и стабилността на дисперсията;
• Пластмаси и мастербачи:Дайте приоритет на диспергируемостта при високо{0}}температурна обработка, белотата, силата на тониране и устойчивостта на пожълтяване;
• Печатни мастила:Съсредоточете се върху белотата, основния цвят, покривността и съвместимостта със смола;
• Високо{0}}качествени покрития за хартия:Обърнете внимание на белотата, непрозрачността, еднородността на размера на частиците и диспергируемостта във вода.

Когато общувате с доставчици, вместо неясно да питате „Каква е най-добрата ви степен на хлорид-процес на титанов диоксид?“, ясно уточнете вашия сценарий за приложение надолу по веригата, така че доставчиците да могат точно да съпоставят най-подходящия клас продукт.

В индустрията е обичайно два продукта да бъдат етикетирани като хлорид-процесен рутил титанов диоксид, но цените им за тон се различават значително. Тази разлика в цените се дължи на комбинация от фактори: източник на титанова суровина, ниво на контрол на процеса в етапа на хлориране-окисляване, възможности за контрол на примесите, схеми за контрол на разпределението на размера на частиците, формули за повърхностно покритие, процеси на последваща обработка, стабилност на партидата, контрол на качеството на марката, количество в поръчката за покупка и условия на логистика и опаковане.

Като фабричен купувач надолу по веригата, когато сравнявате цените, не сравнявайте просто цената на тон. Препоръчва се изчерпателно да се изчислят разходите за маскиране на единица, дозировката на формулата, добива при обработката и загубата на дефекти на крайния продукт. Някои продукти с титанов диоксид може да имат малко по-висока единична цена, но ако предлагат по-добра ефективност на маскиране, изискват по-малко дозиране и са по-малко склонни към дефекти на белите петна по време на производството, общите производствени разходи може да са по--рентабилни.

Ето практичен процес за избор на индустрията за намаляване на разходите за-и-грешки:

1. Идентифицирайте сценарии за приложение надолу по веригата: Определете дали е за покрития, пластмасови мастербачи, мастила, производство на хартия или прахови покрития;
2. Дайте приоритет на основните характеристики на продукта: За външни покрития дайте приоритет на устойчивостта на атмосферни влияния; за пластмаси, дайте приоритет на дисперсията; за мастила, дайте приоритет на белотата и основния цвят;
3. Прегледайте лист с технически данни на продукта (TDS): Проверете съдържанието на TiO₂, кристалната форма, вида на покритието, белотата, силата на тониране, абсорбцията на масло и параметрите на размера на частиците;
4. Тестване на формула в малък-мащаб: Тази стъпка е от решаващо значение. Дори ако параметрите на лабораторната хартия са отлични, действителната производителност все още може да се отклонява от спецификациите в уникалната система от смоли и добавки на вашата фабрика. Преди широкомащабна-доставка, винаги провеждайте малки-мащабни тестове с проби, за да тествате белотата на крайния продукт, покривността, дисперсионния ефект и устойчивостта на атмосферни влияния. Направете групова поръчка само ако всички показатели отговарят на стандартите.

В заключение, рутилов титанов диоксид, произведен чрез хлориден процес, е по същество рутилов титанов диоксид, произведен чрез процес на хлориране-окисление. Неговите основни предимства произтичат от строг контрол на примесите в цялата производствена линия, прецизен контрол на размера на частиците по време на етапа на окисление и персонализирано повърхностно покритие в по-късните етапи. Това води до пигментни продукти с висока белота, висока покривност, стабилна дисперсия и отлична устойчивост на атмосферни влияния, обслужващи промишлени сектори от висок клас, като покрития, пластмаси, мастила и производство на хартия.

Изборът на обществени поръчки обаче трябва да избягва попадането в капана на мисленето „процес на хлориране=универсален-висок клас-титанов диоксид“. Решенията за обществени поръчки трябва да следват следните стъпки: първо, определяне на нуждите от приложения надолу по веригата; второ, идентифицирайте ключови показатели за ефективност; трето, екранни продуктови класове; и накрая, проверете ефективността чрез тестване на формула на проба.

При запитване за цените, в допълнение към потвърждаването дали това е продукт с рутил, произведен чрез хлориден процес, е необходимо също така да се провери серия от параметри като схема на повърхностно покритие, размер на частиците и стабилност на партидата. Необходима е цялостна оценка, за да се намерят суровини от титанов диоксид, които са наистина подходящи за вашата производствена линия и система за формулиране.