Aplicação e mercado de dióxido de titânio
O dióxido de titânio é um sólido pulverulento branco obtido do minério de titânio pelo método do ácido sulfúrico ou pelo método de cloração. É considerado um pigmento branco com bom desempenho no mundo. Dióxido de titânio refere-se ao dióxido de titânio cuja superfície foi tratada com produtos inorgânicos ou orgânicos para superar os defeitos de aplicação originais do dióxido de titânio. Tem a melhor opacidade, melhor alvura, brilho, excelente resistência às intempéries, poder de cobertura, dispersibilidade e outro fraco desempenho químico, amplamente utilizado em campos industriais como revestimentos, plásticos, papel, borracha e tinta e alimentos.
O dióxido de titânio é dividido em grau de pigmento e grau de não pigmento de acordo com seu uso. O dióxido de titânio de grau pigmentado é usado principalmente para pigmentos brancos. De acordo com o estado do cristal, ele pode ser dividido em dióxido de titânio anatase (tipo A) e dióxido de titânio rutilo (tipo R). Dentre eles, o dióxido de titânio rutilo apresenta melhor estabilidade química. É usado principalmente para revestimentos externos de alta qualidade, revestimentos leves de látex, papel de alta qualidade e materiais de borracha.
O dióxido de titânio Anatase tem as vantagens de alta alvura, alto índice de refração, grande diferença no índice de refração de polímeros formadores de fibra, não tóxico e inofensivo, baixo custo de produção e fontes de matéria-prima amplas. Pode ser utilizado como aditivo na produção de emaranhados de fibra de algodão.
O dióxido de titânio de grau não pigmentado tem a pureza como objetivo principal. É dividido em grau de esmalte, grau de cerâmica, grau de soldagem elétrica e grau eletrônico. Sua resistência a altas temperaturas e propriedades ópticas desempenham um papel importante.
O método do ácido sulfúrico é o método de produção industrializado de dióxido de titânio mais antigo do mundo. O processo inclui principalmente os seguintes aspectos: pulverização e hidrólise ácida de materiais de minério de titânio, separação e purificação de TiOSO4, hidrólise de TiOSO4 para formar ácido metatitânico insolúvel, lavagem, branqueamento, calcinação e trituração, tratamento de superfície, etc.
Vantagens: O método do ácido sulfúrico pode ser usado para produzir dois tipos de dióxido de titânio rutilo e anatase. A tecnologia de processo é madura, o equipamento é simples, os requisitos de matéria-prima são baixos e o preço é barato e abundante.
Desvantagens: O consumo de matéria-prima é grande, a taxa de utilização é baixa, os subprodutos são grandes, a poluição ambiental é grave e o processo é complicado. Com a inovação contínua da tecnologia, esse método de produção é constantemente eliminado pelas empresas.
O método de cloração é atualmente um método amplamente utilizado para a produção de dióxido de titânio na produção industrial. O surgimento do método de cloração pode não apenas produzir dióxido de titânio de alta qualidade, mas também resolver o problema do longo fluxo do processo do método do ácido sulfúrico, reduzir as emissões dos três resíduos industriais e ser benéfico para a proteção ambiental. Ao mesmo tempo, este método é fácil de realizar a produção automatizada, que está de acordo com os requisitos das empresas modernas. Requisitos de produção.
Aplicação de dióxido de titânio
Revestimentos, fabricação de papel e plásticos são as três principais áreas de aplicação do dióxido de titânio. Outras áreas de aplicação incluem tinta, fibra química, cosméticos, borracha, indústria alimentícia e medicina. O uso de dióxido de titânio para não pigmentos é principalmente nos campos de esmalte, cerâmica, capacitores, hastes de soldagem, catalisadores e no campo de dióxido de nanotitânio que requer propriedades ópticas de dióxido de titânio, mas não requer suas propriedades de cobertura.
- Revestimento
Atualmente, os revestimentos são o maior campo de aplicação do dióxido de titânio. O TiO2 consumido pela indústria de tintas é responsável por 58% a 60% do consumo total de pigmentos de dióxido de titânio. O dióxido de titânio também é o pigmento mais usado na indústria de revestimentos, respondendo por cerca de metade do custo dos corantes de revestimento e de 10% a 25% do custo das matérias-primas de revestimento. Como um tipo de produto químico de material avançado, o revestimento foi muito desenvolvido nos últimos anos e a produção total da indústria atingiu 17,598 milhões de toneladas em 2018.
- Plástico
Os plásticos são atualmente o segundo maior usuário de pigmentos de dióxido de titânio, respondendo por 18% a 20% da demanda total mundial por dióxido de titânio. A quantidade de dióxido de titânio adicionado ao plástico irá variar com suas variedades e aplicações, geralmente entre 0,5% e 5%. Atualmente, a produção anual de produtos plásticos é de mais de 60 milhões de toneladas, e o consumo de dióxido de titânio é de cerca de 600.000 toneladas. O dióxido de titânio tem excelente resistência às intempéries, poder de cobertura, dispersibilidade e outras propriedades físicas e químicas, que atendem e se adaptam amplamente aos requisitos padrão de produção de produtos plásticos industriais para desempenho e qualidade do dióxido de titânio.
- fabricação de papel
A indústria do papel responde por 11% do consumo total de dióxido de titânio. A aplicação do dióxido de titânio na indústria de papel é muito semelhante à da indústria de produção de plásticos. Ambos são usados como pigmentos básicos. Na indústria de papel, o dióxido de titânio também pode ser usado como enchimento. É usado para melhorar as propriedades ópticas do papel para melhorar sua opacidade, incluindo melhorar seu brilho, brancura, suavidade, uniformidade, etc.
Comparação de desempenho de diferentes tipos de dióxido de titânio no campo da fabricação de papel
| Classificação de papel | Rutile | Anatase | Observação |
| Papel decorativo | √ | Elevados requisitos anti-envelhecimento | |
| Papel com alto teor de cinza | √ | O poder de cobertura do dióxido de titânio anatase não atende aos requisitos | |
| Papel com baixo teor de cinza | √ | Boa opacidade necessária | |
| Papel moeda | √ | Boa opacidade necessária |
- Tinta
A qualidade da brancura do dióxido de titânio é garantida, a resistência à água é forte, o poder de cobertura é grande e a resistência às intempéries, resistência ao calor e propriedades químicas são muito estáveis. Na indústria de tintas, o dióxido de titânio é um material de produção necessário. O dióxido de titânio na tinta não só tem a função de melhorar o brilho e a estética, mas também pode melhorar as propriedades da tinta.
- Masterbatch
O masterbatch de cores é desenvolvido nos tempos modernos e é usado em produtos de coloração de plásticos e outros sistemas. Seu princípio é carregar uma quantidade excessiva de pigmento na resina para preparar um composto polimérico para a coloração. Os principais componentes incluem: resina, pigmento, dispersante, etc. O núcleo do desenvolvimento da tecnologia de masterbatch de cores é a compatibilidade de pigmentos, dispersantes e resinas. O objetivo é aumentar o conteúdo de pigmento e o efeito de coloração no masterbatch de cores. O segredo é melhorar a dispersão do pigmento no masterbatch de cores. O dióxido de titânio é amplamente utilizado em indústrias como masterbatch de cores, especialmente em algumas indústrias de masterbatch de cores de ponta, é uma das matérias-primas de coloração necessárias.
- Fibra química
A indústria de fibra química (especialmente anatase) é outro campo de aplicação importante do dióxido de titânio. Uma vez que as moléculas na indústria de fibras químicas estão bem organizadas, a superfície da fibra é lisa, tem um brilho deslumbrante e é translúcida, por isso é necessário adicionar um agente de fosqueamento antes da fiação. O dióxido de titânio é o material de fosqueamento ideal na indústria de fibra sintética.
- Catalisador de desnitração
Catalisador de desnitração geralmente se refere ao catalisador usado no sistema de desnitração SCR de usinas de energia. Na reação SCR, o agente de redução irá reagir seletivamente com os óxidos de nitrogênio no gás de combustão a uma determinada temperatura.
De uma perspectiva global, a capacidade de produção efetiva global de dióxido de titânio é de cerca de 7,2 milhões de toneladas, e CR10 (a empresa com as 10 maiores capacidades de produção efetiva) é responsável por 65%, principalmente na América do Norte, Europa Ocidental e Japão.
Fonte do artigo: China Powder Network