การใช้งานและการตลาดของไททาเนียมไดออกไซด์

ไททาเนียมไดออกไซด์เป็นของแข็งที่เป็นผงสีขาวที่ได้จากแร่ไททาเนียมโดยวิธีกรดซัลฟิวริกหรือวิธีคลอรีน ถือว่าเป็นเม็ดสีขาวที่มีประสิทธิภาพดีที่สุดในโลก ไททาเนียมไดออกไซด์หมายถึงไททาเนียมไดออกไซด์ที่พื้นผิวได้รับการบำบัดด้วยสารอนินทรีย์หรืออินทรีย์เพื่อเอาชนะข้อบกพร่องในการใช้งานเดิมของไททาเนียมไดออกไซด์ มีความทึบแสงที่ดีที่สุด ความขาวที่ดีที่สุด ความมันเงา ทนต่อสภาพอากาศดีเยี่ยม พลังการปกปิด การกระจายตัวและประสิทธิภาพทางเคมีที่อ่อนแออื่นๆ ใช้กันอย่างแพร่หลายในด้านอุตสาหกรรม เช่น การเคลือบ พลาสติก กระดาษ ยางและหมึก และทุ่งอาหาร

ไททาเนียมไดออกไซด์แบ่งออกเป็นเกรดเม็ดสีและเกรดที่ไม่ใช่เม็ดสีตามการใช้งาน ไทเทเนียมไดออกไซด์เกรดรงควัตถุส่วนใหญ่ใช้สำหรับเม็ดสีขาว ตามสถานะคริสตัล มันสามารถแบ่งออกเป็นอะนาเตสไททาเนียมไดออกไซด์ (ชนิด A) และรูไทล์ไททาเนียมไดออกไซด์ (ชนิด R) ในหมู่พวกเขา rutile ไททาเนียมไดออกไซด์มีความคงตัวทางเคมีที่ดีกว่า ส่วนใหญ่จะใช้สำหรับการเคลือบกลางแจ้งคุณภาพสูง การเคลือบลาเท็กซ์เบา กระดาษคุณภาพสูง และวัสดุยาง

ไททาเนียมไดออกไซด์ของแอนาเทสมีข้อดีคือมีความขาวสูง ดัชนีหักเหสูง ดัชนีการหักเหของแสงแตกต่างกันมากจากพอลิเมอร์ที่สร้างเส้นใย ปลอดสารพิษและไม่เป็นอันตราย ต้นทุนการผลิตต่ำ และแหล่งวัตถุดิบที่กว้างขวาง สามารถใช้เป็นสารเติมแต่งในการผลิตเส้นใยฝ้ายปูผิวด้าน เป็นแบบทา

ไทเทเนียมไดออกไซด์เกรดที่ไม่ใช่เม็ดสีมีความบริสุทธิ์เป็นจุดประสงค์หลัก แบ่งออกเป็นเกรดเคลือบ เกรดเซรามิก เกรดการเชื่อมไฟฟ้า และเกรดอิเล็กทรอนิกส์ ทนต่ออุณหภูมิสูงและคุณสมบัติทางแสงมีบทบาทสำคัญ

วิธีกรดซัลฟิวริกเป็นวิธีการผลิตไททาเนียมไดออกไซด์แบบอุตสาหกรรมที่เก่าแก่ที่สุดในโลก กระบวนการส่วนใหญ่ประกอบด้วยลักษณะต่อไปนี้: การทำให้เป็นผงและการย่อยด้วยกรดของวัสดุแร่ไททาเนียม การแยกและการทำให้บริสุทธิ์ของ TiOSO₄ การไฮโดรไลซิสของ TiOSO₄ เพื่อสร้างกรด metatitanic ที่ไม่ละลายน้ำ การล้าง การฟอก การเผาและการบด การรักษาพื้นผิว ฯลฯ

ข้อดี: วิธีกรดซัลฟิวริกสามารถใช้ในการผลิตไททาเนียมไดออกไซด์รูไทล์และอะนาเทสสองชนิด เทคโนโลยีของกระบวนการมีความเป็นผู้ใหญ่ อุปกรณ์เรียบง่าย ความต้องการวัตถุดิบต่ำ และราคาถูกและมีมากมาย

ข้อเสีย: การบริโภควัตถุดิบมีขนาดใหญ่ อัตราการใช้ต่ำ ผลพลอยได้มีขนาดใหญ่ มลภาวะต่อสิ่งแวดล้อมรุนแรง และกระบวนการนี้ซับซ้อน ด้วยนวัตกรรมทางเทคโนโลยีอย่างต่อเนื่อง วิธีการผลิตนี้จึงถูกกำจัดโดยองค์กรอย่างต่อเนื่อง

วิธีการคลอรีนเป็นวิธีที่ใช้กันอย่างแพร่หลายในการผลิตไททาเนียมไดออกไซด์ในการผลิตภาคอุตสาหกรรม การเกิดขึ้นของวิธีการคลอรีนไม่เพียงแต่ผลิตไททาเนียมไดออกไซด์คุณภาพสูงเท่านั้น แต่ยังแก้ปัญหาการไหลของกระบวนการที่ยาวนานของวิธีกรดซัลฟิวริก ลดการปล่อยของเสียอุตสาหกรรมสามชนิด และเป็นประโยชน์ต่อการปกป้องสิ่งแวดล้อม ในขณะเดียวกัน วิธีนี้ง่ายต่อการรับรู้ถึงการผลิตแบบอัตโนมัติ ซึ่งสอดคล้องกับความต้องการขององค์กรสมัยใหม่ ข้อกำหนดด้านการผลิต

การประยุกต์ใช้ไททาเนียมไดออกไซด์

การเคลือบ การผลิตกระดาษ และพลาสติกเป็นการใช้งานหลักสามประการของไททาเนียมไดออกไซด์ การใช้งานอื่นๆ ได้แก่ หมึก เส้นใยเคมี เครื่องสำอาง ยาง อุตสาหกรรมอาหารและยา การใช้ไททาเนียมไดออกไซด์สำหรับสารที่ไม่ใช่เม็ดสีส่วนใหญ่อยู่ในด้านเคลือบฟัน เซรามิก ตัวเก็บประจุ แท่งเชื่อม ตัวเร่งปฏิกิริยา และด้านนาโนไททาเนียมไดออกไซด์ที่ต้องการคุณสมบัติทางแสงของไททาเนียมไดออกไซด์แต่ไม่ต้องการคุณสมบัติการปกปิด

• การเคลือบผิว

ในปัจจุบัน การเคลือบเป็นขอบเขตการใช้งานที่ใหญ่ที่สุดของไททาเนียมไดออกไซด์ TiO₂ ที่อุตสาหกรรมการเคลือบใช้คิดเป็น 58% ถึง 60% ของการใช้เม็ดสีไททาเนียมไดออกไซด์ทั้งหมด ไทเทเนียมไดออกไซด์ยังเป็นเม็ดสีที่ใช้มากที่สุดในอุตสาหกรรมการเคลือบด้วย โดยคิดเป็นสัดส่วนประมาณครึ่งหนึ่งของต้นทุนสีเคลือบ และ 10% ถึง 25% ของต้นทุนวัตถุดิบการเคลือบ ในฐานะที่เป็นผลิตภัณฑ์วัสดุขั้นสูงทางเคมี การเคลือบได้รับการพัฒนาอย่างมากในช่วงไม่กี่ปีที่ผ่านมา และผลผลิตรวมของอุตสาหกรรมถึง 17.598 ล้านตันในปี 2561

• พลาสติก

ปัจจุบันพลาสติกเป็นผู้ใช้สีไททาเนียมไดออกไซด์รายใหญ่เป็นอันดับสอง โดยคิดเป็น 18% ถึง 20% ของความต้องการใช้ไททาเนียมไดออกไซด์ทั้งหมดของโลก ปริมาณไททาเนียมไดออกไซด์ที่เติมลงในพลาสติกจะแตกต่างกันไปตามพันธุ์และการใช้งาน โดยทั่วไปอยู่ระหว่าง 0.5% ถึง 5% ปัจจุบันผลผลิตพลาสติกต่อปีมากกว่า 60 ล้านตัน และการใช้ไททาเนียมไดออกไซด์ประมาณ 600,000 ตัน ไททาเนียมไดออกไซด์มีความทนทานต่อสภาพอากาศที่ดีเยี่ยม พลังการปกปิด การกระจายตัว และคุณสมบัติทางกายภาพและทางเคมีอื่นๆ ซึ่งตรงและปรับให้เข้ากับข้อกำหนดมาตรฐานการผลิตของผลิตภัณฑ์อุตสาหกรรมพลาสติกสำหรับประสิทธิภาพและคุณภาพของไททาเนียมไดออกไซด์อย่างมาก

• การทำกระดาษ

อุตสาหกรรมกระดาษคิดเป็น 11% ของการบริโภคไททาเนียมไดออกไซด์ทั้งหมด การใช้ไททาเนียมไดออกไซด์ในอุตสาหกรรมกระดาษมีความคล้ายคลึงกับอุตสาหกรรมการผลิตพลาสติกมาก ทั้งสองใช้เป็นสีพื้นฐาน ในอุตสาหกรรมกระดาษ ไททาเนียมไดออกไซด์ยังสามารถใช้เป็นสารตัวเติมได้อีกด้วย ใช้เพื่อปรับปรุงคุณสมบัติทางแสงของกระดาษเพื่อให้เพิ่มความทึบได้ดีขึ้น รวมถึงปรับปรุงความสว่าง ความขาว ความเรียบเนียน ความสม่ำเสมอ ฯลฯ

การเปรียบเทียบประสิทธิภาพของไททาเนียมไดออกไซด์ประเภทต่างๆ ในด้านการผลิตกระดาษ

• หมึก

รับประกันคุณภาพความขาวของไททาเนียมไดออกไซด์ กันน้ำได้ดี พลังการซ่อนมีขนาดใหญ่ และทนต่อสภาพอากาศ ทนความร้อน และคุณสมบัติทางเคมีมีเสถียรภาพมาก ในอุตสาหกรรมหมึกพิมพ์ ไททาเนียมไดออกไซด์เป็นวัสดุในการผลิตที่จำเป็น ไททาเนียมไดออกไซด์ในหมึกไม่เพียงแต่มีหน้าที่ในการปรับปรุงความเงาและความสวยงามเท่านั้น แต่ยังสามารถปรับปรุงคุณสมบัติของหมึกได้อีกด้วย

• มาสเตอร์แบทช์

มาสเตอร์แบทช์สีได้รับการพัฒนาในยุคปัจจุบันและใช้ในผลิตภัณฑ์ระบายสีของพลาสติกและระบบอื่นๆ หลักการของมันคือการบรรจุเม็ดสีส่วนเกินในเรซินเพื่อเตรียมสารประกอบโพลีเมอร์สำหรับการระบายสี ส่วนประกอบหลัก ได้แก่ เรซิน เม็ดสี สารช่วยกระจายตัว ฯลฯ แกนหลักของการพัฒนาเทคโนโลยีมาสเตอร์แบทช์สีคือความเข้ากันได้ของเม็ดสี สารช่วยกระจายตัว และเรซิน เป้าหมายคือการเพิ่มเนื้อหาเม็ดสีและเอฟเฟกต์สีในมาสเตอร์แบทช์สี กุญแจสำคัญคือการปรับปรุงการกระจายตัวของเม็ดสีในมาสเตอร์แบทช์สี ไททาเนียมไดออกไซด์มีการใช้กันอย่างแพร่หลายในอุตสาหกรรมต่างๆ เช่น มาสเตอร์แบทช์สี โดยเฉพาะอย่างยิ่งในอุตสาหกรรมมาสเตอร์แบทช์สีระดับไฮเอนด์ ซึ่งเป็นหนึ่งในวัตถุดิบในการระบายสีที่จำเป็น

• เส้นใยเคมี

อุตสาหกรรมเส้นใยเคมี (โดยเฉพาะแอนาเทส) เป็นอีกสาขาหนึ่งของการใช้งานที่สำคัญของไททาเนียมไดออกไซด์ เนื่องจากโมเลกุลในอุตสาหกรรมเส้นใยเคมีมีการจัดวางอย่างเป็นระเบียบ พื้นผิวของเส้นใยจึงเรียบ มีความแวววาวเป็นประกาย และโปร่งแสง จึงจำเป็นต้องเติมสารปูรองก่อนปั่น ไททาเนียมไดออกไซด์เป็นวัสดุปูผิวทางที่เหมาะสมที่สุดในอุตสาหกรรมเส้นใยสังเคราะห์

• ตัวเร่งปฏิกิริยาการตกตะกอน

ตัวเร่งปฏิกิริยาการดีไนเตรตโดยทั่วไปหมายถึงตัวเร่งปฏิกิริยาที่ใช้ในระบบการดีไนเตรท SCR ของโรงไฟฟ้า ในปฏิกิริยา SCR ตัวรีดิวซ์จะทำปฏิกิริยาอย่างเฉพาะเจาะจงกับไนโตรเจนออกไซด์ในก๊าซไอเสียที่อุณหภูมิหนึ่ง

จากมุมมองทั่วโลก กำลังการผลิตที่มีประสิทธิภาพทั่วโลกของไทเทเนียมไดออกไซด์อยู่ที่ประมาณ 7.2 ล้านตัน และ CR10 (บริษัทที่มีกำลังการผลิตที่มีประสิทธิภาพสูงสุด 10 อันดับแรก) คิดเป็น 65% ส่วนใหญ่ในอเมริกาเหนือ ยุโรปตะวันตก และญี่ปุ่น

ที่มาของบทความ: China Powder Network