Ứng dụng và thị trường của titanium dioxide

Titan đioxit là chất rắn dạng bột màu trắng thu được từ quặng titan thông qua phương pháp axit sunfuric hoặc phương pháp clo hóa. Nó được coi là một chất màu trắng có hiệu suất tốt trên thế giới. Titanium dioxide đề cập đến titan điôxít có bề mặt đã được xử lý bằng vô cơ hoặc hữu cơ để khắc phục các khuyết tật ứng dụng ban đầu của điôxít titan. Nó có độ mờ tốt nhất, độ trắng tốt nhất, độ bóng, khả năng chống chịu thời tiết tuyệt vời, khả năng ẩn, khả năng phân tán và các yếu tố khác, hiệu suất hóa học, được sử dụng rộng rãi trong các lĩnh vực công nghiệp như sơn phủ, nhựa, giấy, cao su và mực in, và lĩnh vực thực phẩm.

Titanium dioxide được chia thành cấp sắc tố và cấp không sắc tố tùy theo công dụng của nó. Titan dioxit cấp sắc tố chủ yếu được sử dụng cho các chất màu trắng. Theo trạng thái tinh thể, nó có thể được chia thành anatase titanium dioxide (loại A) và rutile titanium dioxide (loại R). Trong số đó, titanium dioxide rutil có tính ổn định hóa học tốt hơn. Nó chủ yếu được sử dụng cho lớp phủ ngoài trời cao cấp, lớp phủ cao su nhẹ, giấy và vật liệu cao su cao cấp.

Anatase titanium dioxide có ưu điểm là độ trắng cao, chiết suất cao, chênh lệch chiết suất lớn so với polyme tạo sợi, không độc và vô hại, giá thành sản xuất thấp và nguồn nguyên liệu rộng. Nó có thể được sử dụng như một chất phụ gia trong sản xuất sợi bông thảm được ứng dụng.

Titanium dioxide cấp không có sắc tố có độ tinh khiết là mục đích chính của nó. Nó được chia thành cấp men, cấp gốm, cấp hàn điện và cấp điện tử. Khả năng chịu nhiệt độ cao và các đặc tính quang học của nó đóng một vai trò quan trọng.

Phương pháp axit sunfuric là phương pháp sản xuất titan đioxit được công nghiệp hóa sớm nhất trên thế giới. Quá trình chủ yếu bao gồm các khía cạnh sau: nghiền thành bột và thủy phân bằng axit nguyên liệu quặng titan, tách và tinh chế TiOSO₄, thủy phân TiOSO₄ để tạo thành axit metatitanic không hòa tan, rửa, tẩy trắng, nung và nghiền, xử lý bề mặt, v.v.

Ưu điểm: Phương pháp axit sunfuric có thể được sử dụng để sản xuất hai loại điôxít titan rutile và anatase. Quy trình công nghệ hoàn thiện, thiết bị đơn giản, yêu cầu về nguyên liệu thấp, giá thành rẻ và phong phú.

Nhược điểm: Tiêu hao nguyên liệu lớn, hiệu suất sử dụng thấp, sản phẩm phụ lớn, ô nhiễm môi trường nghiêm trọng, quy trình phức tạp. Với sự đổi mới không ngừng của công nghệ, phương thức sản xuất này liên tục bị các doanh nghiệp loại bỏ.

Phương pháp clo hóa hiện đang là phương pháp được sử dụng rộng rãi để sản xuất titan đioxit trong sản xuất công nghiệp. Sự xuất hiện của phương pháp khử trùng bằng clo không chỉ có thể tạo ra điôxít titan chất lượng cao mà còn giải quyết được vấn đề về quy trình dài của phương pháp axit sunfuric, giảm phát thải ba chất thải công nghiệp và có lợi cho việc bảo vệ môi trường. Đồng thời, phương pháp này dễ thực hiện sản xuất tự động hóa, phù hợp với yêu cầu của các doanh nghiệp hiện đại. Yêu cầu sản xuất.

Ứng dụng của Titanium Dioxide

Lớp phủ, sản xuất giấy và chất dẻo là ba lĩnh vực ứng dụng chính của titanium dioxide. Các lĩnh vực ứng dụng khác bao gồm mực in, sợi hóa học, mỹ phẩm, cao su, công nghiệp thực phẩm và y học. Việc sử dụng titan điôxít cho phi sắc tố chủ yếu trong lĩnh vực tráng men, gốm sứ, tụ điện, que hàn, chất xúc tác và lĩnh vực nano titan điôxít đòi hỏi tính chất quang học của điôxít titan nhưng không yêu cầu tính chất bao phủ của nó.

• lớp áo

Hiện tại, lớp phủ là lĩnh vực ứng dụng lớn nhất của titan điôxít. TiO₂ được tiêu thụ bởi ngành công nghiệp sơn phủ chiếm từ 58% đến 60% tổng lượng tiêu thụ của chất màu titanium dioxide. Titanium dioxide cũng là chất màu được sử dụng nhiều nhất trong ngành công nghiệp sơn phủ, chiếm khoảng một nửa chi phí của chất tạo màu sơn phủ và 10% đến 25% chi phí nguyên liệu phủ. Là một loại sản phẩm vật liệu tiên tiến hóa học, sơn phủ đã được phát triển mạnh mẽ trong những năm gần đây, tổng sản lượng toàn ngành năm 2018 đạt 17,598 triệu tấn.

• Nhựa

Chất dẻo hiện là đối tượng sử dụng chất màu titan điôxít lớn thứ hai, chiếm 18% đến 20% tổng nhu cầu về điôxít titan trên thế giới. Lượng titanium dioxide được thêm vào nhựa sẽ khác nhau tùy theo giống và ứng dụng của nó, nói chung là từ 0,5% đến 5%. Hiện nay, sản lượng sản phẩm nhựa hàng năm là hơn 60 triệu tấn, tiêu thụ titan đioxit khoảng 600.000 tấn. Titanium dioxide có khả năng chống chịu thời tiết tuyệt vời, khả năng ẩn, khả năng phân tán và các đặc tính vật lý và hóa học khác, đáp ứng và thích ứng tuyệt vời với các yêu cầu tiêu chuẩn sản xuất của các sản phẩm công nghiệp nhựa về hiệu suất và chất lượng titanium dioxide.

• làm giấy

Ngành công nghiệp giấy chiếm 11% tổng lượng tiêu thụ titan điôxít. Ứng dụng của titanium dioxide trong ngành công nghiệp giấy rất giống với ứng dụng của ngành sản xuất chất dẻo. Cả hai đều được sử dụng làm chất màu cơ bản. Trong công nghiệp giấy, titanium dioxide cũng có thể được sử dụng làm chất độn. Nó được sử dụng để cải thiện các đặc tính quang học của giấy để tăng cường độ mờ tốt hơn, bao gồm cải thiện độ sáng, độ trắng, độ mịn, tính đồng nhất, v.v.

So sánh hiệu suất của các loại titanium dioxide khác nhau trong lĩnh vực sản xuất giấy

• Mực

Chất lượng độ trắng của titanium dioxide được đảm bảo, khả năng chống thấm nước mạnh, khả năng ẩn lớn, và khả năng chịu thời tiết, chịu nhiệt và các đặc tính hóa học rất ổn định. Trong ngành công nghiệp mực in, titanium dioxide là nguyên liệu sản xuất cần thiết. Titanium dioxide trong mực không chỉ có chức năng cải thiện độ bóng, tính thẩm mỹ mà còn có thể cải thiện tính chất của mực.

• Masterbatch

Masterbatch màu được phát triển trong thời hiện đại và được sử dụng trong các sản phẩm tạo màu của nhựa và các hệ thống khác. Nguyên tắc của nó là nạp một lượng dư thừa sắc tố trong nhựa để chuẩn bị một hợp chất polyme để tạo màu. Thành phần chính bao gồm: nhựa thông, bột màu, chất phân tán,… Cốt lõi của sự phát triển của công nghệ masterbatch màu là sự tương thích của bột màu, chất phân tán và nhựa. Mục đích là để tăng hàm lượng sắc tố và hiệu ứng màu trong bảng màu chính. Điều quan trọng là cải thiện sự phân tán của sắc tố trong bảng màu chính. Titanium dioxide được sử dụng rộng rãi trong các ngành công nghiệp như masterbatch màu, đặc biệt là trong một số ngành công nghiệp masterbatch màu cao cấp, nó là một trong những nguyên liệu tạo màu cần thiết.

• Sợi hóa học

Công nghiệp sợi hóa học (đặc biệt là anatase) là một lĩnh vực ứng dụng quan trọng khác của titanium dioxide. Do các phân tử trong công nghiệp sợi hóa học được sắp xếp gọn gàng, bề mặt sợi mịn, có độ sáng chói, trong mờ nên cần phải thêm chất làm mờ trước khi kéo sợi. Titanium dioxide là vật liệu làm thảm lý tưởng nhất trong ngành công nghiệp sợi tổng hợp.

• Chất xúc tác khử nitơ

Chất xúc tác khử nitơ nói chung là chất xúc tác được sử dụng trong hệ thống khử nitơ SCR của các nhà máy điện. Trong phản ứng SCR, chất khử sẽ phản ứng chọn lọc với các oxit nitơ trong khí thải ở một nhiệt độ nhất định.

Từ góc độ toàn cầu, năng lực sản xuất titan điôxít hiệu quả toàn cầu là khoảng 7,2 triệu tấn, và CR10 (công ty có năng lực sản xuất hiệu quả trong top 10) chiếm 65%, chủ yếu ở Bắc Mỹ, Tây Âu và Nhật Bản.

Nguồn bài viết: China Powder Network