納米二氧化鈦的現(xiàn)狀與發(fā)展

1、納米二氧化鈦的現(xiàn)狀與發(fā)展文章來(lái)源 畢業(yè)論文網(wǎng) 國(guó)外納米tio2的生產(chǎn)現(xiàn)狀     20世紀(jì)80年代以前，納米tio2的研究開(kāi)發(fā)目的主要是作為精細(xì)陶瓷原料、催化劑、傳感器等，需求量不大，沒(méi)有形成大的生產(chǎn)規(guī)模。80年代以后，開(kāi)發(fā)的納米tio2用作透明效應(yīng)和紫外線屏蔽劑，為納米tio2打開(kāi)了，使納米tio2的生產(chǎn)和需求大大增加，成為鈦白和涂料工業(yè)的一個(gè)新的增長(zhǎng)點(diǎn)。     由于納米tio2在催化及保護(hù)等方面具有廣闊的應(yīng)用前景，并可用于日用產(chǎn)品、涂料、等工業(yè)部門(mén)，因此，納米tio2展現(xiàn)出巨大的市場(chǎng)前景。日本、美國(guó)、英國(guó)、德國(guó)和意大利等國(guó)對(duì)納米

2、tio2進(jìn)行了深入的研究，并已實(shí)現(xiàn)納米tio2的工業(yè)化生產(chǎn)。目前全世界已經(jīng)有十幾家公司生產(chǎn)納米tio2，總生產(chǎn)能力估計(jì)在(600010000)t/a，單線生產(chǎn)能力一般為(400500)t/a。     根據(jù)莎哈里本公司，2003年全球納米tio2銷(xiāo)售量?jī)H為1800t左右，其消費(fèi)量與產(chǎn)品應(yīng)用見(jiàn)表1。 表1  2003年全球納米tio2消費(fèi)量與產(chǎn)品應(yīng)用         近幾年，有關(guān)納米tio2的新建裝置已很少報(bào)道，主要是已建成裝置的生產(chǎn)能力已遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出市場(chǎng)的實(shí)際消費(fèi)量，多數(shù)廠家處于開(kāi)工不足或停產(chǎn)的狀態(tài)

3、。主要原因是目前國(guó)際上公認(rèn)的納米tio2制備和應(yīng)用技術(shù)還有待于提高，技術(shù)要點(diǎn)和難點(diǎn)主要表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：國(guó)際上納米tio2的價(jià)格為(3040)萬(wàn)元/t，其大致是銷(xiāo)售價(jià)格的2/5，原料和工藝路線的選擇是降低生產(chǎn)成本的關(guān)鍵因素；納米tio2的晶型和粒度控制技術(shù)；金紅石型納米tio2的表面處理技術(shù)；納米tio2應(yīng)用分散技術(shù)；納米tio2應(yīng)用功能的提升技術(shù)：納米tio2產(chǎn)業(yè)化成套技術(shù)。由于以上條件的制約，使得納米tio2的應(yīng)用和發(fā)展受到限制。     我國(guó)納米tio2的現(xiàn)狀     在國(guó)外普遍開(kāi)展了納米tio2的制備和應(yīng)用技術(shù)開(kāi)發(fā)，并取得了

4、階段性成果，我國(guó)納米tio2的研究在“九五”期間形成了高潮，據(jù)了解，進(jìn)行納米粉體制備技術(shù)研究的科學(xué)院所和高校幾乎都在進(jìn)行和進(jìn)行過(guò)納米tio2的研究。重慶大學(xué)應(yīng)用化學(xué)系是國(guó)內(nèi)最早(1989年)研究納米tio2的單位，華東理工大學(xué)、中國(guó)科學(xué)院上海硅酸鹽研究所是目前研究技術(shù)較全面、報(bào)道最多的單位。國(guó)內(nèi)主要研究單位與制備方法見(jiàn)表2。 表2國(guó)內(nèi)納米tio2的制備方法與研究單位         目前，國(guó)內(nèi)涉足納米tio2生產(chǎn)的公司約有十家，總生產(chǎn)能力在1000多噸。四川攀枝花鋼鐵(集團(tuán))公司鋼鐵研究院年產(chǎn)200t生產(chǎn)裝置是我國(guó)技術(shù)裝備較先進(jìn)、品種

5、最為齊全的裝置，可以生產(chǎn)金紅石型和銳鈦型兩大系列各有4個(gè)(1040)nm的粉體品種；由淮北蘆嶺煤礦和騰嶺工貿(mào)有限公司共同組建的安徽科納新有限公司年產(chǎn)100t生產(chǎn)基地在宿州市建成；江蘇河海納米科技股份有限公司5000萬(wàn)元，已經(jīng)建成年產(chǎn)500t的規(guī)模；青島科技大學(xué)納米材料重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室與海爾集團(tuán)聯(lián)合開(kāi)發(fā)的首條具有百噸生產(chǎn)能力的生產(chǎn)線已經(jīng)建成并一次試車(chē)成功；濟(jì)南裕興化工總廠擁有先進(jìn)的納米tio2生產(chǎn)線(已通過(guò)省級(jí)鑒定)，具備年產(chǎn)100t生產(chǎn)能力，可提供納米銳鈦型、金紅石型的粉體和漿料共4個(gè)品種、多種規(guī)格的產(chǎn)品；此外，四川永祿科技有限公司、浙江舟山明日納米有限公司、江蘇五菱常泰納米材料有限公司、河北茂源化

6、工有限公司納米tio2裝置也已建成。 納米tio2的發(fā)展     1）納米tio2生產(chǎn)的特點(diǎn)     縱觀國(guó)外納米tio2的生產(chǎn)，存在著以下特點(diǎn)：生產(chǎn)原料主要為四氯化鈦、硫酸氧鈦，生產(chǎn)方法主要有氣相法和液相法。氣相法主要有以四氯化鈦為原料的氫氧火焰水解法，而液相法主要是以四氯化鈦和硫酸氧鈦為原料的化學(xué)沉淀法，且多數(shù)生產(chǎn)廠家為鈦白粉生產(chǎn)廠，充分利用了原有氯化法和硫酸法生產(chǎn)裝置的中間產(chǎn)物、生產(chǎn)技術(shù)、公用工程和生產(chǎn)方面的經(jīng)驗(yàn)。     我國(guó)納米tio2的研究和生產(chǎn)具有以下幾個(gè)特點(diǎn)：對(duì)納米tio2的研究多、面廣，

7、力量分散，低水平的重復(fù)性研究現(xiàn)象嚴(yán)重，企業(yè)介入的力度不夠；重點(diǎn)進(jìn)行了納米tio2制備技術(shù)的開(kāi)發(fā)，對(duì)納米tio2的應(yīng)用技術(shù)開(kāi)發(fā)力度較小，尤其是有關(guān)應(yīng)用的關(guān)鍵技術(shù)沒(méi)有突破性進(jìn)展；工程開(kāi)發(fā)能力薄弱，因納米tio2項(xiàng)目一般投資較小，一些大型的工程公司(設(shè)計(jì)院)對(duì)工程化的興趣不大，不愿投入物力進(jìn)行工程開(kāi)發(fā)，生產(chǎn)規(guī)模小、基本采用濕法工藝，土法上馬，產(chǎn)品質(zhì)量差，現(xiàn)有市場(chǎng)空間較小，沒(méi)有給企業(yè)帶來(lái)想象中的高利潤(rùn)。目前，我國(guó)納米tio2的市場(chǎng)價(jià)格大致為(742)萬(wàn)元/t，因?yàn)榫?、質(zhì)量和產(chǎn)地不同價(jià)格差距較大，國(guó)內(nèi)生產(chǎn)的產(chǎn)品價(jià)格為(724)萬(wàn)元/t。 2）我國(guó)納米tio2生產(chǎn)的發(fā)展建議    生

8、產(chǎn)工藝的比較    氣相法反應(yīng)速度快，能實(shí)現(xiàn)連續(xù)化生產(chǎn)，而且制備的納米tio2純度高、分散性好、團(tuán)聚少、比表面活性大，產(chǎn)品特別適合于精細(xì)陶瓷材料、催化劑材料和電子材料。但氣相法反應(yīng)在高溫下瞬間完成，要求反應(yīng)物料在較短的時(shí)間內(nèi)達(dá)到微觀上的均勻混合，對(duì)反應(yīng)器的形式、設(shè)備的材質(zhì)、加熱方式、進(jìn)料方式均有很高的要求。目前氣相法在我國(guó)處于小試階段，欲達(dá)到工業(yè)化生產(chǎn)，還要解決一系列工程問(wèn)題和設(shè)備材質(zhì)問(wèn)題。     與氣相法相比，液相法生產(chǎn)的原料成本低了一個(gè)數(shù)量級(jí)。而且具有原料無(wú)毒、無(wú)危險(xiǎn)性、常溫液相反應(yīng)、工藝過(guò)程簡(jiǎn)單易控制、易擴(kuò)大到工業(yè)規(guī)模生產(chǎn)、三廢污染少、

9、產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定等優(yōu)點(diǎn)。因此；液相法中硫酸氧鈦和四氯化鈦液相中的化學(xué)沉淀法最具工業(yè)化發(fā)展?jié)摿Α?    原料生產(chǎn)路線     我國(guó)鈦白工業(yè)近十年來(lái)發(fā)生了很大的變化，取得了令人矚目的成就，其硫酸法鈦白的生產(chǎn)已與國(guó)外先進(jìn)技術(shù)差距不多，總生產(chǎn)能力已躍居世界第二位，僅次于美國(guó)。     根據(jù)納米tio2的生產(chǎn)特點(diǎn)，結(jié)合國(guó)內(nèi)鈦白生產(chǎn)的具體情況，我們提出了以硫酸法生產(chǎn)的中間產(chǎn)物硫酸氧鈦為原料的生產(chǎn)路線，充分利用我國(guó)在硫酸法鈦白工業(yè)生產(chǎn)中所取得的技術(shù)，以及工程化方面的經(jīng)驗(yàn)，發(fā)展我國(guó)的納米tio2工業(yè)。  &nbs

10、p;  生產(chǎn)規(guī)模的確定     目前，國(guó)內(nèi)納米tio2的需求量一種觀點(diǎn)認(rèn)為應(yīng)在1萬(wàn)t左右，一種觀點(diǎn)認(rèn)為在1000t以下，我們認(rèn)為在目前的情況下，后一種觀點(diǎn)可能更符合國(guó)內(nèi)的現(xiàn)實(shí)。目前國(guó)內(nèi)納米tio2的生產(chǎn)能力已經(jīng)能夠滿足現(xiàn)有市場(chǎng)的需求，但隨著我國(guó)納米產(chǎn)品的普及程度和人們消費(fèi)觀念的改變以及我國(guó)整體呈現(xiàn)穩(wěn)步發(fā)展的態(tài)勢(shì)，納米tio2必將迎來(lái)廣闊的市場(chǎng)發(fā)展空間。因此，新上項(xiàng)目應(yīng)在(400500)t/a的生產(chǎn)規(guī)模，同時(shí)最好建在鈦白生產(chǎn)廠內(nèi)。     生產(chǎn)方法的選擇     化學(xué)沉淀法一般分為均勻沉淀法、直接沉淀法和共沉淀法三種。其中均勻沉淀法具有工藝簡(jiǎn)單、產(chǎn)品質(zhì)量好、易于操作等特點(diǎn)，是最具工業(yè)化發(fā)展前景的一種制備方法。均勻沉淀法是利用某一化學(xué)反應(yīng)使溶液中的構(gòu)晶離子由溶液中緩慢、均勻地釋放出來(lái)。該方法中，加入溶液的沉淀劑不立刻與沉