ПРОИЗВОДСТВО ХЛОРНОЕ ИЛИ СУЛЬФАТНОЕ?

Пигменты диоксида титана производятся по двум технологическим схемам: сульфатный и хлорный способы. Обе, анатазная и рутильная формы, могут быть произведены любым из способов. Хлорный способ стал доминирующим по причине возможности получения высококачественного пигмента с низким уровнем отходов. Из всех производителей только «Дюпон» производит все пигменты хлорным способом.

Сульфатный способ был внедрен в промышленность в 1931 г. для производства анатазной формы диоксида титана, и позже, в 1941 г., - рутильной формы. В этом способе руда, содержащая титан, растворяется в серной кислоте, образуя растворы сульфатов титана, железа и других металлов. Затем, в результате ряда химических реакций, включающих в себя химическое восстановление, очистку, осаждение, промывание и кальцинацию, образовывается базовый диоксид титана с необходимым размером частиц. Кристальное строение (анатазная или рутильная форма) контролируется в процессе ядрообразования и кальцинации.
FeTiO3 + 2H2SO4 -> TiOSO4 + FeSO4 + 2H2O
TiOSO4 + H2O -> TiO2 + H2SO4
Хлорный способ был изобретен компанией «Дюпон» в 1950 г. для производства рутильного диоксида титана. Этот способ включает в себя высокотемпературные фазовые реакции. Титаносодержащая руда вступает в реакцию с хлорным газом при пониженном давлении, в результате чего образуется тетрахлоридтитан TiCl4 и примеси хлоридов металлов, которые затем удаляются.
Высокочистый тетрахлоридтитан (TiCl4) подвергается окислению под действием высокой температуры для получения диоксида титана с великолепной яркостью.
Этап окисления в хлорном способе позволяет лучше контролировать кривую распределения частиц и кристаллическое строение. В результате получается диоксид титана с высокой укрывистостью и разбеливающей способностью.
2 FeTiO3 + 7Cl2 + 3C -> 2TiCl4 + 2FeCl3 + 3CO2
TiCl4 + 02 -> TiO2 + 2Cl2
Мировые мощности по производству диоксида титана хлорным способом превышают мощности сульфатного способа и продолжают расти. В обоих способах промежуточный продукт представляет собой кластеры кристаллов диоксида титана, которые затем должны быть разделены для придания оптимальных оптических свойств.
В зависимости от необходимых конечных свойств существует несколько методов для модификации диоксида титана, включающие в себя осаждение оксидов кремния и алюминия на поверхность частицы. Индивидуальная обработка оксидами поверхности в различных комбинациях позволяет достичь оптимальных свойств для каждого конкретного применения.


L* титана по сульфатной технологии не более 96 условных единиц.
L* титана по хлорной технологии не менее 99 условных единиц.

Диоксид титана произведённый по хлорной технологии всегда имеет более высокий показатель L*, что позволяет при его использовании получить более чистый и белый цвет.