Kaj je rutilni titanov dioksid, proizveden s kloridnim postopkom? Celovita analiza njegovega proizvodnega procesa, značilnosti delovanja in izbira nabave.

V procesu nabave surovin titanovega dioksida se veliko nabavnega osebja pogosto srečuje s tehničnimi izrazi, kot je npr.Rutilni titanov dioksidin Klorid-procesni titanov dioksid, ki zlahka zamenjuje koncepta rutilnega in kloridnega postopka.

Mnogi ljudje, ko vidijo "rutil" na etiketi, domnevajo, da je kakovost izdelka enaka, in neposredno naročijo. Šele potem, ko je izdelek dan v proizvodnjo za premaze, plastiko in črnila, odkrijejo nezadostno belino, nestabilno pokrivnost in nezmožnost izpolnjevanja pričakovanj glede odpornosti na zunanje vremenske vplive, kar vodi v vrsto težav s kakovostjo.

Temeljni razlog je, da končno učinkovitost titanovega dioksida določajo trije glavni dejavniki: vrsta kristala, proizvodni proces in obdelava površinske prevleke. Rutil predstavlja kristalno strukturo, medtem ko kloridni in sulfatni proces predstavljata dve popolnoma različni proizvodni poti. Teh dveh ni mogoče enačiti.

Kloridni postopek kot glavni postopek priprave visokokakovostnega-rutilnega titanovega dioksida pogosto proizvaja izdelke titanovega dioksida z visoko čistostjo, malo nečistočami in odličnimi optičnimi lastnostmi, zaradi česar je zelo primeren za industrijske scenarije s strogimi zahtevami glede kakovosti. Ta članek se začne z osnovnimi koncepti in združuje-izkušnje z nabavo iz prve roke, da temeljito razloži postopek klorid-procesa rutilnega titanovega dioksida od začetka do konca.

Titanov dioksid (TiO₂) obstaja v različnih kristalnih oblikah, vendar se v veliki-industrijski proizvodnji pogosto uporabljata le dve: rutil in anataz.

Tudi če sta njuni molekulski formuli enaki, razlika v njuni mikroskopski strukturi kristalne mreže vodi do znatne vrzeli v zmogljivosti.Rutilni titanov dioksidima višji lomni količnik in močnej-zmožnost blokiranja svetlobe, naravno odlično belino, pokrivnost, moč niansiranja in odpornost proti UV-staranju.

Iz tega razloga imajo izdelki, ki zahtevajo dolgo{0}}trajnost, kot so premazi za zunanje stene, inženirska plastika, praškasti premazi in avtomobilske barve, skoraj vedno prednost rutilnemu titanovemu dioksidu; medtem ko ima anataz titanov dioksid šibkejšo vremensko odpornost in se pogosteje uporablja v notranjih stenskih premazih, sintetičnih vlaknih in nekaterih dnevnih kemičnih izdelkih.

Tukaj je pogosta napačna predstava v nabavni industriji: rutil je samo kristalna oblika, ne proizvodni proces.

Rutilni titanov dioksid na trgu je mogoče proizvesti z uporabo dveh popolnoma različnih proizvodnih linij: sulfatnega postopka in kloridnega postopka. Tudi z enako kristalno obliko rutila se bo titanov dioksid, proizveden z obema procesoma, bistveno razlikoval v vsebnosti nečistoč, porazdelitvi velikosti delcev, površinski aktivnosti in odpornosti na vremenske vplive.

Zato, ko sprašujete o ceni, preprosto vprašajte "Ali je to rutilni titanov dioksid?" še zdaleč ni dovolj; bistveno je potrditi proizvodni proces, da se pozneje izognete težavam s kakovostjo.

Postopek kloriranja je glavna pot za proizvodnjo visoko{0}}titanovega dioksida. Osrednji intermediat v celotni proizvodni liniji je titanov tetraklorid (TiCl₄).

Celoten potek postopka je mogoče povzeti na naslednji način: reakcija kloriranja surovine z visoko-titanovo snovjo → Nastajanje surovega titanovega tetraklorida → Čiščenje z destilacijo → Reakcija oksidacije TiCl₄ visoke-čistosti → Primarni delci titanovega dioksida → Mokra prevleka po-obdelavi → Filtriranje, sušenje in mletje z zračnim curkom → Končni titan dioksid

Preprosto povedano, surovina se po reakciji kloriranja najprej pretvori v titanov tetraklorid. Surovi titanov tetraklorid vsebuje različne škodljive primesi, kot so železo, vanadij in krom. Vanadij in podobne nečistoče neposredno zmanjšajo belino titanovega dioksida. Zato je faza čiščenja z destilacijo najpomembnejši vidik nadzora kakovosti v procesu kloriranja.

Po čiščenju se titanov tetraklorid visoke-čistosti dovede v visoko{1}}temperaturni oksidacijski reaktor, kjer reagira s kisikom, da nastane titanov dioksid in plinasti klor. Reakcijska enačba je: TiCl₄ + O₂ → TiO₂ + Cl₂

Ustvarjeni plinasti klor je mogoče reciklirati in vrniti v stopnjo kloriranja za nadaljnjo proizvodnjo, kar je ključna značilnost proizvodnega procesa -z zaprto zanko metode kloriranja.

Mnogi se sprašujejo, zakaj se končni izdelki iz rutilnega titanovega dioksida različnih proizvajalcev razlikujejo po kakovosti, čeprav so vsi proizvedeni s postopkom kloriranja. Ključ je v fazi oksidacije. Stopnja oksidacije ne pretvori le titanovega tetraklorida v prah titanovega dioksida. Proizvajalci med vstopno stopnjo oksidacije pogosto dodajajo aditive, kot sta aluminijev klorid (AlCl3) in fosforjev triklorid (PCl3).

Glavna funkcija dodajanja AlCl3 je induciranje tvorbe rutilnih kristalov in hkratna kontrola velikosti delcev prvotnih delcev titanovega dioksida. Aluminijev oksid (Al₂O3), zaznan v končnem produktu titanovega dioksida, delno izvira iz poznejše površinske prevleke in delno iz vira aluminija, dodanega med stopnjo oksidacije.

Celo rahle spremembe parametrov, kot so oksidacijska temperatura, zadrževalni čas, razmerje dodatkov in pretok plina, lahko spremenijo mikroskopsko porazdelitev velikosti delcev prahu, s čimer vplivajo na pokrivnost in disperzibilnost končnega titanovega dioksida. To je tehnični izziv postopka kloriranja.

Oba postopka lahko proizvedeta rutilni titanov dioksid, vendar se bistveno razlikujeta v surovinah, zahtevah glede opreme, značilnostih izdelka in uporabnih scenarijih.

Potek kloriranja:Titanov koncentrat/viso-titanova žlindra → Kloriranje v titanov tetraklorid → Destilacija za odstranjevanje nečistoč → Visoko{1}}temperaturna oksidacija → Surovi titanov dioksid → Prevleka po-obdelavi → Končni izdelek

Tok postopka žveplove kisline:Ilmenit/visoka -titanova žlindra → Koncentrirana acidoliza z žveplovo kislino → Izpiranje in odstranjevanje železa → Hidroliza do metatitanske kisline → Pranje in beljenje z vodo → Žganje za pretvorbo kristalne oblike → Naknadna{1}}obdelava → Končni titanov dioksid

Postopek kloriranja ima višji skupni investicijski prag. Stopnja čiščenja lahko učinkovito odstrani obarvane nečistoče, kot sta vanadij in krom, kar ima za posledico višjo čistost in vrhunsko belino končnega izdelka. Postopek z žveplovo kislino lahko po letih tehnološkega ponavljanja proizvede tudi visoko{2}}kakovosten rutilni titanov dioksid, ki nudi boljšo stroškovno-učinkovitost.

Ne moremo pa posploševati, da je postopek kloriranja vedno boljši od postopka z žveplovo kislino. Izbira surovin in formulacija premazov po-obdelavi prav tako pomembno vplivata na končno učinkovitost titanovega dioksida. Primarno načelo nabave in izbire bi se moralo vedno ujemati z dejanskim scenarijem uporabe na nižji stopnji, namesto da bi se zanašalo samo na procesno tehnologijo.

Z vidika nadaljnjih premazov in obratov za predelavo plastike je proizvodni proces le osnovna informacija; njihova glavna skrb so oprijemljive koristi, ki jih titanov dioksid prinaša njihovim formulacijam. Kvalificirani klorirani rutilni titanov dioksid ima na splošno naslednje izjemne prednosti:

1. Visoka belina in čista osnovna barva

Belina je najbolj temeljni optični indikator titanovega dioksida. Učinkovit postopek destilacije metode kloriranja bistveno zmanjša vsebnost obarvanih nečistoč težkih kovin. Puder ima čistejšo osnovno barvo, zaradi česar je manj nagnjen k porumenelosti, sivenju ali modrikastemu odtenku pri belih izdelkih. Bele zunanje stenske barve, visoko-sijajne bele masterbače in visoko-bela črnila imajo pogosto stroge zahteve glede beline.

2. Močna pokrivnost in visoka učinkovitost barvanja

Glavna vrednost pigmentov titanovega dioksida je v njihovi-zmožnosti skrivanja svetlobe. Visoko-kakovostni klorirani titanov dioksid ima enakomerno porazdelitev velikosti delcev, kar omogoča učinkovito sipanje svetlobe v smolnem sistemu. Tudi z relativno nizkimi dodanimi količinami je mogoče doseči idealno pokrivnost.

Za proizvajalce barv večja pokrivnost pomeni, da lahko ustrezno zmanjšajo delež dodanega titanovega dioksida, kar optimizira skupne stroške formulacije. Ustrezna parametra delovanja sta pokrivnost in moč niansiranja.

3. Odlična odpornost na zunanje vremenske vplive

Rutil ima večjo odpornost na vremenske vplive kot anataz. Visokokakovosten-klorid-procesni titanov dioksid, potem ko je prevlečen z ujemajočo se vremensko-odporno anorgansko prevleko, je lahko odporen na dolgo-izpostavljenost UV-žarkom, kar upočasni kredo in razbarvanje. Zelo je primeren za zunanje arhitekturne premaze, proti-korozijske industrijske barve, avtomobilske zaključne premaze, zunanje plastične dele, praškaste premaze in druge izdelke, ki so dalj časa izpostavljeni soncu in dežju.

Tukaj je industrijski opomnik: odpornost titanovega dioksida na vremenske vplive ni povsem odvisna od proizvodnega procesa. Zasnova formulacije poznejših površinskih premazov iz aluminijevega oksida, cirkonijevega oksida in silicijevega dioksida igra odločilno vlogo pri njegovi življenjski dobi pri vremenskih vplivih.

Številni novi nabavni delavci imajo napačno prepričanje: da je vse v redu, dokler pridobivajo-rutilni titanov dioksid visoke čistosti, proizveden s kloridnim postopkom.

V resnici imajo delci surovega titanovega dioksida, sveži iz oksidacijske peči, močno fotokatalitično aktivnost. Če jih neposredno dodamo premazom ali plastičnim sistemom, lahko zlahka pospešijo staranje okoliških smol. Zato je skoraj ves komercialni titanov dioksid podvržen modificiranju površinske prevleke.

Najpogostejši anorganski premazni materiali v industriji vključujejo: aluminijev oksid (Al₂O₃), silicijev dioksid (SiO₂) in cirkonijev oksid (ZrO₂). Številni razredi po anorganskem premazu nanesejo tudi organske premaze.

Različne sheme prevlek neposredno spremenijo združljivost titanovega dioksida na nižji stopnji:

• Prevleka iz aluminijevega oksida:Predvsem izboljša omočenje in disperzibilnost prahu v smolah-na osnovi olja;
• Gosta prevleka iz silicijevega dioksida-aluminijevega oksida:Osredotoča se na dolgotrajno odpornost-na vremenske vplive, primerno za zunanje premaze;
• Modifikacija organskega premaza:Znatno izboljša disperzijo v sistemih plastike in masterbatch, kar zmanjša težave z belimi madeži in delci.

Zato je pri poizvedovanju o nakupu titanovega dioksida po kloridnem-procesu poleg potrditve procesne poti bistveno, da se pri proizvajalcu proaktivno pozanimate o vrsti površinske prevleke in jo nato uskladite s svojimi nadaljnjimi izdelki.

1. Industrija premazov

Premazi so največji porabnik titanovega dioksida. Klorid-procesni titanov dioksid se pogosto uporablja v izdelkih, ki zahtevajo visok videz in vzdržljivost: premazi za zunanje stene, industrijske proti-korozijske barve, praškasti premazi, barve za originalno avtomobilsko opremo in visoko-sijajni pokrivni premazi. Vremensko{5}}odporne modificirane vrste so prednostne za zunanje premaze.

2. Industrija plastike in masterbatchov

Polietilen (PE), polipropilen (PP), PVC, ABS, različne inženirske plastike in bele masterbatče uporabljajo velike količine titanovega dioksida. Pri predelavi plastike je disperzijska zmogljivost prahu najpomembnejša. Slaba disperzija titanovega dioksida bo povzročila napake, kot so bele lise, ribje oči in barvne lise na površini končnega izdelka. Za zunanje plastične gradbene materiale in PVC profile je treba upoštevati tudi odpornost proti porumenelosti in vremenskim vplivom.

3. Industrija črnila

Bela in svetlo{0}}barvna tiskarska črnila zelo cenijo čistost in pokrivnost osnovne barve. Tu je mogoče v celoti izkoristiti prednost beline kloridnega-postopka titanovega dioksida, medtem ko je potrebna odlična združljivost med titanovim dioksidom in črnilnimi smolami ter topili.

4. Vrhunska papirna industrija

Dodajanje titanovega dioksida visokokakovostnemu okrasnemu papirju in premazanemu belemu kartonu izboljša belino, motnost in optično teksturo papirja. Pri tem sta še posebej pomembni enakomernost velikosti delcev prahu in stabilnost disperzije.

Mnogi kupci se po prejemu proizvajalčevega podatkovnega lista TDS takoj osredotočijo na vsebnost TiO₂, ki je večja ali enaka 98 %. Čeprav je čistost pomembna, preprosto gledanje vsebnosti titanovega dioksida ni dovolj, da bi ugotovili, ali je izdelek primeren za vašo formulacijo. Dejanska izbira in ocena zahtevata celovito obravnavo naslednjih kazalnikov:

1. Čistost TiO₂: osnovna čistost prahu;
2. Vrsta kristala: potrdite obliko rutilnega kristala, izogibajte se mešanim kristalom anataza;
3. Sistem površinskega premaza: aluminijev oksid, silicijev dioksid, cirkonijev oksid ali organski premaz;
4. Belina in osnovna barva: neposredno določata vizualni videz končnega izdelka;
5. Motnost in moč niansiranja: učinkovitost pigmenta, povezana s stroški dodajanja formulacije;
6. Absorpcija olja: ključni parameter pri oblikovanju formulacije barve in črnila, ki vpliva na viskoznost brozge;
7. Učinkovitost disperzije: osrednji element ocenjevanja za plastiko, črnila in premaze z-visoko trdnostjo;
8. Velikost delcev in porazdelitev velikosti delcev: Vpliva na optične učinke in enostavno disperzijo;
9. Ocena odpornosti na vremenske vplive: zmogljivost, ki jo je treba preveriti za izdelke na prostem;
10. Stabilnost serije: tveganje nihanj kakovosti pri dolgoročni-veliki-oskrbi.

Nobena-velikost-ne ustreza-vsem titanovemu dioksidu. Najboljši pristop k izbiri je, da začnete z mislijo na konec in delate nazaj od zahtev za aplikacijo končnega izdelka, da ugotovite kazalnike uspešnosti:

• Premazi za zunanje stene:Dajte prednost odpornosti na vremenske vplive, pokrivnosti, belini in stabilnosti disperzije;
• Plastika in masterbatči:Prednost dajte disperzibilnosti pri visoko-temperaturni obdelavi, belini, moči niansiranja in odpornosti proti porumenelosti;
• Tiskarske barve:Osredotočite se na belino, osnovno barvo, pokrivnost in združljivost s smolo;
• Visok{0}}premazi za papir:Bodite pozorni na belino, motnost, enotnost velikosti delcev in disperzibilnost v vodi.

Ko komunicirate z dobavitelji, namesto da nejasno sprašujete »Katera je vaša najboljša stopnja klorid-procesnega titanovega dioksida?«, jasno navedite scenarij uporabe na nižji stopnji, tako da lahko dobavitelji natančno ujemajo najprimernejšo stopnjo izdelka.

V industriji je običajno, da sta dva izdelka označena kot klorid-procesni rutilni titanov dioksid, vendar se njuni ceni na tono precej razlikujeta. Ta cenovna vrzel je posledica kombinacije dejavnikov: vira titanove surovine, stopnje nadzora procesa v fazi kloriranja-oksidacije, zmožnosti nadzora nečistoč, shem nadzora porazdelitve velikosti delcev, formulacij površinskih premazov, naknadnih-postopkov obdelave, stabilnosti serije, nadzora kakovosti blagovne znamke, količine naročila ter pogojev logistike in pakiranja.

Kot nadaljnji tovarniški kupec pri primerjavi cen ne primerjajte le cene na tono. Priporočljivo je celovito izračunati stroške maskiranja na enoto, odmerjanje formulacije, izkoristek pri predelavi in ​​izgubo napak pri končnem izdelku. Nekateri izdelki s titanovim dioksidom imajo lahko nekoliko višjo ceno na enoto, vendar če nudijo boljšo maskirno učinkovitost, potrebujejo manjše odmerke in so manj nagnjeni k belim madežem med proizvodnjo, so skupni proizvodni stroški morda stroškovno-učinkovitejši.

Tukaj je praktičen postopek izbire panoge za zmanjšanje stroškov poskusov-in-napak:

1. Prepoznajte scenarije nadaljnjih aplikacij: določite, ali gre za premaze, plastične masterbače, črnila, izdelavo papirja ali praškaste premaze;
2. Dajte prednost osrednjemu delovanju izdelka: za zunanje premaze dajte prednost odpornosti na vremenske vplive; za plastiko dajte prednost disperziji; pri črnilih dajte prednost belini in osnovni barvi;
3. Preglejte tehnični list izdelka (TDS): preverite vsebnost TiO₂, kristalno obliko, vrsto prevleke, belino, moč niansiranja, absorpcijo olja in parametre velikosti delcev;
4. Preskušanje formulacije v-majhnem obsegu: ta korak je ključnega pomena. Tudi če so parametri laboratorijskega papirja odlični, lahko dejanska zmogljivost še vedno odstopa od specifikacij v edinstvenem sistemu smol in dodatkov vaše tovarne. Pred nabavo v-velikem obsegu vedno opravite testiranje v-manjšem obsegu z vzorci, da preverite belino končnega izdelka, pokrivnost, učinek disperzije in odpornost na vremenske vplive. Oddajte množično naročilo samo, če vsi kazalniki ustrezajo standardom.

Skratka, rutilni titanov dioksid, proizveden s kloridnim postopkom, je v bistvu rutilni titanov dioksid, proizveden s postopkom kloriranja-oksidacije. Njegove glavne prednosti izhajajo iz strogega nadzora nečistoč v celotni proizvodni liniji, natančnega nadzora velikosti delcev v fazi oksidacije in prilagojenega površinskega premaza v poznejših fazah. Posledica tega so pigmentni izdelki z visoko belino, visoko pokrivnostjo, stabilno disperzijo in odlično vremensko odpornostjo, ki služijo-industrijskim sektorjem višjega cenovnega razreda, kot so premazi, plastika, črnila in izdelava papirja.

Vendar se pri izbiri javnega naročila ne bi smeli ujeti v past razmišljanja o "postopku kloriranja=univerzalnega-visokokakovostnega-titanovega dioksida." Odločitve o javnih naročilih bi morale slediti naslednjim korakom: najprej določiti potrebe po nadaljnjih aplikacijah; drugič, določite ključne kazalnike uspešnosti; tretjič, razredi izdelkov zaslona; in končno preverite učinkovitost s testiranjem formulacije vzorca.

Pri povpraševanju o cenah je poleg potrditve, ali gre za rutilni izdelek, proizveden po kloridnem postopku, treba preveriti tudi vrsto parametrov, kot so shema površinske prevleke, velikost delcev in stabilnost serije. Za iskanje surovin titanovega dioksida, ki so resnično primerne za vašo proizvodno linijo in formulacijski sistem, je potrebna celovita ocena.