[科普中国]-钛白

钛白简介

学名为二氧化钛颜料，分子式为TiO2，相对分子质量79.90 g/mol，自然存在于钛矿和金红石等钛矿石中。

白色固体或粉末状的两性氧化物，是最好的白色颜料。

成分化学成分是二氧化钛，是惰性颜料，无毒，不受气候条件影响，有很强的覆盖力，是近代生产出的颜料。纯钛白颜色干得快，干后容易变黄，所以经常和锌白混合使用。锌钛白既减轻了锌白的易脆性，又改善了钛白单独使用的缺点。钛白和锌白一样具有无毒的优点。锌钛白是中国用量较大的白颜料。

名称来历1791年，英国的Willam Gregor牧师从一种磁性的黑色矿砂（锐钛矿）中首次制得白色TiO2样品。稍后德国科学家Martin Klaproth从一种红褐色矿（金红石矿）中也制得了白色的TiO2，并将制得的白色粉末命名为“Titanic earth”(泰坦土，Titan是希腊神话中大地神的第一代子女)。1

应用钛白是一种重要的白色颜料和瓷器釉料。用于油漆、油墨、塑料、橡胶、造纸、化纤、水彩颜料等行业。

钛白的粘附力强，不易起化学变化，永远是雪白的，是世界上最白的东西。1g二氧化钛可以把450多平方厘米的面积涂得雪白。它比常用的白颜料一—锌钡白还要白5倍，因此是调制白油漆的最好颜料。世界上用作颜料的二氧化钛，一年多到几十万吨。二氧化钛可以加在纸里，使纸变白并且不透明，效果比其他物质大10倍，因此，钞票纸和美术品用纸就要加二氧化钛。为了使塑料的颜色变浅，使人造丝光泽柔和，有时也要添加二氧化钛。特别可贵的是钛白无毒。它的熔点很高，被用来制造耐火玻璃，釉料，珐琅、陶土、耐高温的实验器皿等。

在橡胶工业上，钛白还被用作为白色橡胶的填料。

由于TiO2具有优异的光催化性能，在光解水等光催化领域有着广泛的用途，被科学家们誉为“最有潜力的光解水催化剂”。半导体二氧化钛的光化学性能已使其可用于许多领域，如空气、水和流体的净化。以碳或其他杂原子掺杂的光催化剂也可用于具有散射光源的密封空间或区域。用于建筑、人行石板、混凝土墙或屋顶瓦上的涂料中时，它们可以明显增加对空气中污染物如氮氧化物、芳烃和醛类的分解，具有明显的自洁净功能。钛白具有很好的光催化降解，可用于自清洁涂料。并且，钛白具有高效的光反射性能，用它作为屋顶涂料可以减少太阳光的吸收，给“地球降温”。

此外还广泛应用于生产防晒霜，无毒性，对人体无害。

美国食品药品管理局规定二氧化钛可以作为所有的食品白色素，最大的使用量为1g/kg Sec. 73.575二氧化钛。色素添加剂二氧化钛可以安全用于一般着色食品中，服从下列规定：

（1） 二氧化钛的数量不超过食物重量的1%。

（2） 按照法令的401条所公布的特殊标准，不得使用的着色食品，除非有类似的标准允许添加色素。

（3）对于着色食品，食用的色素添加剂二氧化钛可以含有适当的稀释剂，作为安全的色素添加剂，如下：二氧化硅，作为分散助剂，含量不超过2%。

生产方法钛白粉的生产方法主要是硫酸法钛白和氯化法钛白，世界上主要采用氯化法钛白，目前世界上最大的钛白粉生产商是杜邦公司，其从1956年就开始使用氯化法。国内主要为硫酸法钛白，氯化钛白仅锦州钛白一家公司采用熔盐氯化，氯化法国内至今仍不成熟。

世界主要钛白粉生产商：杜邦、美礼联、科美基、亨兹曼、克朗若斯

国内主要钛白粉生产商：攀钢钛业、龙蟒、佰利联2

硫酸法钛白硫酸法钛白基本过程是首先将酸溶性含钛原料用硫酸酸解形成多孔的固相物，再用水浸取得到硫酸氧钛溶液（称黑液），经净化浓缩等处理后，加入水水解形成白色的偏钛酸沉淀，再经净化等处理后高温煅烧即可得到钛白粉，煅烧出来的钛白粉还有经过盐处理包膜等过程才能得到最后的产品。

相比氯化钛白其原料廉价易得，投资少，工艺成熟，设备简单，但是其生产流程长，工序多，三废多，污染大，间歇操作，劳动强度大，产品质量稍差。

氯化法钛白氯化法钛白的基本过程是首先钛原料和石油焦以一定比例混合，再通入氯气氯化得到四氯化钛，四氯化钛经过净化精制后用氧气氧化便得到钛白粉，氯气返回继续氯化，氧化得到的钛白粉同样需要经过盐处理和包膜等过程才能得到最后的产品。

相比硫酸法钛白其工艺流程短，排出废物少，但是其对原料要求高，设备腐蚀严重，氧化阶段容易堵塞反应器，技术难度大，连续生产，操作需要复杂的控制系统。