钛白粉生产技术 龚家竹 钛白粉生产技术 钛白粉性质与用途 钛白粉商业生产方法 钛白粉生产技术发展趋势 无机化工相关专业师

1.立足钛白粉生产的化学反应过程及反应机理；
2.全面介绍钛白粉生产技术核心及掌握这些的生产操作方法；
3.结合笔者研究与生产的实际经验与成果，系统介绍现有各类先进的生产方法；
4.科学阐述全资源利用的钛白粉生产方法及发展。

本书结合作者多年来在钛白粉生产领域的技术研究开发工作与生产实践活动，全面介绍了钛白粉的生产技术，重点阐述了钛白粉的性质与用途、全球生产市场与技术概况、生产原料的来源与加工、硫酸法和氯化法钛白粉生产技术、全球产品标准与控制方法及绿色可持续发展的钛白粉生产耦合资源加工技术等。
本书可供从事钛白粉生产与使用钛白粉的涂料、塑料、油墨及造纸等生产领域的工程技术、科研设计、管理与市场营销人员阅读，也可供无机化工等相关专业的师生参考。

龚家竹，高级工程师，中国涂料工业协会钛白粉专家组专家，中国化工学会无机酸碱盐专业委员会副主任委员、磷酸盐专家组组长，中文核心期刊"无机盐工业"杂志编辑委员会副主任委员，作为第一完成人"20kt/a晶相控制、清洁生产金红石型钛白粉生产装置"获四川省科技进步一等奖，两项发明专利先后获国家知识产权局优秀专利奖，公开发表论文45篇，个人专著2部、参编6部，获得中国发明专利32项、美国和日本发明专利一项，从事无机矿物化学生产技术研究创新开发40余年。

第一章 绪论 001
第一节 钛白粉简介 001
一、钛元素的发现 001
二、钛元素资源产品在国民经济中的作用 002
第二节 钛白粉的性质 008
一、物理性质 008
二、化学性质 011
三、光学性质 012
第三节 钛白粉的产品用途 020
一、涂料用途 021
二、塑料用途 023
三、造纸用途 024
四、油墨用途 026
五、化纤用途 026
六、日化、食品及医药用途 026
第四节 钛白粉的商业生产方法 026
一、钛白粉商业生产方法简况 026
二、硫酸法 029
三、氯化法 030
四、其他生产方法 032
参考文献 037

第二章 全球钛白粉生产概况 039
第一节 钛白粉生产与生产技术回顾 039
一、国际钛白粉生产发展概况 039
二、国内钛白粉生产技术发展概况 042
第二节 全球钛白粉生产量与消费量 045
一、全球钛白粉生产量与区域分布 045
二、国内钛白粉生产量与区域分布 046
三、全球钛白粉生产方法产量与发展趋势 048
第三节 全球钛白粉主要生产商 048
一、科穆（Chemours） 050
二、特诺（Tronox） 051
三、泛能拓（Venator） 052
四、龙蟒佰利联（Lomon-Billion） 053
五、康诺斯（Kronos） 055
六、中核钛白（CHTi） 055
七、攀钢钒钛（PGVT） 056
八、东佳（Doguide） 056
九、石原（Ishihara） 057
十、金浦钛业（GPRO） 057
十一、宁波新福（Xinfu） 058
十二、克雷米亚钛坦（Crimea Titan） 058
第四节 钛白粉生产技术发展趋势 058
参考文献 059

第三章 钛白粉生产原料 061
第一节 钛原料 061
一、钛矿资源 061
二、世界钛资源储量与分布 062
三、我国钛资源概况 065
四、钛矿资源的开采与富集 069
五、钛原料对钛白粉生产的影响 088
六、全球钛矿生产消费格局与变化 098
第二节 硫酸 099
一、概述 099
二、硫酸的性质 100
三、硫酸生产工艺原理 101
四、300kt/a硫铁矿制酸工艺流程概述 103
五、硫酸法钛白粉生产中硫资源的循环利用 106
第三节 氯气与烧碱 106
一、氯气电解法概况 107
二、氯气的性质 108
三、氯气的主要用途 111
四、氯气与烧碱生产工艺技术 111
第四节 石油焦与铁粉 119
一、石油焦 119
二、铁粉 120
第五节 其他辅助生产原料 120
参考文献 121

第四章 硫酸法钛白粉生产技术 123
第一节 技术概述 123
第二节 原料制备 124
一、主要原料 124
二、主要辅助原料 131
第三节 酸解与钛液的制备 131
一、酸解工艺技术的原理 132
二、间歇酸解技术 136
三、连续酸解技术 154
四、酸解液的沉降与酸解渣的分离 165
五、硫酸亚铁的结晶与分离 169
六、钛液的净化与浓缩 180
第四节 水解与偏钛酸的制备 193
一、水解沉淀偏钛酸 194
二、过滤与水洗净化偏钛酸 209
第五节 煅烧与钛白粉初级品的制备 225
一、偏钛酸盐处理与脱水 227
二、煅烧偏钛酸生产钛白粉初级产品 241
三、煅烧尾气的显热利用和尾气排放处理 245
参考文献 252

第五章 氯化法钛白粉生产技术 254
第一节 概述 254
第二节 原料制备 256
一、主要原料制备 257
二、其他辅助原料 263
第三节 氯化与四氯化钛的制备 263
一、四氯化钛的性质 264
二、氯化工艺的生产原理 265
三、氯化生产技术 271
四、四氯化钛的精制与除钒 283
五、氯化生产中的注意事项 295
六、氯化工艺技术的发展 297
第四节 氧化与钛白粉初级产品的制备 306
一、氧化的化学反应原理 307
二、氧化生产技术 316
三、氧化生产中的注意事项 338
第五节 关于氯化法钛白粉生产的能耗讨论 340
一、能源消耗限额标准 340
二、单位产品能源工质和耗能工质 340
三、氯化法钛白粉单位产品综合能耗 341
四、使用原料的能耗 341
参考文献 342

第六章 钛白粉生产后处理技术 346
第一节 概述 346
第二节 原料制备 347
一、无机物包膜剂 347
二、有机包膜剂 354
三、辅助试剂与溶液 355
四、试剂配制流程图 357
第三节 钛白粗品的解聚分散技术 358
一、钛白粗品解聚分散原理 358
二、干法解聚分散 361
三、湿法解聚分散 365
第四节 无机物包膜技术 374
一、无机物包膜原理 374
二、无机物包膜主要设备 380
三、无机物包膜工艺 388
四、无机包膜主要控制参数 389
第五节 过滤与干燥 396
一、无机物包膜料浆的过滤与洗涤 396
二、洗涤滤饼的干燥 400
第六节 汽流粉碎与有机物包膜 407
一、汽流粉碎的基本原理 408
二、汽流粉碎机结构与材质 410
三、汽流粉碎工艺 418
四、汽流粉碎主要控制参数 421
五、汽流粉碎工艺主要设备 422
六、关于蒸汽压力与汽粉机规格的讨论 423
第七节 水浆钛白的生产技术 427
一、水浆钛白粉生产的意义 427
二、水浆钛白的生产原理、工艺与技术 428
三、水浆钛白实验室制备试验 428
四、生产装置 435
第八节 造粒钛白的生产技术 436
一、钛白粉成品造粒 437
二、砂磨半成品处理造粒 437
第九节 钛白粉产品的包装、运输与储存 438
一、标志h438
二、包装 438
三、运输 438
四、储存 438
参考文献 438

第七章 钛白粉产品标准与质量规格 442
第一节 国际现行钛白粉产品标准 442
一、国外钛白粉产品标准 442
二、国外钛白粉产品主要规格 445
第二节 国内现行钛白粉产品标准 447
一、国家现行钛白粉产品标准 447
二、国内钛白粉产品主要规格 450
第三节 钛白粉产品质量检验分析方法 452
一、国际钛白粉质量标准与测试标准 452
二、国内钛白粉质量标准与测试标准 453
第四节 过程产品的分析检验项目、频率及指标 453
参考文献 454

第八章 钛白粉生产绿色可持续发展做技术 455
第一节 概述 455
一、绿色可持续化学（GSC）简介 455
二、钛白粉绿色可持续发展技术内容 456
第二节 硫酸法钛白粉废副全资源利用技术 457
一、废硫酸的循环利用与资源加工技术 457
二、副产固体硫酸亚铁的利用技术 485
三、酸解渣的回收利用 497
四、酸性污水中和处理与资源利用技术 501
五、尾气的处理与利用 510
第三节 氯化钛白粉废副全资源利用技术 510
一、氯化钛白粉生产废气的资源利用技术 511
二、氯化法钛白粉废水的资源化利用技术 512
三、氯化工艺副产氯化渣的资源利用技术 516
参考文献 525

序一
三十年磨一剑，集龚家竹总工在钛白粉生产技术上的研究成果、经验、精辟见解、创新理念之大成的《钛白粉生产技术》一书面世，其意义深远。
钛白粉作为一种白色无机颜料，由于其物理、化学性质稳定，光学和颜料性能优异，被认为是目前世界上性能最好的白色颜料，主要应用于涂料、造纸、化妆品、电子、陶瓷、医药和食品添加剂等多个领域。钛白粉的人均消费量被认为是衡量一个国家经济发展程度的一个重要标志。
龚家竹先生作为我国国内第一套4万吨钛白粉大型生产装置项目建设的总工程师，呕心沥血，勇于探索和创新，开创了中国民营企业以最经济的项目建设成本、因地制宜和集当时最先进钛白粉生产技术之大成建设现代大型钛白粉生产企业的先河；龚家竹先生本人因创新解决了钛白粉质量低下和废酸不能利用的技术难题而获得“四川省科技进步一等奖”。龚家竹先生是30年来我国钛白粉工业在世界钛白粉生产行业中，从无足轻重到举足轻重，直到做到全球产量形成美、欧、中三足鼎立的生产市场格局，以生产规模和产量占世界的40%并雄踞世界第一的发展过程中的先行者和践行者，为中国钛白粉产业和技术的发展做出了重要的贡献。
龚家竹先生学识渊博、研究深入，在钛白粉生产及相关化工生产领域和学术领域具有高深的学术造诣和丰富的研究及工程经验。其30多年来在研究和学习钛白粉生产技术上获取了众多研究内容与学习心得体会，尤其是近20年来在钛白粉生产技术上的研究与创新工作中收获了丰富的经验，在全国各地各类生产装置技改中得到了充足的实践积累。此次在认真总结国内外钛白粉生产研究技术科研成果的基础上，结合转让技术与实施专利技术的实践活动中在工程技术与设计经验上的得与失，秉持钛白粉绿色可持续全资源矿物利用生产技术理念，编著了《钛白粉生产技术》一书。本书详细、准确地对钛白粉一词给出了全面的定义，既突出了其基体组分二氧化钛固有的物理化学性质，又强调了其经过化学加工达到最佳可见光散射效应（颗粒范围）的技术含义。本书全面介绍了钛白粉的生产技术，系统介绍了钛白粉的性质与用途、全球生产市场与技术概况、生产原料的来源与加工、硫酸法和氯化法钛白粉生产技术、全球产品标准与控制方法及绿色可持续发展的钛白粉生产耦合资源加工技术。该书写作深入浅出，重点突出，预计可为从事钛白粉生产与使用钛白粉的涂料、塑料、油墨及造纸等生产领域的工程技术、科研设计、管理与市场营销人员，及无机化工等相关专业的师生提供全面的现代钛白粉生产技术和知识，将为我国钛白粉生产技术和产业的持续发展做出突出贡献。
受龚家竹先生委托，在本书付梓之际，撰写数语，聊以为序，但恐不足表达本书出版之重要意义。

周大利
2021年仲秋



序二
2019年10月，老友龚家竹再次向我索要钛白粉生产后处理用砂磨机的照片，这才获悉他已经完成《钛白粉生产技术》一书的撰写，这让我大为吃惊和由衷地敬佩。因为，当一个人亲自用心编写过一本专业书籍才能体会到这其中的付出和辛苦劳动。我特别尊重写书的作者。由于爱书的习惯，我向来是不问价格一买为快。一本干货满满的好书不仅让你增长了专业知识，而且使你的实力和身价倍增。人生没有白走的路，每一步都作数；人生更没有白读的书，每一页都算数。总有一天你会发现学过的知识都派上用场了。
很高兴为这本中国钛白粉生产领域内容丰富的书作序，因为，中国钛白粉近20年的发展历程中有很多鲜为人知的趣事都是我和老友家竹一起亲眼所见、共同经历的。
认识家竹始于2001年，当时我还在德国耐驰精研磨技术有限公司负责研磨设备在中国市场的销售。那时，仅在拜耳公司有几台耐驰砂磨机，但是拜耳公司钛白粉业务早已经被兼并。也就是说，德国耐驰砂磨机已经退出了全球钛白粉市场，在新建装置中已经基本不使用了。
2001年8月份我在重庆参加一个涂料会议，突然接到自称是四川龙蟒钛业股份有限公司总工程师的龚家竹的电话，说要购买大型砂磨机LME500K用于钛白粉生产后处理。经我们了解，四川龙蟒钛业股份有限公司主要业务是生产磷肥和猪、鸡饲料添加剂产品。磷肥产品与钛白粉精细化工产品差别巨大，其技术难易程度怎可相提并论？加之当时中国的钛白粉生产技术在欧洲真的不足挂齿，处于可忽略的状态。德国总部认为这样的项目太不靠谱！尽管如此，我还是怀着“撞大运”的念头去了趟远离北京的四川绵竹。由于中国与德国有7个小时的时差，得到报价的时候，已经是中国第二天早晨了。双方经过技术交流、讨论，一拍即合，立即签了技术合同和附件。在当时，针对这样的进口大设备，这么快就签订了合同，简直就像做梦一样。
紧接着就是山东东佳集团、河南佰利联公司、镇江钛白粉股份有限公司先后购买了相同型号的砂磨机，从此拉开了中国钛白粉生产大规模使用砂磨机的序幕。2000年，全中国金红石钛白粉产量不到4万吨，2019年中国钛白粉产量大概400万吨，二十年猛增了100倍。中国早已超越美国成为世界钛白粉生产第一大国，令世界瞩目。钛白粉作为小康生活的标志因素之一，到2022年还有150万吨新增产能。
在中国钛白粉产能位居全球第一的时候，我们必须清楚地认识到，我们不是高端钛白粉生产强国，特别是氯化法钛白粉生产所占比例很低，影响其经济效益与社会效益的关键技术还没有彻底过关。正如两个外国钛白粉专家对中国钛白粉的评价所说，很多时候质量好了不知道咋好的，质量坏了不知道咋坏的！我们缺少真正钛白粉生产的技术专家，具有扎实科学素质的工程技术人员仍略显不足；有关钛白粉生产技术的专业著作基本没有，现有的中文书籍也基本是论述和科普读物；国外几本关于钛白粉生产的书籍和论文大部分是英语和德语。
老友家竹这本《钛白粉生产技术》的出版虽然有点晚，但是在中国钛白粉提升产品质量的阶段可以说是及时雨！知其然，知其所以然；没有扎实的理论研究作为生产技术基础，中国很难进入高端钛白粉行列。从生产大国到制造强国任重道远，钛白粉行业同仁还需更上一层楼，再接再厉。

冯平仓
2021年12月