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中国钛白粉行业发展现状

发表人:jufapigment发表时间:2015-04-02

   

    巨发行业资讯:钛白粉作为最佳的白色无机颜料,广泛应用于涂料、塑料、造纸、印刷油墨、化纤、橡胶、陶瓷、化妆品、食品和医药等工业,而这些精细化工行业又与衣、食、住、行息息相关。所以,钛白粉人均消费量已成为衡量一个国家经济发展水平的重要指标。


Titanium dioxide, also known as titanium white is a favorite chemical in pigment, plastics, paper, printing ink, chemical fiber, rubber, ceramics, cosmetic, food and medical industry, etc. Because of its broad use covering clothing, catering, living and mobility, the consumption of titanium white is seen as a major indicator of economic development, signaling the future potential of a country.

 中国钛白粉生产情况


 中国钛白粉消费量


中国钛白粉进口示意图

 

 

 

过去10多年,中国钛白粉行业取得长足发展,2009年总产能居世界第二,2010年超过美国,位列第一。

 

2012年,全国的钛白粉总产能达到260万吨/年,产品总量实现189万吨,其中金红石型钛白粉产量为132万吨,金红石型钛白粉产量中氯化法钛白粉产量为23713吨,仅占全国产量的1.5%。在产能和产量大幅增长的同时,产品的档次和品质也取得巨大的进步,部分已能取代进口的国际先进产品,应用于中高端领域。但无论是从生产技术、产品质量来说,与国际先进水平均有差距。

 

钛白粉制造方法有两种:硫酸法和氯化法。目前国内企业绝大多数企业采用硫酸法生产钛白粉,仅有锦州钛业有限公司一家采用国内自主开发的氯化法生产钛白粉。

 

硫酸法的优点是能以低价格和易得到的钛铁矿与硫酸为原料,技术较成熟,设备简单,防腐蚀材料易解决。其缺点是流程长,只能以间歇操作为主,湿法操作,硫酸、水消耗高,废物及副产物多,对环境污染较大。经过国内主要生产企业和科研院所多年的技术开发,通过综合利用和处理,调整钛精矿和高钛渣原料使用比例,大大地降低了水的消耗和对环境的污染。

 

氯化法是将金红石矿或高钛渣粉料与焦炭混合后进行高温氯化生产四氯化钛,经高温氧化,再经过滤、水洗、干燥、粉碎得到钛白粉。氯化法只能生产金红石型产品。氯化法优点是流程短,生产能力易扩大,连续自动化程度高,能耗相对低,“三废”少,能得到优质产品。其缺点是投资大,设备结构复杂,对设备材料要求高,要耐高温、耐腐蚀,装置难以维修,研究开发难度大。

 

氯化法技术基本上被国外大公司垄断,国内目前仅有锦州钛业公司采用氯化法技术生产,能力为3万吨/年(单线1.5万吨/年),但由于规模小投资高,其与国外技术水平相比仍有较大差距,如在装置连续长周期运行和产品质量上差异较大。

 

中国钛白粉生产企业分布在四川、山东、河南、湖北、重庆、云南、河北、广东、江苏、浙江、上海、甘肃和江西等地。主要企业分布在钛资源供应丰富的地区和钛白粉消费量大的市场区域。如在四川和重庆,到2012年底,钛白粉产能就达到66.5万吨/年,而四川攀枝花地区是中国主要钛资源地区,集中了10 家以上企业生产钛白粉。

 

另外,在山东、江苏、安徽、河南、浙江和上海钛白粉总生产能力达100万吨/年,而这些地区是中国涂料、塑料加工、化学纤维、油墨和造纸等工业的主要生产地区,拥有较大的钛白粉消费市场。广西壮族自治区是目前钛白粉企业最多的省(自治区),除表面处理型企业金龙钛业以外,全区共有13家锐钛型钛白粉生产企业:苍梧顺风、藤县金茂、藤县雅照、藤县广峰、梧州佳源、广西百合、广西平桂、广西大华、广西兴美祥、陆川钛白、博白宏宇、岑溪恒信和灵山钛白。

 

钛白粉行业金红石型产品生产企业有:山东东佳、四川龙蟒钛业、河南佰利联、宁波新福、攀钢钛业(含攀渝钛业)、江苏太白、攀枝花东方钛业、攀枝花钛海科技、攀枝花大互通、南京钛白、安徽安纳达、济南裕兴化工、中核华原钛白、锦州钛业(氯化法)、山东道恩钛业、湖北潜江方圆钛白、云浮惠沄钛白、马鞍山金星钛白(集团)、湖南永利化工、中盐衡阳天友化工、河南漯河兴茂钛业、攀枝花卓越钒钛,共20余家。

 

2007年到2012年由于环境保护压力和生产成本较高,国内已有一些装置被迫关闭,已经永久关闭的装置有:湖北丽明化工股份有限公司、镇江泛华化工(集团)公司镇江泛宇钛白粉厂、广西藤县藤钛化工有限公司、上海焦化有限公司钛白粉分公司和广州钛白粉厂等。

 

中国钛白粉装置平均开工率在过去10年中2008年最低,而随着产量的不断提高,2012年开工率在70%左右,随着新建项目的增加,预计到2015年开工率将降到64%2020年将下降到59%

 

钛白粉市场消费情况

2012年中国消费钛白粉达163.4万吨,其中金红石型钛白粉消费量达110.9万吨。

 

钛白粉的消费量被认为是一个国家经济发展程度的重要标志之一。目前,全世界每年人均钛白粉消费量大约为0.7~0.8公斤;2012年,中国钛白粉人均表观消费量约为1.24公斤,高于世界平均值;在发达国家,人均钛白粉的消费量高达3~4公斤。随着国民经济的高速发展,中国钛白粉的消费市场将有巨大的增长空间。

中国自2010年后,由钛白粉进口国转变为钛白粉出口国。2012年钛白粉进口量为17.2万吨。

 

中国进口钛白粉产地主要来自台湾、澳大利亚、北美等地区。由于上述地区钛白粉装置全部为氯化法金红石型,可以看出,进口钛白粉主要为氯化法金红石型产品,总量约在15万吨左右,其余部分为少量的锐钛型和硫酸法金红石型钛白粉。

 

钛白粉颜料的前三大应用领域分别是涂料(油漆)、塑料和纸张,其他主要应用领域还有:油墨、化纤、橡胶、化妆品、医药和食品工业等。

 

非颜料用钛白粉的用途主要有:搪瓷、陶瓷、焊条、电容器、催化剂以及需要二氧化钛的光学性能但不需要其遮盖性能的纳米领域等。

 

这里应特别指出,以纳米级TiO2为代表的纳米材料及纳米技术(制造和应用)自上世纪80年代诞生以来,得到突飞猛进的发展,引起制造和高新材料技术深刻的变革,纳米TiO2在能源、环境、医药、信息等领域的应用越来越广泛。在国际上,纳米TiO2的制造和应用技术的研究正方兴未艾,但在中国,尚处于初期阶段。

 

钛白粉工业发展的问题

 

原料质量不高 严重依赖进口

 

在钛矿原料方面,中国虽然是世界最大的钛资源国,但钛矿的种类一直以国际上不被看好的钒钛磁铁矿为主,因为这是一类多元素共生的岩矿,与国外优质的砂型矿相比,采选难度大,利用价值低。

 

为此,国家在上世纪70~80年代对中国钛矿最集中贮藏地区—攀枝花地区钒钛磁铁矿(简称攀矿)进行综合利用科技攻关,取得了钛白全行业公认的丰硕成果。

美中不足的是,攀枝花产钛精矿,迄今全部只能用于硫酸法工艺使用,还不能生产用于氯化法的钛渣,因为成本上尚未过关。

 

产业集中度低 企业规模小

 

与国外同行相比,中国钛白粉工业的产能集中度太低,60余家生产厂分布于19个省(市)、区。

 

美国150万吨/年产能只属于世界前5名大公司,而中国的相同产能属于近50家生产商。仅美国杜邦公司的钛白粉产能就达120万吨/年,分布于三个国家和地区的5个生产厂,它相当于2012年中国钛白粉行业前15名生产商产能的总和。

 

技术整体落后 产品结构急需调整

 

50多年来,中国钛白工业的成就是巨大和公认的,但实际上是仅对硫酸法而言。虽然中国上世纪90年代在引进三套硫酸法装置的同时,也引进一套氯化法装置,但由于是通过咨询和联合设计的方式,存在技术不完整和不配套等缺陷,很难进一步推广和普及,迄今,这套装置仍是全钛白行业60余家企业中唯一的氯化法项目。其产品的档次和质量与国外同类型产品均有差距。

 

近年,中国钛白粉质量尽管提高明显,但与国际上顶尖产品相比,只属于中等偏下。骨干企业的产品一般也只能用于性能要求不高的领域。

 

业内迄今尚未出现长期稳定、能与国际上中高等产品(如日本石原公司锐钛型A-100、金红石型R-930)全面相抗衡的产品。汽车、船舶、交通运输、工业等外用领域中所使用的面漆中钛白粉,国内产品不能单独应用,只能使用进口产品。

这也是近年虽然国内钛白粉产量大增、国外高端钛白粉依然保持大量进口(201217万吨左右)的原因。

 

产品的品质也体现在价位上,中国钛白粉的市场价位与同类型国外进口产品相比,每吨大致低6000-7000元人民币(下同),这个数值相当于国产金红石型产品目前价位的50-60%

 

装备、后加工、环保技术有待提高

 

中国上世纪90年代引进三套1.5万吨/年装置,尽管这三座装置是从东欧国家引进的,但在国际同行中并不具有代表性,装置规模也小。但比起当时的国内同行的数千吨级规模而言,这三套装置仍具有先进性和大型化优势。

 

近几年有的企业通过不同的方式又相继采用了砂磨机、辊压磨、管式过滤机等,使中国硫酸法钛白的装备技术已与国际水平基本接轨。

 

但存在的问题是,国产装备产品大都是模仿进口装置,缺乏自主产权和创新产品,开发能力低。

 

在表面处理技术方面,国内钛白行业表面处理中存在的差距主要是要根据处理的目的有针对性地确立相应的工艺参数条件,也就是根据产品的市场目标选择合适的处理工艺,从而开发出符合性能要求的新品种。各企业间金红石型产品性能类同的原因是表面处理工艺条件大同小异,如:绝大多数企业均采用锆包膜,以提高产品的耐候性。实际上,国际大公司很少用此方式改进耐候性,而仍然是用普通的硅、铝处理剂,通过精湛的工艺条件,获得薄而致密型(所谓的玻璃状膜)的包覆层来实现。互相模仿,疏于创新,也是中国钛白粉表面处理领域中存在的通病。

 

部分企业对生产排放重视程度不够,且技术落后,造成部分企业排放超标,污染环境。硫酸法钛白粉工业生产的最大弱势就是污染物(“三废”)的排放量大,处理投入和负担重。依据所用的钛矿原料(钛精矿或酸溶性钛渣)品位以及对废硫酸回用程度的不同,每生产1吨钛白粉,需副产硫酸亚铁2.5~4吨,产生20%左右浓度的废浓硫酸6~8 吨、0.5%左右浓度的废稀硫酸(酸性废水)100~150吨,产生酸性废气15000~20000 m3,产生酸性废渣(干基计)0.2~0.3吨。也就是说,每生产1吨钛白粉所需要的吨左右浓硫酸(93%~98%浓度,以100%计),除了副产硫酸亚铁耗掉很小部份以外,绝大部份都转变成废液、废气和固体废物。

 

处理这么大量的“三废”(尤其是废液),经济代价是很大的。目前状况下,每生产1吨钛白粉,“三废”处理的成本(包括设备投入和日常运行费用)高达800~1000元。前些年,由于无环保设施或运行不到位,全行业许多企业被环保部门曝光过,有的企业曾因环境问题被停产整改,有的被关闭,如上海钛白粉厂、广州钛白粉厂、无锡钛白粉厂、常州钛白粉厂等,环保问题成为中国钛白粉工业发展中的最大瓶颈。

 

这些年来,随着清洁生产理念的深入,各企业在“三废”处理上大做文章,全行业的环保水平明显提高,基本都能实现达标排放。当前仍存在的问题有:一是环保设施的进一步完善,二是废副产物的商品化。

 

虽然我国钛白粉生产技术与发达国家相比较落后,但也取得一些技术进展。目前总体技术已达到国际上世纪90年代末的水平。先进的、关键的生产装备技术均已被采用,并陆续实现国产化:风扫磨用于钛精矿粉碎,圆盘过滤机用于硫酸亚铁分离,隔膜压滤机用于水洗工序,超大型(130m3及以上)酸解锅和水解锅的应用,巨型煅烧转窑(φ3.2~3.4 m×55~58 m),喷雾、闪蒸连同带式干燥机等都已得到普及应用。

 

在工艺技术方面,自生晶种常(微)压水解、外加晶种常(微)压水解,致密型表面处理,锆和有机硅等新型处理剂的应用,连续酸解技术以及DCS自动控制技术等都已在业内得到成功推广。

这些在很大程度上推动了钛白粉产业的科技进步,生产效率提高,单耗下降,产品的品质明显改善,企业的盈利能力增强。

文章来源:CPRJ 中国塑料橡胶

化工行业生产力促进中心 朱宝菊 王翊民 中石化工程建设公司 李黎

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