氯化法工艺成为钛白粉行业未来发展趋势

1、钛白粉工艺路线

钛白粉的化学名称为二氧化钛，商用名称为钛白粉，化学分子式为TiO2。钛白粉具有高折射率，理想的粒度分布，良好的遮盖力和着色力，是一种性能优异的白色颜料，广泛应用于涂料、橡胶、塑料、造纸、印刷油墨、日用化工、电子工业、微机电和环保工业。

根据中研普华研究院撰写的《2023-2028年中国钛白粉行业深度分析与发展前景预测报告》显示：

钛白的生产方法有硫酸法、氯化法、盐酸法等多种，主流生产工艺有硫酸法和氯化法两种工艺路线。

硫酸法：1916年，硫酸法钛白粉在欧洲首先实现工业化生产，目前是最成熟的钛白粉生产工艺。硫酸法是用钛精矿或酸溶性钛渣与硫酸反应进行酸解反应，得到硫酸氧钛溶液，经水解得到偏钛酸沉淀;再进入转窑煅烧产出TiO2。硫酸法以间歇法操作为主，生产装置弹性大，利于开停车及负荷调整。但其工艺复杂，需要近二十几道工艺步骤，每一工艺步骤必须严格控制，才能生产出最好质量的钛白粉产品，并满足颜料的最优性能。硫酸法既可生产锐钛型产品，又可生产金红石型钛白粉。

硫酸法是一种相对落后的工艺过程，采用非连续生产，流程复杂，需要近二十几道工艺步骤，排放废弃物较多。晶型转变需更多操作步骤，采用的焚烧工艺需要消耗大量能源。由于环保要求的逐步提高，欧美国家硫酸法钛白粉生产工艺逐渐退出市场，但是造纸、化纤、搪陶瓷、化妆用品等行业对硫酸法生产的锐钛型钛白粉依然保持旺盛的需求，这也为国内锐钛型钛白粉提供了生存的空间。

硫酸法可以同时生产锐钛型及金红石型钛白粉，但主要以金红石型为主。锐钛型钛白粉粒子粗糙、分布不均，性质相对不稳定，容易泛黄粉化，主要用于室内涂料产品以及工业用途，锐钛型钛白粉经过煅烧后可以得到金红石型钛白粉，但需要消耗一定的能源进行煅烧加工，且工艺不连续，在生产流程上带来一定的不便。

图表：硫酸法钛白粉工艺流程

资料来源：中研普华产业研究院整理

氯化法：氯化法是用含钛的原料，以氯化高钛渣、或人造金红石、或天然金红石等与氯气反应生成四氯化钛，经精馏提纯，然后再进行气相氧化;在速冷后，经过气固分离得到TiO2。该TiO2因吸附一定量的氯，需进行加热或蒸汽处理将其移走。该工艺简单，但在1000℃或更高条件氯化，有许多化学工程问题如氯、氯氧化物、四氯化钛的高腐蚀需要解决，再加上所用的原料特殊，较之硫酸法成本高。氯化法生产为连续生产，生产装置操作的弹性不大，开停车及生产负荷不易调整，但其连续工艺生产，过程简单，工艺控制点少，产品质量易于达到最优的控制。再加上没有转窑煅烧工艺形成的烧结，其TiO2原级粒子易于解聚，所以在表观上人们习惯认为氯化法钛白粉产品的质量更优异。

图表：氯化法钛白粉工艺流程

资料来源：中研普华产业研究院整理

盐酸萃取法：盐酸萃取工艺以钛铁矿粉为原料，采用盐酸溶解钛铁矿粉，分离出不溶固相物后得到氯化铁和二氯氧钛混合溶液。将分解液中的高价铁经过NaClO3还原为低价铁，冷却、结晶后并分离出FeCl2。将分离后的钛液进行溶剂萃取液液分离，经萃取提纯后的氯化氧钛溶液经过多次萃取-反萃取净化，蒸出部分水分进行浓缩，最后得到富含钛的二氯氧钛液体直接进入钛白合成装置中，加入氢氧化钠溶液沉淀，后处理即可得到高质量的钛白粉。生产过程中，盐酸和萃取剂可以回收和循环利用，副产物FeCl2经过焙烧后回收利用。

与传统方法相比，用盐酸法制钛白粉具有独特的优势。该工艺在钛白粉制备过程中产生的副产物FeCl2/FeCl3可通过热水水解转化为氧化铁再利用，同时生成的盐酸可返回钛白粉生产主线，这就避免了硫酸法生产过程中的副产物硫酸亚铁无法处理而带来的环保压力;另外萃取剂也可实现循环利用。因此，盐酸法钛白粉是一种环保清洁的生产工艺。

2、工艺路线分析

根据美国国家地质勘探局(USGS)数据，2020年钛白粉全球产能约840万吨/年，我国钛白粉产能占比为47.6%;按生产工艺来看，2020年全球硫酸法和氯化法分别占比43%和57%，硫酸法产能主要集中在中国，欧美国家钛白粉工艺均以氯化法为主。

现阶段，海外钛白粉生产多以氯化法为主，而我国仍以成本较低的硫酸法为主。根据中国化工报数据，2021年国内钛白粉产量379万吨，硫酸法与氯化法分别占比90.08%、9.92%。

图表：国内仍以硫酸法工艺为主

数据来源：中国化工报，中研普华产业研究院整理

目前国内只有中信钛业、龙佰集团、攀钢钒钛、宜宾天原、云南新立等五家公司应用了氯化法技术。随着未来氯化法产能新建，预计2024年我国氯化法产能占比将达到20%左右。

3、政策要求使氯化法工艺成为钛白粉行业发展趋势

与硫酸法生产钛白粉相比，氯化法生产的钛白粉纯度更高、工艺流程短、设备小、占地面积小、操作连续化效率高、氯气闭路循环利用、“三废”排放少等优点。

国家发改委2019年11月颁布并自2020年1月1日起施行的《产业结构调整指导目录(2019年本)》，限制新建硫酸法钛白粉，鼓励新建单线产能每年3万吨及以上的氯化法钛白粉生产线。面对国内环保政策缩紧的情况，氯化法制造钛白粉对硫酸法替代空间巨大。

欲了解更多行业的市场数据及未来行业投资前景，请点击查看中研普华产业院研究报告《2023-2028年中国钛白粉行业深度分析与发展前景预测报告》。