晶體結(jié)構(gòu)
二氧化鈦在自然界有三種結(jié)晶形態(tài):金紅石型、銳鈦型和板鈦型。板鈦型屬斜方晶系,是不穩(wěn)定的晶型,在
650℃以上即轉(zhuǎn)化成金紅石型,因此在工業(yè)上沒(méi)有實(shí)用價(jià)值。銳鈦型在常溫下是穩(wěn)定的,但在高溫下要向金紅
石型轉(zhuǎn)化。其轉(zhuǎn)化強(qiáng)度視制造方法及煅燒過(guò)程中是否加有抑制或促進(jìn)劑等條件有關(guān)。
一般認(rèn)為在165℃以下幾乎不進(jìn)行晶型轉(zhuǎn)化,超過(guò)730℃時(shí)轉(zhuǎn)化得很快。金紅石型是二氧化鈦穩(wěn)定的結(jié)晶形
態(tài),結(jié)構(gòu)致密,與銳鈦型相比有較高的硬度、密度、介電常數(shù)與折光率。金紅石型和銳鈦型都屬于四方晶系
,但具有不同的晶格,因而X射線圖象也不同,銳鈦型二氧化鈦的衍射角位于25.5°,金紅石型的衍射角位于
27.5°。金紅石型的晶體細(xì)長(zhǎng),呈棱形,通常是孿晶;而銳鈦型一般近似規(guī)則的八面體。
金紅石型比起銳鈦型來(lái)說(shuō),由于其單位晶格由兩個(gè)二氧化鈦分子組成而銳鈦型卻是由四個(gè)二氧化鈦分子組成
,故其單位晶格較小且緊密,所以具有較大的穩(wěn)定性和相對(duì)密度,因此具有較高的折射率和介電常數(shù)及較低
的熱傳導(dǎo)性。
二氧化鈦的三種同分異構(gòu)體中只有金紅石型穩(wěn)定,也只有金紅石型可通過(guò)熱轉(zhuǎn)換獲得。天然板鈦礦在650℃
以上即轉(zhuǎn)換為金紅石型,銳鈦礦在915℃左右也能轉(zhuǎn)變呈金紅石型
生產(chǎn)工藝
鈦白粉制造方法有兩種:硫酸法(Sulphate Process)和氯化法(Chloride Process)。其中56%為氯化法產(chǎn)
品,這種產(chǎn)品的70%以上又產(chǎn)自美國(guó)杜邦等鈦白粉大廠,其他國(guó)家包括中國(guó)的鈦白粉工廠仍以硫酸法為主。
1]硫酸法
將鈦鐵粉與濃硫酸進(jìn)行酸解反應(yīng)生產(chǎn)硫酸氧鈦,經(jīng)水解生成偏鈦酸,再經(jīng)煅燒、粉碎即得到鈦白粉產(chǎn)品。此
法可生產(chǎn)銳鈦型和金紅石型鈦白粉。硫酸法的優(yōu)點(diǎn)是能以價(jià)低易得的鈦鐵礦與硫酸為原料,技術(shù)較成熟,設(shè)
備簡(jiǎn)單,防腐蝕材料易解決。其缺點(diǎn)是流程長(zhǎng),只能以間歇操作為主,濕法操作,硫酸、水消耗高,廢物及
副產(chǎn)物多,對(duì)環(huán)境污染大。
2]氯化法
氯化法是用含鈦的原料,以氯化高鈦渣、或人造金紅石、或天然金紅石等與氯氣反應(yīng)生成四氯化鈦,經(jīng)精餾
提純,然后再進(jìn)行氣相氧化;在速冷后,經(jīng)過(guò)氣固分離得到TiO2。該TiO2因吸附一定量的氯,需進(jìn)行加熱或
蒸氣處理將其移走。該工藝簡(jiǎn)單,但在1000℃或更高條件氯化,有許多化學(xué)工程問(wèn)題如氯、氯氧化物、四氯
化鈦的高腐蝕需要解決,再加上所用的原料特殊,較之硫酸法成本高。氯化法生產(chǎn)為連續(xù)生產(chǎn),生產(chǎn)裝置操
作的彈性不大,開(kāi)停車及生產(chǎn)負(fù)荷不易調(diào)整,但其連續(xù)工藝生產(chǎn),過(guò)程簡(jiǎn)單,工藝控制點(diǎn)少,產(chǎn)品質(zhì)量易于
達(dá)到優(yōu)的控制。再加上沒(méi)有轉(zhuǎn)窯煅燒工藝形成的燒結(jié),其TiO2原級(jí)粒子易于解聚,所以在表觀上人們習(xí)慣
認(rèn)為氯化法鈦白粉產(chǎn)品的質(zhì)量更。氯化法優(yōu)點(diǎn)是流程短,生產(chǎn)能力易擴(kuò)大,連續(xù)自動(dòng)化程度高,能耗相
對(duì)低,“三廢”少,能得到產(chǎn)品。其缺點(diǎn)是投資大,設(shè)備結(jié)構(gòu)復(fù)雜,對(duì)材料要求高,要耐高溫、耐腐蝕
,裝置難以維修,研究開(kāi)發(fā)難度大。
涂料行業(yè)狀況
1、數(shù)量多規(guī)模小
由于涂料生產(chǎn)具有投資少、見(jiàn)效快的特點(diǎn),隨著國(guó)民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展,各地鄉(xiāng)鎮(zhèn)企業(yè)、民營(yíng)企業(yè)和外企迅速進(jìn)入
涂料行業(yè)。據(jù)不完全統(tǒng)計(jì),如今全國(guó)8000多家涂料企業(yè)主要集中在長(zhǎng)三角、珠三角和環(huán)渤海地區(qū)。其中,“
洋品牌”和國(guó)內(nèi)較大規(guī)模的生產(chǎn)廠家,市場(chǎng)定位在中產(chǎn)品,處于市場(chǎng)領(lǐng)導(dǎo)地位,引導(dǎo)涂料消費(fèi)趨勢(shì)。其
它國(guó)內(nèi)眾多中小涂料企業(yè),則以生產(chǎn)中低檔涂料產(chǎn)品為主,處于市場(chǎng)追隨地位。
2、行業(yè)競(jìng)爭(zhēng)大
3、國(guó)內(nèi)品牌與國(guó)外品牌存在一定差距
4、產(chǎn)品不足低質(zhì)量產(chǎn)品過(guò)剩
5、涂料需求不減
業(yè)內(nèi)普遍擔(dān)心的是國(guó)內(nèi)廠商在高景氣的情況下大量擴(kuò)產(chǎn)。但我們分析認(rèn)為,情況并沒(méi)有想象的那么嚴(yán)重。新
增產(chǎn)能分布為:2010 年70 萬(wàn)噸、2011 年18 萬(wàn)噸、2012 年32 萬(wàn)噸。10 年的產(chǎn)能投放大,并且有53 萬(wàn)
噸都是在下半年投產(chǎn)??赦伆追蹆r(jià)格的大幅上漲也恰恰發(fā)生在下半年,可見(jiàn)供給的大幅增長(zhǎng),并沒(méi)有扭轉(zhuǎn)行
業(yè)景氣提升的大趨勢(shì)。而未來(lái)兩年的產(chǎn)能投放相比10 年是非常溫和的,因此我們判斷行業(yè)供需緊張的局面會(huì)
日益嚴(yán)重,而非緩和。
氯化法流程短、為連續(xù)法工藝,理論開(kāi)工率可以達(dá)到90%。但核心技術(shù)都掌握在幾個(gè)國(guó)際手中,很難轉(zhuǎn)讓
。而國(guó)內(nèi)僅錦州鈦業(yè)有3 萬(wàn)噸產(chǎn)能,其他廠商通過(guò)氯化法擴(kuò)產(chǎn)的難度相當(dāng)大。而硫酸法因?yàn)槭窃趶?qiáng)酸環(huán)境下
生產(chǎn),采用的是間歇法工藝。國(guó)際上的開(kāi)工率為80%,但國(guó)內(nèi)普遍在70%左右。
晶型介紹
1、金紅石型鈦白粉:結(jié)合硫酸法金紅石型鈦白粉生產(chǎn)質(zhì)量控制經(jīng)驗(yàn),集合無(wú)機(jī)包膜、有機(jī)處理、鹽處理、煅
燒控制、水解與產(chǎn)品應(yīng)用等方面的創(chuàng)新研究,采用的色相與粒徑控制,鋯硅鋁磷多元無(wú)機(jī)包膜和新型的
有機(jī)處理技術(shù)。開(kāi)發(fā)的新一代通用型(偏水性)金紅石鈦白粉,適用于各種建筑涂料、工業(yè)漆、防腐漆
、油墨、粉末涂料等行業(yè)。
2、銳鈦型鈦白粉:銳鈦型鈦白粉,即A型鈦白粉,鈦白粉有金紅石(Rutile)和銳鈦型(Anatase)兩種晶型
。銳鈦型鈦白粉是一種優(yōu)良的白色粉末顏料,具有良好的光散射能力,因而白度好,著色力高,遮蓋力強(qiáng),
強(qiáng)同時(shí)具有較高的化學(xué)穩(wěn)定性和較好的耐候性,無(wú)味,對(duì)人體無(wú)刺激作用,廣泛應(yīng)用于許多工業(yè)領(lǐng)域,
如涂料、塑料、造紙及油墨等。
2.鈦白粉行業(yè)或見(jiàn)底環(huán)保促景氣度回升
鈦白粉行業(yè)觸底反彈。近兩年隨著經(jīng)濟(jì)增速趨緩,同時(shí)國(guó)內(nèi)鈦白粉產(chǎn)能不斷增加,鈦白粉行業(yè)產(chǎn)能過(guò)剩情況
嚴(yán)重,2012年,國(guó)內(nèi)鈦白粉產(chǎn)能達(dá)到280萬(wàn)噸,產(chǎn)量195萬(wàn)噸,凈出口量22萬(wàn)噸,表觀消費(fèi)量173萬(wàn)噸。
于此相隨的是產(chǎn)品價(jià)格的下滑,以金紅石鈦白粉為例,產(chǎn)品報(bào)價(jià)從22000元/噸以上下滑至16000元/噸(實(shí)際成
交價(jià)約14000元/噸),企業(yè)毛利率亦大幅下而因環(huán)保因素導(dǎo)致企業(yè)開(kāi)工降低,庫(kù)存較少,同時(shí)傳統(tǒng)旺季來(lái)臨
行業(yè)集中度未來(lái)提升空間較大。
國(guó)內(nèi)擁有鈦白粉生產(chǎn)企業(yè)50多家,全國(guó)各地均有分布,其中大量中小企業(yè)集中在缺乏資源優(yōu)勢(shì)的東部地區(qū)。而
我國(guó)鈦礦資源主要集中于西南地區(qū),整個(gè)行業(yè)還處于較為分散的發(fā)展時(shí)期。
我們認(rèn)為,未來(lái)隨著西南地區(qū)鈦礦企業(yè)的有望迅速發(fā)展,擁有資源的企業(yè)對(duì)行業(yè)的話語(yǔ)權(quán)將加大,行業(yè)集中
度有望提升。環(huán)保因素有望成為行業(yè)整合催化劑。染料等行業(yè)部分中小企業(yè)紛紛減產(chǎn)甚至關(guān)停,導(dǎo)致產(chǎn)品價(jià)
格大幅上升。我們認(rèn)為,作為化工領(lǐng)域另一個(gè)污染重災(zāi)區(qū),環(huán)保風(fēng)暴有望刮向鈦白粉行業(yè)。
環(huán)保治理成本高昂,中小企業(yè)難以承受。鈦白粉生產(chǎn)耗水量,以硫酸法為例,每噸鈦白粉耗水達(dá)100-150
噸,因此,雖然處理難度不大,但處理量非常高。據(jù)了解,鈦白粉廢水處理固定資產(chǎn)投入高昂,達(dá)1300萬(wàn)元/
萬(wàn)噸。在該行業(yè)整體低迷的情況下,中小企業(yè)或難以承受,預(yù)計(jì)會(huì)逐步退出。