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钛白粉,学名二氧化钛(TiO₂),作为一种重要的白色无机颜料,其发展历程可以追溯到20世纪初。以下是钛白粉从国外到国内发展简要历程:
国际钛白粉行业发展
1. 发现与早期研究(18世纪末-19世纪末)
- 1791年:英国科学家威廉·格雷戈尔(William Gregor)首次在英格兰康沃尔发现一种矿物,其中含有钛元素。
- 1821年:法国化学家勒鲁克(Jean-Baptiste J. D. Lecoq de Boisbaudran)确认了二氧化钛的化学性质,为钛白粉的研究奠定了基础。
- 19世纪末:欧洲科学家开始尝试将二氧化钛用于颜料领域,但工艺尚不成熟,成本高且纯度低。
2. 工业化起步阶段(20世纪初-1930年代)
- 1908年:挪威科学家开发出硫酸法工艺,这成为钛白粉工业化生产的开端。
- 1916年:美国杜邦公司(DuPont)首次将钛白粉商品化,用于油漆、涂料和塑料领域。
- 1920年代:欧洲的钛白粉工业迅速兴起,尤其在德国、法国和英国,钛白粉逐步替代传统的铅白颜料。
- 1930年代:钛白粉以其优异的遮盖力和无毒特性,成为世界上最重要的白色颜料。
3. 技术革新与扩展阶段(1940年代-20世纪末)
- 1940年代:
- 随着二战后的经济复苏,建筑和制造业的需求增加,钛白粉生产技术加速发展。
- 美国和欧洲的生产企业引入更高效的硫酸法工艺,产品质量显著提高。
- 1950年代:
- 美国首次实现氯化法工艺工业化生产,解决了硫酸法带来的污染问题,同时提高了钛白粉的纯度和质量。
- 1960-1980年代:
- 氯化法逐渐推广,尤其在北美和西欧,成为主要生产工艺。
- 应用领域从涂料扩展到塑料、造纸、化妆品和食品添加剂等领域。
- 1990年代:
- 全球化生产布局形成,美国杜邦公司、德国特诺公司和法国克里斯蒂亚公司成为国际市场的主导者。
- 随着环保意识增强,氯化法在发达国家的普及率进一步提高。
4. 全球化与高端化阶段(21世纪至今)
- 生产全球化:
- 21世纪初,亚洲(尤其是中国和印度)成为钛白粉生产和消费的增长中心。
- 发达国家企业逐步向发展中国家转移低端生产,同时在本地保留高端研发和技术中心。
- 技术升级:
- 发达国家和地区不断改进氯化法技术,提高生产效率并降低能耗和污染。
- 纳米钛白粉、光催化钛白粉等高附加值产品成为研发热点,广泛应用于新能源、环保和医疗领域。
- 市场需求扩大:
- 建筑、汽车和高端电子工业的需求推动了高质量钛白粉的发展。
- 在食品和化妆品领域,钛白粉因其安全性和无毒性持续受到青睐。
- 环保与循环经济:
- 国际环保法规更加严格,促进废弃物回收和绿色生产技术的发展。
- 副产品的循环利用(如硫酸亚铁和二氧化硅)成为行业竞争力的重要因素。
主要企业
2023年,全球钛白粉产能981.9万吨,全球前五大钛白粉企业分别为龙佰、特诺、科慕、泛能拓、康诺斯。
- 科慕(现为Chemours):作为氯化法的开创者,科慕公司于2015年7月完成与杜邦公司的拆分工作,成为一家独立运营的上市公司,其前身是杜邦公司高性能化学品事业部。其技术和产品质量在全球领先。
- 康诺斯(Kronos):2006年3月31日,特诺钛白粉公司正式成为一个独立的公司,其钛白粉产品品牌名为TRONOX。2019年特诺完成了对科斯特钛白粉业务的收购,目前产能达到107.8万吨,跻身世界第二大钛白粉生产商。
- 泛能拓 (Venator): 继承了 HUNTSMAN(亨斯迈)钛白粉颜料和性能添加剂业务。成为全球仅次于Chemours Company和Kronos Worldwide的第三大钛白粉生产商。
- 特诺 (Tronox):2006年3月31日,特诺钛白粉公司正式成为一个独立的公司,其钛白粉产品品牌名为TRONOX。2019年特诺完成了对科斯特钛白粉业务的收购,目前产能达到107.8万吨,跻身世界第二大钛白粉生产商。
国际钛白粉的发展历程体现了工业技术进步与市场需求驱动的互动,在可持续发展和高端化趋势的推动下,其未来仍有广阔的前景。
中国钛白粉发展里程
中国钛白粉的发展历程可以分为初期探索、工业化生产、快速发展和转型升级几个阶段,体现了从技术追赶到逐步引领全球的过程。以下是中国钛白粉发展的主要阶段:
1. 初期探索阶段(1950年代-1970年代)
- 1950年代:
- 新中国成立后,为满足工业发展的需求,开始引进技术研究钛白粉生产工艺。
- 1955年,中国的一些研究机构开始对硫酸法生产钛白粉进行系统研究。
- 1956年,上海华恒化工厂生产钛白粉
- 1957年,化工部天津化工研究院组织力量系统研究开发颜料级锐钛型钛白粉生产工艺
- 1958年在天津、济南、无锡等地建立了一些非颜料级小型钛白粉工厂。
- 主要采用硫酸法,技术起点较低,规模有限。
- 1960年代:
- 1962~1963年,天津化工研究院扩大颜料级锐钛型钛白粉试验成果,在上海华恒化工厂和天津同生化工厂进行工业化试生产,并通过了化工部和上海市化工局共同组织的鉴定,为我国硫酸法锐钛型钛白粉生产奠定了工艺基础。
- 此阶段产品质量不高,主要用于低端市场。
- 1970年代:
- 20世纪70年代初,东华工程科技股份有限公司(原化工部第三设计院)设计了湖南永利化工股份有限公司(原湖南株洲化工厂)2500吨/年钛白粉工程,本项目是国家投资和正规设计的第一套硫酸法钦白装置。此后不久,利用常州涂料化工研究院(原化工部涂料研究所)的技术在南京钛白化工有限公司(原南京油脂化工厂)设计了1000吨/年化纤钛白粉并建成投产,标志着我国钛白粉工业的发展迈出了可喜的一步。但由于技术水平和经济发展的制约,钦白粉工业的发展仍然十分缓慢。
- 1978年全国钦白粉总产量不过2万吨,其中颜料级钛白粉所占比例不到15%。
2. 工业化生产阶段(1980年代-1990年代初)
- 1980年代:
- 20世纪80年代后期,正遇上世界钛白粉市场黄金时代,全国各地兴起了大办钛白粉厂热潮,这个时期可说是中国钛白粉工业发展史上的“第一个繁荣期”。
- 主要依赖进口设备和技术,但自主研发能力逐渐增强。
- 1990年代初:
- 到20世纪90年代初,包括乡镇企业,全国已达100多家钛白粉厂,年生产能力猛增至近10万吨。但紧随世界钛白粉市场低潮的到来,大部分匆匆上马的小厂就倒闭了
- 进口产品仍占主导地位,但国产钛白粉已逐渐具备替代潜力。
3. 快速发展阶段(1990年代中期-2010年)
- 随着中国经济的快速增长,对钛白粉的需求急剧上升,行业进入了快速发展的阶段。生产能力迅速扩张,同时开始重视环保和节能减排。开始引进国际先进的氯化法生产技术,逐步减少对硫酸法的依赖。
- 进人20世纪90年代,重庆渝港钛白粉股份有限公司、中核华原钛白粉股份有限公司(原兰州404钛白粉厂)、济南裕兴化工总厂及攀钢集团锦州钛业有限公司(原锦州铁合金厂)相继从国外引进了年产1.5万吨钛白粉能力的三套硫酸法和一套氯化法生产装置。这几套装置,技术比较先进,改变了中国钛白粉仅有硫酸法工艺,仅能生产低档锐钛型钛白粉、小规模生产方式的落后面貌,标志着中国钛白粉工业的发展走向了一个新的阶段。
- 20世纪90年代中期,东华工程科技股份有限公司与美国巴伦国际咨询公司(Baron International Consulting Inc.)合作对国内钛白粉厂进行一系列改造,使质量、产量和效益同步上升。先后完成了铜陵 安纳达 钛白粉有限公司、重庆新华化工厂、攀钢钛业公司钛白粉厂的装置改造,取得了一系列成果,这一时期可以称作中国硫酸法钛白粉行业发展史上的“技术成长期”。
- 进人2000年新世纪,兴旺走势凸显出来,故有人认为新世纪为我国钛白粉工业迎来了“第二个繁荣期”。目前,中国已有20余家产量超过万吨级的工厂。
- 以攀钢钛业集团为龙头兼并重组的中国第一个万吨级氯化法钛白粉工厂—攀钢集团锦州钛业有限公司已达产金红石型钛白粉1.5万吨和重庆渝港钛白粉股份有限公司原有的2.6万吨硫酸法金红石型钛白粉产能,再加之攀钢自身现有的1.5万吨锐钛型产量,攀钢钛业集团已形成了既具有氯化法工艺又具有硫酸法工艺且掌握钛矿资源优势的中国钛白粉产业“巨无霸”。同时,四川龙莽集团钛业公司、山东东佳集团金虹钛白化工有限公司(原博钻业有限公司)等一批万吨级钛白装置的相继建成并迅速扩产达到经济规模(一般指5万/年以上),标志着中国钛白粉行业迎来了发展的“成熟期”。
4. 转型升级阶段(2010年至今)
- 2010年末至2020年初:中国钛白粉行业已经形成了完整的产业链,成为世界最大的生产和消费市场。
- 行业内部开始注重技术创新、产品品质提升和绿色环保生产,部分企业开始向高端市场进军。
- 2020年以来:面对全球经济形势的变化和国内环保政策的加码,中国钛白粉行业加速转型升级,推动了产业链上下游的协同发展。
- 2023年:中国钛白粉产量达到416万吨,出口量为164万吨,国内市场表观需求量为260.5万吨。
- 2024年:预计中国钛白粉行业将继续保持增长势头,预计2024-2025年将有近120万吨/年的新装置投放市场,全国钛白粉年总产能将达到750万吨左右。
未来展望
- 绿色发展:推动氯化法技术大规模应用,减少传统硫酸法的污染。
- 科技创新:继续加大研发投入,提高生产效率和产品质量。加快纳米钛白粉、光催化材料等新产品的研发。
- 产业链整合:加强产业链上下游的整合,促进协同发展。
- 国际化进程:提升品牌影响力,扩大高端市场份额。
中国钛白粉工业从无到有,从跟随到领先,体现了技术突破和产业升级的双重进步。未来,其发展将继续向环保化、高端化和国际化方向迈进。