|
Наиболее важное значение из всех неорганических пигментов имеют белые. За рубежом основным белым пигментом является диоксид титана. По оценкам зарубежных экспертов, в настоящее время его доля в суммарном потреблении неорганических пигментов составляет 65–70%, а в потреблении белых пигментов — более 90%.
Ведущая роль диоксида титана в группе белых пигментов обусловлена высоким уровнем свойств, характеризующих этот продукт, — способностью диспергироваться, тепло- и химической стойкостью, разбеливающей способностью, атмосферостойкостью, коэффициентом преломления и др.
В качестве пигмента диоксид титана используется в лакокрасочной и целлюлозно-бумажной отраслях промышленности, в производствах пластмасс и резинотехнических изделий. Перечень других областей применения приведен ниже:
- непрозрачный агент;
- косметическое производство;
- радиоактивное обезвреживание кожи;
- производство стекла и керамики;
- эмалевые фритты;
- матирование синтетических волокон;
- печатные краски;
- сварочные стержни;
- пищевая промышленность;
- высокотемпературные датчики (единичные кристаллы TiO2).
Сырьем для получения пигментного диоксида титана являются титансодержащие руды. В мире более 85% добываемых титансодержащих руд потребляется в производстве этого продукта.
Из многих видов титансодержащих минералов (их выявлено более 60) практическое применение находят следующие: ильменит, рутил, лейкоксен (является альтернативой ильмениту) и анатаз.
Концентраты рутиловых руд содержат 90% и более диоксида титана и представляют собой наиболее ценный и основной вид сырья для получения пигментного диоксида титана хлоридным способом. За рубежом в этом производстве расходуется более 80% вырабатываемого рутила. Кроме натурального рутила, используется химически обогащенный, так называемый синтетический рутил (содержание диоксида титана 93–97%).Ценность этого вида сырья обусловлена его универсальностью, благодаря тому, что оно пригодно для получения диоксида титана как сульфатным, так и хлоридным способами, но главное его достоинство состоит в том, что оно заменяет дефицитный натуральный рутил, запасы которого в мире значительно меньше, чем ильменита. Количество ильменита, перерабатываемого в рутил, имеет тенденцию к росту.
Сырьевую базу мировой отрасли по выработке диоксида титана в большой степени обеспечивают страны, не имеющие развитого производства конечных продуктов, — Австралия, Канада, ЮАР и др. Австралия являются основными поставщиками титанового сырья в мире.
В Австралии уже более 10 лет осуществляется экономически выгодная переработка в синтетический рутил прибрежных песков с высоким содержанием хрома. Прежде эти минералы рассматривались как непригодные для получения пигментного диоксида титана. Возможность переработки в рутил ильменита подобного качества исследовалась в Сьерра-Леоне.
В мировой практике пигментный диоксид титана производят сульфатным или хлоридным способами. Оба способа позволяют получать высококачественный продукт идентичного марочного ассортимента.
По сравнению с сульфатным хлоридный способ является более экологически чистым и совершенным благодаря возможности осуществлять процесс в непрерывном режиме, что предполагает полную автоматизации производства. Однако он избирателен к сырью, а в связи с использованием хлора и высоких температур требует применения коррозионностойкого оборудования.
Учитывая особенности обоих процессов, основными критериями выбора между ними являются возможность обеспечения производства сырьем соответствующего качества и проблемы, связанные с экологией.
Экологические проблемы, включая необходимость снижения объемов отходов, чрезвычайно важны для этого производства. Для предприятий по выработке пигментного диоксида титана сульфатным способом характерны наиболее высокие показатели загрязнения окружающей среды по сравнению с другими химическими производствами.
Количество твердых отходов и сточных вод, требующих очистки, на 1 тонну диоксида титана, получаемого по сульфатной технологии, примерно на порядок выше, чем в хлоридном процессе. За рубежом проблемы защиты окружающей среды являются решающим фактором опережающего развития производства пигментного диоксида титана хлоридным способом. В свою очередь, эта тенденция требует увеличения выработки высокосортного сырья.
Страны – производители диоксида титана являются и его основными потребителями. К ним относятся США и в целом Западная Европа. США существенно опережают всех в мире по душевому потреблению этого продукта, которое оценивается примерно в 3,5 кг, в Западной Европе этот показатель составляет около 2 кг.
Основной областью потребления диоксида титана за рубежом остается лакокрасочная промышленность. В США относительно высока его доля потребления в целлюлозно-бумажной промышленности, в Западной Европе — в производстве пластмасс. По прогнозам, в перспективе темпы роста мирового спроса на диоксид титана в лакокрасочной промышленности будут низкие — порядка 2%, в производстве пластмасс — на уровне 4%, а в производстве ламинировнной бумаги будут расти быстрыми темпами — примерно на 5–6% в год.
Северная Америка и Западная Европа — основные потребители диоксида титана в целлюлозно-бумажной промышленности, но использование его в этом секторе рынка у них существенно различается.
В Северной Америке этот сектор рынка диоксида титана уже достаточно хорошо развит. По оценкам, до 96% всего объема титанового пигмента, потребляемого в регионе в целлюлозно-бумажной промышленности, расходуется в производстве печатной и писчей бумаги и только порядка 6% идет на изготовление ламинированной бумаги.
В Западной Европе в прошедшее десятилетие потребление диоксида титана в целлюлозно-бумажной промышленности выросло на 50%, темпы роста более чем в два раз превышали мировые. По оценке компании DuPont, до 90% диоксида титана, потребляемого в регионе в бумажном производстве, расходуется в производстве ламинированной бумаги, секторы рынка печатной и писчей бумаги, а также специальных сортов, в частности, обойной бумаги, развиты недостаточно.
По прогнозам, в Западной Европе потребление диоксида титана в целлюлозно-бумажной промышленности будет продолжать развиваться ускоренными темпами, в частности, в секторе неламинированных сортов бумаги, но не исключены временные спады.
В производстве неламинированных сортов бумаги диоксид титана будет постепенно вытеснять традиционный белый пигмент — каолин. Эта замена ведет к существенному улучшению таких качеств бумаги, как степень белизны, однородность поверхности, общий внешний вид. Снижение содержания пигмента (с 6% для каолина до 2% для диоксида титана) ведет к повышению прочностных свойств (на разрыв, растяжение и др.), что позволяет снизить расход упрочняющих волокон и, соответственно, стоимость бумаги. Кроме того, уменьшается толщина и сохраняется непрозрачность бумаги.
В долгосрочной перспективе темпы прироста спроса на диоксид титана в регионах с развитым рынком этого продукта — Северная Америка и Западная Европа — прогнозируются сравнительно невысокие — 2,0–2,2%, в Азиатском регионе — на уровне 5–6% в год.
|
Справочная информация
