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鈦白粉:全面邁向綠色發展快車道

經過70年的發展,我國的鈦白粉行業從無到有,從小到大,從1993年51家鈦白粉工廠年產13.35萬t,生產能力17.5萬t/a,2018年,39家全流程生產企業實際產量295.43萬t,出口90.83萬t,產能340余萬t,連續11年總產量世界第一,并成為鈦白粉凈出口大國。

  我國鈦白粉工業起步較晚,1954~1955年才有一些單位開始接觸二氧化鈦方面的研究,1956年,公私合營上海華恒化工廠(后來的上海鈦白粉廠)開始用硫酸法生產電焊條、搪瓷用的非顏料級鈦白粉,緊接著公私合營廣州合眾化工廠(后來的廣州鈦白粉廠)也用類似的工藝,生產類似的產品,這與1916年挪威建成的世界上第一座鈦白粉工廠晚了整整40年。

  到2019年,我國鈦白粉工業已走過64年的歷程。回顧早期我國鈦白行業的從業人員,在一無圖紙、二無技術資料、毫無外援的情況下,因陋就簡,在當時物資條件極度匱乏的情況下,依靠我們中國人特有的聰明、勤勞、堅忍不拔的精神,自力更生、艱苦奮斗逐步建立完善了我國鈦白粉工業的基礎。

  1957年,化工部天津化工研究院開始組織力量系統的研究開發顏料級銳鈦型鈦白粉的生產工藝。1958年,在當時工業生產大躍進的形勢下,天津、濟南、遼陽、無錫等地相繼建成了年產非顏料級小型鈦白粉工廠。1962年~1963年,天津化工研究院顏料級銳鈦型鈦白粉擴大試驗成果在上海華恒化工廠和天津同生化工廠進行了工業規模的擴大試生產,并通過了化工部和上海市化工局共同組織的鑒定,為我國硫酸法銳鈦型鈦白粉生產奠定了工藝基礎。

  為了配合四川省攀枝花鈦礦的綜合利用,化工部在1979年由化工部涂料工業研究所組織攻關,并在江蘇省鎮江鈦白粉廠開展了用攀枝花高硫鈦鐵礦生產金紅石型鈦白粉的工業試驗獲得成功,并通過了化工部科技局組織的鑒定,為我國鈦白粉行業大規模利用攀礦積累了實際經驗。

上世紀80年代中期,隨著國內經濟過熱,全國各地興建了許多小型鈦白粉工廠,據統計,最高達108家,主要集中在河南、廣西、江蘇,這些小鈦白粉廠大多是鄉鎮企業,工廠規模小、技術、裝置落后、產品質量差、“三廢”污染嚴重,還造成了短期國內鈦礦供應奇缺。

  為了限制不具備生產條件的鄉鎮企業一哄而上,1988年,化工部制訂了不準再建3500t/a以下的鈦白粉工廠的國家產業政策,并在1991年實行了鈦白粉生產許可證制度。

  為了迅速擺脫我國鈦白粉工業的落后面貌,在制訂“七五”計劃時,化工部在總結當時我國鈦白粉生產和建設工作的基礎上,提出了“硫酸法和氯化法兩種工藝并舉;基本建設與技術改造并舉;技術引進與國內技術開發并舉”的發展戰略方針,有計劃的安排了鈦白粉的生產、建設和科研項目,一批萬噸級鈦白粉工廠開始籌建,引進技術也在有序地進行。

  上世紀80年代末期,化工部組織有關企業出國考察,選擇引進技術的對象,其中核工業部404廠,通過南斯拉夫的一家咨詢公司引進了捷克波利彩公司鈦白粉的工藝、工程技術,于1993年建成了1.5萬t/a硫酸法鈦白粉工廠;四川重慶渝港鈦白粉股份有限公司引進了波蘭波利茲鈦白粉工廠的技術和設備于1995年建成了1.5萬t/a的鈦白粉工廠;1994年遼寧錦州鐵合金廠建成了我國第一套氯化法1.5萬t/a的工廠。通過引進項目和消化吸收,特別是404廠、渝鈦白等引進的成套技術裝置的投產成功,為我國鈦白粉行業的技術進步、裝置大型化方面起到極大的推動和示范作用。

據國家化工生產力促進中心鈦白分中心主任、鈦白粉產業技術創新戰略聯盟秘書長畢勝介紹,經過70年的發展,我國的鈦白粉行業從無到有,從小到大,從1993年51家鈦白粉工廠年產13.35萬t,生產能力17.5萬t/a,到2018年39家全流程生產企業實際產量295.43萬t,出口90.83萬t,產能340余萬t,連續11年總產量世界第一,并成為鈦白粉凈出口大國。

  畢勝指出,上世紀90年代前,我國尚無一座萬噸級企業,到2016年,河南龍蟒佰利聯總產量58.8萬t/a,亞洲第一、世界第四;90年代前,我國只有南京一家鈦白粉工廠生產少量金紅石型鈦白粉,到2018年,我國金紅石型鈦白粉產量高達229.28余萬t,占全國總產量的77.61%;90年代前我國尚無一家氯化法鈦白粉工廠,到2018年,已有4家氯化法鈦白粉工廠開工生產,生產能力21萬t/a,實際產量13.4萬t/a。

  我國鈦白粉行業這些年來的巨大發展成就應歸功于國家的改革開放政策和各級領導的重視與支持,更是廣大鈦白粉行業職工和工程技術人員努力奮斗、辛勤勞動的結果。

  據介紹,中國鈦白粉工業主要以硫酸法為主,全行業實質性的發展是從1998年開始,20多年來,全行業產能由1998年時的19.8萬t/a,增加到2017年的320萬t/a,年增均增長率高達15%以上;全行業的總產量由1998年的14萬噸,增加到2017年的287萬噸,年均增長率到達16%以上。

  鈦白粉行業隨著產能的增加,在國際上的位置也不斷提升,到2002年,行業總產能達到39萬t/a,超過當時位居第二的日本,成為全球第二大鈦白粉生產國,到2009年,總產能達到180萬t/a,超過當時位居第一美國(150萬t/a),成為全球鈦白粉第一生產大國至今。在發展生產的同時,節能、環保和清潔生產的研究成果也十分顯著,一大批效果明顯、適用的節能環保新工藝、新技術在多家企業得到推廣應用,部分技術已經達到國內首創、國際先進水平,全行業將加速向清潔化生產方向邁進。

  畢勝指出,以上驕人業績的取得完全得益于國內宏觀經濟的持續高速發展以及國際市場的良性走向。無論是超過日本、趕上美國、坐實世界第一寶座多年,但這不是硫酸法的最終目標。

  實事求是評價我國的硫酸法鈦白粉,在國家各項政策引領下,發展水平已達到新的高峰。除規模以外,還有生產技術水平、裝備技術水平、環保技術水平、廢副綜合利用水平,以及產品的覆蓋面和衍生領域都取得出可喜的歷史成就。

在產品質量方面,行業中的大中型企業的產品已具有一定的市場知名度,部分品牌可應用于中高端領域,有些和進口產品配用,完全可以應用于頂端領域。除此之外,硫酸法產品可以覆蓋下游應用,這是氯化法產品所不具備的。

  在環保和清潔生產方面,酸解尾氣處理、酸解尾渣回用、鈦液低溫多效濃縮、煅燒轉窯尾氣余熱回用、MVR低溫蒸發技術在鈦液濃縮中的應用、鈦石膏壓榨技術的突破及應用技術等均在行業中得到大面積推廣普及。2017年,山東道恩鈦業有限公司、潛江方圓鈦白有限公司兩家企業被國家工業信息化部授予為“綠色示范工廠”稱號。

  在產業鏈發展方面,各鈦白企業依據自身狀況和周邊環境特色,逐步創造條件走聯產道路,實現減量化、再利用、資源化循環發展。四川龍蟒、山東東佳、山東金海、山東道恩、安徽安納達、寧波新福、廣西金茂、云南大互通、濟南裕興、潛江方圓、江西添光等大批骨干企業推出了硫-鈦、硫-磷-鈦、硫-銨-鈦、硫-鐵-鈦、硫-鈦-石膏-水泥等各具特色的綠色產業鏈。

  廣東惠云鈦業股份有限公司充分利用周邊的環境資源,實現了硫-鈦-鐵-鈣聯產路線,副產硫酸亞鐵一部分經脫水生產一水硫酸亞鐵后與硫鐵礦一起混合摻燒制硫酸,另一部分硫酸亞鐵用于制造凈水劑——聚合硫酸鐵。在廢酸利用方面,該公司有三分之一直接外銷給鋼鐵廠酸洗鋼材,其余利用當地石材加工廠的邊角料中和生產白石膏和紅石膏,紅石膏再經高壓壓濾后供水泥廠使用,剩余部分廢酸用于生產硫酸錳。企業生產過程中所排出的廢硫酸被吃干榨凈,鈦白粉生產成本也相應降低1000~1500元/噸。

  鈦白粉生產企業采用聯產工藝路線,生產過程中所產出的廢、副物可轉化為生產所需的原材料,實現原料-產品-廢副物-下一個產品原料的循環經濟模式,既做到了節能、減排、環保,又能在不出生產體系內得到循環使用,實現了在清潔文明生產,既增加了企業的經濟效益,又創造了較好的社會效益,使得企業得到了可持續發展。

  江蘇泛華化學科技有限公司專利技術產品——近紅外反射二氧化鈦IR-1000就是采用硫酸法生產裝置,結合其專利技術制造的高端鈦白粉產品。作為一種性能出色的反射隔熱材料,IR-1000具有優異的近紅外反射和阻隔能力,以及紫外線吸收能力、更廣的顏色適用范圍、出色的耐候性、配方簡便、配色簡單等特點,可應用于建筑外表反射隔熱涂料、卷鋼及集裝箱涂料、船舶及汽車用漆、皮革或紡織面料涂層、塑料及薄膜制品等領域,完全可以比肩國際一流品牌產品。


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