氯化法鈦白粉工藝廢渣產業化研究綜述

孫卓 王莉 羅曄

摘? ?要：氯化法鈦白粉技術日趨成熟，為適應市場需求，鈦白粉工業的轉型升級已成為必然。然而，鈦白粉工業生產中存在諸多問題：資源消耗量大，環境污染嚴重等是擺在行業轉型升級面前的重大難題，研究氯化法鈦白粉工業廢渣的產業化為緩解我國能源危機，減少環境污染，走可持續的循環經濟尋求出路，具有重大經濟效益和社會效益。

關鍵詞：氯化法;鈦白粉;工藝廢渣;產業化

發改委、環保部以及科技部等七部委于2012年5月8日，正式聯合印發《廢物資源化科技工程“十二五”專項規劃》，該計劃代號（國科發計〔2012〕116號，以下簡稱《規劃），旨在推動廢棄物的資源化、無害化處理以及處置，并實現固體廢棄物的規?；{，以引領節能環保等戰略性新興產業發展[1]。在此背景下，我國固廢行業快速進入發展機遇期。自20世紀70年代，我國立足于國情，大力研究開發了氯化法鈦白粉工藝技術，經過40年的技術消化和科技攻關，2002年，錦州鈦業氯化法工藝實現達標達產，這標志著我國氯化法鈦白粉真正實現了工業化生產。隨后，國內相繼上馬了云南新立、河南佰利聯、河南漯河興茂鈦業等鈦白粉生產企業，行業的轉型升級如火如荼。然而，氯化法工藝帶來的環境污染問題必須引起高度重視，有研究認為，較之硫酸法，氯化渣處理難度更大，傳統將其簡單填埋或運至人煙稀少之地抑或倒入大海水域等，對環境的危害更甚，極度缺乏社會責任感是極不負責任的表現。因此，把握我國固廢行業快速發展的機遇期，依托鈦白粉行業轉型，氯化法工藝廢渣的產業化研究迫在眉睫，走循環經濟與可持續發展的道路是擺在行業面前的必經之路。

1? ? 研究背景

鈦白粉是一種具有較高的化學穩定性、耐候性，耐熱性以及良好的白度、著色力和遮蓋力的工業原料，化學名稱為二氧化鈦，是我國重要的無機顏料和化工原料，其銷售值位于無機化工產品的前3位，它關系到人民生活水平的房地產開發、汽車產業，為全球第3大無機化工產品，廣泛用于工業生產當中，工業生產鈦白粉的方法有主要有兩種：硫酸法和氯化法?？偟膩碚f氯化法鈦白粉生產方法技術比較先進，工藝流程短，自動化程度高，產品廢料產生量低。隨著市場需求的增加，鈦白粉的氯化法生產工藝受到越來越多生產企業的青睞，我國較早投產的氯化法鈦白粉生產線（即攀鋼集團錦州鈦業有限公司年產1.5萬t CR501金紅石型氯化法鈦白粉）已達產至設計生產能力，并通過國家投產鑒定。隨著氯化法生產工藝的采用，氯化法產生的大量的工業廢渣產生的社會問題不容忽視。如果僅采用填滿和堆放的方式進行廢渣處理的話，不僅占用大量的空間，而且容易造成環境污染，包括空氣污染、水污染等。面對日益嚴峻的環境污染形勢，我國相繼出臺了一系列的政策給予引導和扶持：主要有《循環經濟促進法》、《固體廢物污染環境防治法》、《城市建筑垃圾管理規定》、《城市市容和環境衛生管理條例》等，基于環保部門對工業廢渣污染的治理要求和工業廢渣的潛在應用價值，可以考慮將氯化法的工藝廢渣應用于新的生產工藝，如水泥生產、粉煤灰磚的生產等，這樣不僅減少了氯化法工藝帶給環境的污染，也為其他行業找到了新的生產原料，帶來可觀的經濟效益和社會效益。

2? ? 研究目的及意義

2.1? 有利于保護我國生態環境、治理工業廢渣污染

長久以來，三重污染威脅盤亙不下，它們分別是大氣污染、水環境污染、固體廢棄垃圾污染。人民群眾深受其害，為此也不斷地積極投身到污染的治理過程當中，但卻始終沒有能夠從根本上解決問題。據國家環保局數據顯示，2011年，全國工業固體廢物的綜合利用率僅為59.9%：全國一般工業固體廢物產生量32.3億t，其中進行綜合利用量僅19.5億t;貯存量6.0億t，處置量7.0億t，傾倒丟棄量433萬t。由于缺乏有效的治理措施，一段時間內我國生態環境惡化局勢明顯，從城市蔓延至農村，勢頭強勁。從2016年至今，在國家積極大力推動下生態環境惡化局勢有了一定程度的遏制，這是有目共睹的，但距離根治還遠遠談不上。由于工業固體垃圾數量多、體積大，簡單的處理方式不僅侵占了大量土地，而且還加重了大氣、水環境的污染。若要從根本上對固體垃圾進行治理，目前，國內掌握的處理技術雖然有限，但可喜的是已經在逐步從簡單粗放型的填埋和堆棄處理向資源化、可持續化、環保化轉變，只是其轉變速度還遠遠跟不上工業化的步伐，兩者矛盾的解決有賴于研究者們不懈的堅持與努力：加快推進固廢垃圾產業化，積極尋求更有效、更科學的綜合處置利用方案有助于消耗工業固廢垃圾，減少污染源，以其作為研究對象具有重要現實意義。

2.2? 有利于緩解資源危機

隨著人類活動對地球資源開發的深入，可有效利用的資源不再取之不盡、用之不竭，傳統的先發展后治理，以犧牲環境為代價的發展模式已經給社會帶來了深重創傷，致使我國面臨著大氣、水、固廢垃圾等的三重污染威脅，但截至目前，仍然缺乏有效的治理措施。生態環境逐步惡化的局面，倒逼我們深刻認識以犧牲環境換取的發展是曇花一現、不可長久的?？沙掷m發展和環境保護二者并不矛盾，“要金山銀山，也要綠水青山”才是經濟建設中必須遵守的兩項基本原則，環保優先和一票否決應成為我國工程建設審批中普遍遵循的準則。氯化法鈦白粉工藝廢渣產業化處理不僅消耗固廢垃圾，減少污染源，杜絕污染的產生，同時又變廢為寶，解決能源危機。工業固廢的綜合利用以及產業化已經成為建設資源節約型、環境友好型社會的重要措施和手段。

2.3? 為企業帶來良好的經濟效益

將廢渣作為原材料應用于其他行業的生產工藝，不僅可以降低其他行業產品的生產成本，還可以提高產量，帶來可觀的經濟效益。例如一個每年6萬t廢渣產量的鈦白粉生產企業，如果將其工藝廢渣用于水泥生產，那么按照現有市價每年的經濟效益將增加1 500萬元。

3? ? 國內外研究現狀

工業固體廢棄物的再生利用是全世界共同面臨的重大難題，各國國情以及資源類別不同，所采用的綜合利用固廢的途徑也各不相同。20世紀70年代前期，國際上對固體廢棄的處置方案總體不水平不高，僅僅停留在防止二次公害的水平上，后來隨著工業社會的逐步深入發展，資源短缺和能源危機開始凸顯，這也在一定程度上推動人們對固體廢棄物有了更深層次的認知，逐漸演變而來的廢物處理的減量化、無害化和資源化觀點相繼產生，實現了從消極處理向以回收資源和能源為主要目標的資源化方向發展。20世紀80年代，西方經濟發達國家已將廢物列入資源范疇，并將固體廢棄物資源化為廢棄物處理的最終方案，這種思路現在已經成為世界各國在解決環境污染和資源短缺方面的共識。我國廢物資源化工作起步晚，總體開始于20世紀60年代，到2002年，中國的固體廢棄物綜合利用率達到了52%，利用量雖高但在技術水平和合理利化方面與世界發達國家相比存在很大差距。氯化法鈦白粉工藝廢渣的利用，國際上目前只有美國杜邦公司能做到全部回收利用，其利用方式主要是生產建材產品，如道邊磚，與其他工業廢渣一起生產粉煤灰磚或蒸養磚等。由于國外技術壟斷，國內采用氯化法生產鈦白粉的企業數量較少，才剛剛起步，對其工藝廢渣的再生利用方式還鮮有報道。

工業固體廢渣的種類和特性不同，采用的資源化方案各不相同，但最終的表現形式又十分相似，主要表現在以固體廢渣作為替代原料、燃料及礦化劑等方面，例如作為混凝土改性摻料、燒制水泥熟料，生產特種水泥制作磚、砌塊等墻體材料。固體廢棄物原料來源復雜，性質不同，這一方面使得廢物利用的總體難度增加，但從另一個層面廢物來源的多樣化特性帶來有利的一面，它使得廢物利用產業化的可行性增加、綜合處理方案選擇余地增大。綜上所述，研究鈦白粉工藝廢渣的再生利用具有重大現實意義也具有一定理論與實踐基礎，希望能共同為固廢垃圾的綠色化、低碳化、循環再利用尋求突破。

4? ? 氯化法鈦白粉產業化存在問題

4.1? 氯化法工業化生產剛剛起步，工藝廢渣的處置方式單一，污染嚴重

國內固廢垃圾處置方式還處于1.0模式向2.0模式過渡的階段，世界發達國家固廢垃圾資源化處置模式處于2.0向3.0過渡階段。胡幼奕認為，“4.0是未來固廢垃圾資源化的方向。”4.0模式下使得建筑垃圾資源化產業成為新興綠色循環經濟的重要增長點：更綠色環保，附加值更高，可結合“互聯網+”的運營模式，將材料技術、能源技術、生物技術、3D打印進行高度融合。

4.2? 鈦白粉行業產能高度分散，產品的技術含量不高，開發能力低導致的品種單一，檔次較低

競爭激烈的國內鈦白粉行業結構性矛盾突出，即硫酸法鈦白粉供過于求，產能大于需求，而高品質金紅石型鈦白粉卻需大量進口才能滿足國內市場的需求。國內鈦白粉市場是一個利潤相對較高的產業，在產能極度分散，產業過度競爭，缺乏規模經營的情況下，選擇氯化法生產金紅石型鈦白粉并對其廢渣循環再利用，走產業化道路，可在生產初期即取得國內領先地位。

4.3? 鈦白粉工藝廢渣的回收利用一次性投入成本較高、回收利用率低，關鍵產品尚未形成

國內正處在鈦白粉行業轉型升級期，大部分企業也只是解決了氯化法鈦白粉生產工藝的關鍵技術，企業上馬后困難重重，為生產線的連續運行與生產達標焦頭爛額，何談工藝廢渣的產業化。探討工藝廢渣的有效回收利用，也僅僅是為了環評順利通過罷了。

4.4? 可借鑒參考的經驗較少

國內關于氯化法鈦白粉工藝廢渣產業化的研究較少，而真正將其作為產業投入企業生產運行的企業就更是少之又少。氯化法鈦白粉工藝廢渣的產業化是鈦白粉行業良性循環系統的重要組成部分，公平競爭的市場環境以及實現循環經濟發展還有很長的路要走，這也是企業在轉型升級過程中必須解決的難題。

[參考文獻]

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