Milionowa tona bieli tytanowej w Policach

Milionowa tona bieli tytanowej w Policach
Fot. Adobe Stock. Data dodania: 20 września 2022

W październiku w fabrykach Zakładów Chemicznych Police wyprodukowana zostanie milionowa tona bieli tytanowej. Firma jest jedynym polskim producentem bieli tytanowej. Na ten wynik pracowała 30 lat.

Pigmenty dwutlenku tytanu Tytanpol produkowane są metodą siarczanową opartą na licencji niemieckiej firmy Kronos International - informuje portal Plastech.pl.

W tej chwili roczne zdolności produkcyjne firmy to ok. 40 tysięcy ton. W dalekiej perspektywie planowane jest uzyskanie poziomu 65 tys. ton rocznie. Ostatnio Police rozszerzyły swoją ofertę bieli tytanowej o dwa specjalistyczne gatunki: Tytanpol RS do barwienia tworzyw sztucznych, szczególnie koncentratów pigmentowych oraz Tytanpol R-310 do wytwarzania papieru dekoracyjnego.

Stosowana w Policach metoda produkcji bieli tytanowej przechodziła na przestrzeni ostatnich dekad kilka modyfikacji. Firma dokonała m.in. znacznej modernizacji instalacji produkcji bieli tytanowej. Wdrożono też unikatowe rozwiązania technologiczne m.in. najnowsze systemy filtracji, mielenia i mikronizacji pigmentu, a dzięki nowym, automatycznym liniom pakującym zwiększono estetykę i rozszerzono asortyment opakowań, w które pakowany jest produkt. Pakowanie odbywa się do typowych worków papierowych, worków typu big-bag oraz luzem do autocystern.

W tej chwili pigmenty dwutlenku tytanu produkowane są dwiema metodami. Od ponad 100 lat sięga się po metodę siarczanową. Nowsza chlorkowa jest o natomiast o połowę młodsza. Nazwy obydwu technik pochodzą od nazw soli, z których uzyskiwany jest dwutlenek tytanu TiO2. W metodzie siarczanowej TiO2 otrzymywany jest z wodnego roztworu siarczanu tytanylu w procesie strącania, natomiast w metodzie chlorkowej z gazowego czterochlorku tytanu w procesie utleniania czystym tlenem w wysokich temperaturach.

Obie metody posiadają swoje wady i zalety. Metoda siarczanowa umożliwia wytwarzanie obu odmian: anatazu i rutylu oraz półproduktów do produkcji ultradrobnego dwutlenku tytanu. Obarczona jest jednak większą ilością odpadów, przez co gorzej działa na środowisko, a sam pigment ma nieco niższą jasność. Z kolei metoda chlorkowa umożliwia produkcję wyłącznie gatunków rutylowych. Mniej obciąża środowisko, ale towarzyszy jej zagrożenie niekontrolowanej emisji gazowego chloru do otoczenia.

Jak wspomniano pigmenty dwutlenku tytanu Tytanpol produkowane są przez Police metodą siarczanową opartą na licencji niemieckiej firmy Kronos International.

Tego rodzaju technologia jest bardzo złożona. Dzieli się na dwie części: tzw. część czarną (od barwy surowca) i część białą (od barwy pigmentu). W skład każdej z nich wchodzi po kilkanaście następujących po sobie operacji jednostkowych. Czas, jaki upływa od przygotowania surowca do zapakowania gotowego produktu wynosi 10 - 14 dni.

Surowcami tytanonośnymi w technologii siarczanowej są ilmenity (rudy tytanu) lub szlaki tytanowe będące produktem hutniczego wzbogacania ilmenitu. Poza pigmentem będącym głównym produktem w procesie wytwarza się również półprodukty: siarczan żelazawy, siarczan tytanylu, zawiesinę dwutlenku tytanu oraz odpady: kwas pohydrolityczny i szlam porozkładowy. Siarczan żelazawy jest stosowany m.in. do produkcji koagulantów do ścieków i wody, jako surowiec do produkcji pigmentów żelazowych, a ostatnio także jako środek redukujący jony Cr6+ w przemyśle cementowym.

Odpadowy kwas pohydrolityczny najczęściej jest zatężany i zawracany do procesu. Warto wiedzieć, że w Policach ze względu na sąsiedztwo instalacji nawozowych jest on wykorzystywany do produkcji kwasu fosforowego stosowanego do wytwarzania nawozów fosforowych. Szlam porozkładowy kierowany jest na składowisko, ale prowadzone w Policach prace zmierzają do jego wykorzystania.

Jeśli chodzi o pierwszą część procesy produkcyjnego, czyli tzw. część czarną, to surowiec tytanonośny po wysuszeniu i zmieleniu mieszany jest w ściśle określonych proporcjach ze stężonym kwasem siarkowym. Rozkład surowca, zachodzący w wyniku jego reakcji z kwasem siarkowym, prowadzony jest w sposób periodyczny w specjalnych reaktorach. Produkt egzotermicznej reakcji ługowany jest wodą, a otrzymany roztwór poddaje się procesowi redukcji.

Następnie otrzymany ług tytanowy klaruje się w celu oddzielenia sedymentujących części nierozpuszczalnych, głównie krzemionki i pozostałości nierozłożonej rudy. W kolejnej operacji prowadzi się krystalizację i oddzielenie siedmiowodnego siarczanu żelazawego. Siarczan żelazawy jest przemywany i ekspediowany do dalszego wykorzystania. W przypadku stosowania jako surowca szlaki tytanowej, w której zawartość żelaza w stosunku do dwutlenku tytanu jest znacznie niższa niż w przypadku ilmenitu, nie ma potrzeby prowadzenia krystalizacji siarczanu żelazawego.

Oddzielony od siarczanu żelazawego ług tytanowy poddaje się filtracji pozwalającej na dokładne oddzielenie drobnych części stałych, a następnie zatężeniu w wyparkach próżniowych. W dalszym etapie oczyszczony z pozostałości i podtężony ług poddaje się hydrolizie, w wyniku której zostaje wytrącona zawiesina koloidalnego dwutlenku tytanu. Przebieg procesu hydrolizy ma bardzo duży wpływ na końcową jakość pigmentu. W tym etapie bowiem tworzy się podstawowa cząstka pigmentu charakteryzująca się określonym rozmiarem oraz poziomem czystości chemicznej.

Podczas filtracji otrzymanej zawiesiny dwutlenku tytanu oddzielany jest odpadowy kwas pohydrolityczny. W kolejnym etapie wstępnie przemyta zawiesina dwutlenku tytanu poddawana jest procesowi bielenia, gdzie śladowe jony metali przejściowych (zwłaszcza żelaza) zostają zredukowane na niższy poziom utlenienia, co umożliwia ich efektywne wymycie w kolejnym etapie filtracji i przemywania. Otrzymana zawiesina dwutlenku tytanu o wysokiej czystości stanowi surowiec do dalszego przetwarzania.

Przechodząc z kolei do części białej należy wspomnieć, że w kolejnym etapie do uzyskanej pasty dwutlenku tytanu dodaje się substancje kontrolujące wzrost kryształów i przebieg przemiany fazowej anatazu w rutyl zachodzącej w piecu kalcynacyjnym (dodatki prażalnicze).

Ilość tych substancji oraz parametry prowadzenia procesu kalcynacji zależą od rodzaju produkowanego gatunku klinkieru. Tak przygotowaną pastę dwutlenku tytanu poddaje się kalcynacji. Po hydrolizie jest to kolejny i ostatni etap kształtowania się struktury krystalicznej pigmentu. W trakcie kalcynacji zachodzą kolejno procesy suszenia, dehydratacji, desulfuryzacji i na końcu tworzenia się odpowiedniej struktury krystalograficznej pigmentu (rutylowej lub anatazowej). Tworzące się podczas kalcynacji gazy spalinowe zawierające tlenki siarki są oczyszczane w wieżach kominowych, elektrofiltrach i nowoczesnej instalacji odsiarczania. W zależności od sposobu prowadzenia kalcynacji otrzymane kalcynaty posiadają strukturę rutylową bądź anatazową i stanowią surowiec wyjściowy do produkcji poszczególnych gatunków pigmentu.

Uzyskany kalcynat, po schłodzeniu poddawany jest mieleniu na sucho w młynach walcowych lub młynach Raymonda. Następnie w szybkoobrotowych disolwerach sporządza się dyspersję pigmentu w wodzie i poddaje się ją dokładnemu mieleniu w młynach perełkowych. W kolejnym etapie pigment poddawany jest przypisanej danemu gatunkowi specjalistycznej obróbce nieorganicznej, polegającej na powierzchniowym powleczeniu cząstek pigmentu bardzo cienkimi powłokami tlenków i wodorotlenków nieorganicznych, których ilość i rodzaj zależy od przeznaczenia pigmentu.

Po obróbce powierzchniowej zawiesina poddawana jest dokładnemu myciu i przemywaniu, a następnie suszeniu w suszarni rozpyłowej. Wysuszony pigment poddaje się mikronizacji w strumieniowych młynach parowych, co pozwala na uzyskanie odpowiedniego stopnia rozdrobnienia pigmentu. O ile przebieg hydrolizy i kalcynacji decyduje o rozmiarze kryształu, o tyle mielenie kalcynatu i mikronizacja decydują o ostatecznym rozkładzie cząstek pigmentu, a tym samym o jakości uzyskanego produktu. W trakcie mikronizacji prowadzi się zwykle obróbkę powierzchniową pigmentu substancjami organicznymi, która ułatwia mikronizację i poprawia dyspergowalność produktu w końcowym zastosowaniu. Jako substancje obróbkowe stosuje się zwykle alkohole wielowodorotlenowe, oleje silikonowe i ostatnio siloksany.

Ostatnią operacją jest pakowanie pigmentów.
×

DALSZA CZĘŚĆ ARTYKUŁU JEST DOSTĘPNA DLA SUBSKRYBENTÓW STREFY PREMIUM PORTALU WNP.PL

lub poznaj nasze plany abonamentowe i wybierz odpowiedni dla siebie. Nie masz konta? Kliknij i załóż konto!

SŁOWA KLUCZOWE I ALERTY

Zamów newsletter z najciekawszymi i najlepszymi tekstami portalu

Podaj poprawny adres e-mail
W związku z bezpłatną subskrypcją zgadzam się na otrzymywanie na podany adres email informacji handlowych.
Informujemy, że dane przekazane w związku z zamówieniem newslettera będą przetwarzane zgodnie z Polityką Prywatności PTWP Online Sp. z o.o.

Usługa zostanie uruchomiania po kliknięciu w link aktywacyjny przesłany na podany adres email.

W każdej chwili możesz zrezygnować z otrzymywania newslettera i innych informacji.
Musisz zaznaczyć wymaganą zgodę

KOMENTARZE (0)

Do artykułu: Milionowa tona bieli tytanowej w Policach

NEWSLETTER

Zamów newsletter z najciekawszymi i najlepszymi tekstami portalu.

Polityka prywatności portali Grupy PTWP

Logowanie

Dla subskrybentów naszych usług (Strefa Premium, newslettery) oraz uczestników konferencji ogranizowanych przez Grupę PTWP

Nie pamiętasz hasła?

Nie masz jeszcze konta? Kliknij i zarejestruj się teraz!