二氧化鈦是目前世界是白的白色顏料，其工業(yè)化生產(chǎn)于1923年拉開序幕后，幾年內(nèi)便受到各發(fā)達(dá)國(guó)家顏料工業(yè)的熱捧。在1956年前工業(yè)上主要采用是硫酸法生產(chǎn)，1956年杜邦公司開始將二氧化鈦的更加環(huán)保的生產(chǎn)方法-氯化法實(shí)現(xiàn)工業(yè)化。
至今硫酸法及氯化法仍是工業(yè)上生產(chǎn)主流方法。
氯化法節(jié)能環(huán)保，自動(dòng)化程度高但生產(chǎn)成本高，在發(fā)達(dá)國(guó)家廣泛使用；
硫酸法相對(duì)而言污染較大，但投資較少，所以至今然而在工業(yè)上使用。
金紅石型二氧化鈦因其具有白度高，遮蓋力強(qiáng)，性質(zhì)穩(wěn)定的特點(diǎn)而集萬(wàn)千寵愛(ài)于一身，被應(yīng)用于各種顏料。
為了讓鈦白粉的性質(zhì)更加，無(wú)論是硫酸法還是氯化法生產(chǎn)的二氧化鈦，都要進(jìn)行表面處理，以減弱鈦白粉的光化學(xué)活性(增強(qiáng)耐候性)及提高其分散性。
一、鈦白粉后處理核心工序-包膜
鈦白粉的包膜屬于后處理工序的核心部分。包膜又稱為表面處理，其目的就是提高鈦白粉，特別是金紅石型鈦白粉的應(yīng)用性能指標(biāo)，使其在不同的應(yīng)用場(chǎng)合都具有的使用效果。
包膜根據(jù)其在二氧化鈦表面包覆所需物質(zhì)的性質(zhì)可以分為無(wú)機(jī)包膜和有機(jī)包膜；根據(jù)其包覆的方法又可分為干法包膜和濕法包膜。一般情況下，對(duì)于無(wú)機(jī)氧化物形成的膜都是利用濕法包膜，也就是無(wú)機(jī)包膜；對(duì)于添加有機(jī)表面活性劑來(lái)提高產(chǎn)品性能的一般都是干法包膜，個(gè)別的使用濕法包膜。
二、鈦白粉后處理工藝
1、無(wú)機(jī)處理工藝
作用機(jī)理：在粒子氧化鈦表面形成一層均勻的無(wú)色或白色無(wú)機(jī)氧化物膜，以堵塞TiO2的光活化點(diǎn)，提高耐候性。
處理工藝：無(wú)機(jī)包膜是將鈦白粉打漿后，在漿液的環(huán)境下，加入可溶性的鹽類，然后通過(guò)調(diào)節(jié)漿液的pH值，使可溶性鹽沉積在二氧化鈦顆粒的表面，形成一層氧化物薄膜包覆，既隔絕了二氧化鈦與空氣的接觸，同時(shí)又由于這層膜薄而透明，使二氧化鈦的顏料性能得以保存。
處理目的：主要是為了提高耐候性。
無(wú)機(jī)表面處理劑：硫酸鋁、偏鋁酸鈉、硅酸鈉等；用于高耐候產(chǎn)品的有硫酸鋯、硫酸氧鈦(使吸油值增加，逐漸淘汰)、硫酸鋅及銻、錫等。
以一次粒子為核心，包覆水合氧化物薄膜層，一般厚度為幾個(gè)納米。無(wú)機(jī)包膜中使用多的是鋁包覆，單鋁處理的產(chǎn)品很多，與硅、鈦配合處理的也很多。
2、有機(jī)處理工藝
作用機(jī)理：在TiO2表面包膜一層有機(jī)氧化物膜或表面活性劑，加入的有機(jī)包膜劑與顏料粒子表面結(jié)合后，顏料粒子彼此間的范德華力就不足以使它們?cè)傥皆谝黄穑虼速x予顏料很好的分散性；同時(shí)有機(jī)包膜劑外露的基團(tuán)賦予了顏料粒子與溶液體系良好的相溶性。
處理工藝：有機(jī)表面處理劑的加入方式，一般可以在無(wú)機(jī)表面處理后，干燥前的漿料中加入，或在后氣流粉碎加入，加量一般占二氧化鈦的0.1%~1%(質(zhì)量)，常用量0.2%~0.6%。工業(yè)上通常是在鈦白粉生產(chǎn)的終粉碎階段，也就是氣流粉碎時(shí)加入有機(jī)表面處理劑。
處理目的：提高鈦白粉在不同介質(zhì)中的分散性和相容性，并能改善度，流變性及潤(rùn)濕性。
有機(jī)表面處理劑：三大類，即新戊二醇、三羥甲基丙烷等多元醇類，三乙醇胺、胺等有機(jī)胺類和硅樹脂等有機(jī)硅類。

雖然近日歐洲化學(xué)品管理局(ECHA)宣布，已正式提出將二氧化鈦(TiO2、鈦白粉)列入懷疑通過(guò)吸入可能引起癌癥的物質(zhì)分類的建議，但實(shí)際上鈦白粉已經(jīng)在食品、醫(yī)藥等領(lǐng)域獲得廣泛應(yīng)用。
鈦白粉(TiO2，二氧化鈦)是一種白色顏料，其物理形態(tài)呈現(xiàn)一種多晶體化合物，具有晶格構(gòu)造的基本特性。下表內(nèi)容所表述的是鈦白粉與其他化工應(yīng)用中的白色顏料在光學(xué)性能方面的對(duì)比數(shù)據(jù)。
鈦白粉作為白色顏料的優(yōu)勢(shì)。等質(zhì)量的白色顏料當(dāng)中，鈦白粉的物理表面積大，同時(shí)其顏料體積也是大的，這表明鈦白粉的相對(duì)密度與其他化工顏料比較起來(lái)是小的。鈦白粉的粒度分布是另一個(gè)綜合性指標(biāo)，鈦白粉的遮蓋力與分散性都是重要指標(biāo)，包括水解原始粒度直徑的大小以及水解工藝條件環(huán)境等，都會(huì)嚴(yán)重影響鈦白粉這種化工顏料的基本性能及其產(chǎn)品應(yīng)用的性能、質(zhì)量。
除了在涂料、塑料、造紙、日化品等領(lǐng)域已經(jīng)獲得廣泛使用外，鈦白粉還已經(jīng)成為制藥行業(yè)常用的添加劑，同時(shí)更是在食品行業(yè)日益廣泛使用。
鈦白分通常用于食品工業(yè)中，以增加食品的保質(zhì)期，因?yàn)樗芟拗剖称穬?nèi)的紫外線穿透，同時(shí)，鈦白粉也用于食品的白色顏料物質(zhì)，例如在甜甜圈、糖果、泡泡糖等行業(yè)，鈦白粉已成為白色顏料。
鈦白粉在物性上是惰性的，并且不與其他化學(xué)品發(fā)生反應(yīng)，其中包括氧、氨、氮、硫化氫、二氧化硫、二氧化碳等，正是基于鈦白粉這種物質(zhì)的穩(wěn)定性，因而成為化工行業(yè)應(yīng)用為廣泛的一種顏料。雖然法國(guó)的實(shí)驗(yàn)指出其粉狀物存在吸入致癌的潛在危害，但大量研究依然指出，鈦白粉的常規(guī)應(yīng)用對(duì)人類是安全的。
食品應(yīng)用領(lǐng)域的鈦白粉分為微細(xì)級(jí)的顏料級(jí)鈦白粉和納米級(jí)的功能型鈦白粉，其中前者應(yīng)用為廣泛，而納米二氧化鈦通常不用作食品添加劑或食品工業(yè)，因?yàn)殡m然目前已經(jīng)有這方面的研究應(yīng)用，但其納米級(jí)物質(zhì)對(duì)人體的安全性還有待評(píng)價(jià)驗(yàn)證。
在食品應(yīng)用方面，鈦白粉市場(chǎng)分為乳制品、面包和糖果、醬料和咸味產(chǎn)品等。其中，面包、糕點(diǎn)和糖果應(yīng)用的市場(chǎng)價(jià)值為主要，而乳制品，包括奶酪、脫脂牛奶和凝乳等，則在消費(fèi)量方面存在優(yōu)勢(shì)，目前鈦白粉在食品領(lǐng)域的應(yīng)用需求量大部分來(lái)自于乳制品。
鈦白粉在乳品行業(yè)應(yīng)用廣泛，許多企業(yè)正在通過(guò)在現(xiàn)有產(chǎn)品中使用鈦白粉進(jìn)行改良，來(lái)提供新款飲料。
鈦白粉作為甜味劑、著色劑以及防腐劑，在醫(yī)藥領(lǐng)域的應(yīng)用正在上升期，并在推動(dòng)全球鈦白粉市場(chǎng)增長(zhǎng)方面發(fā)揮了積極作用。
大多數(shù)使用了鈦白粉的巧克力產(chǎn)品外觀更具吸引力。鈦白粉不是營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，也完全不溶于我們的身體，可直接通過(guò)人體的排泄系統(tǒng)排出體外。

鈦白粉主要特征
金紅石的化學(xué)成分主要包括：TiO2，Ti60%，有時(shí)含F(xiàn)e、Nb、Ta、Cr、Sn等；其名稱來(lái)源：Rutlle一字；來(lái)自拉丁語(yǔ)Rutilus，指紅色(Red)，象征著金紅石的顏色。
其主要特征為：以其四方柱形、雙晶、顏色為鑒定特征；可以和錫石(cassitoritc)區(qū)別；不溶于酸類，加入碳酸鈉予以燒熔，則可溶解于硅酸，若再加入過(guò)氧化氫，可使溶液變?yōu)辄S色。
因?yàn)樾纬捎诟邷貤l件下，主要產(chǎn)于變質(zhì)巖系的含金紅石石英脈中和偉晶巖脈中。此外，在火成巖中作為副礦物出現(xiàn)，也常呈粒狀見(jiàn)于片麻巖中；金紅石由于其化學(xué)穩(wěn)定性大，在巖石風(fēng)化后常轉(zhuǎn)入砂礦。
金紅石作為副礦物產(chǎn)于花崗巖、偉晶巖、片麻巖、云母片巖和榴輝巖等巖石中，也以碎屑或砂礦形式分布于沉積巖或沉積物中。金紅石主要用于提取鈦和制造白色顏料。

鈦白粉的分類
按生產(chǎn)工藝路線分為：硫酸法鈦白粉和氯化法鈦白粉
硫酸法是使用鈦精礦或酸溶性鈦渣與硫酸反應(yīng)進(jìn)行酸解反應(yīng)，得到硫酸氧鈦溶液，經(jīng)水解得到偏鈦酸沉淀；再進(jìn)入轉(zhuǎn)窯煅燒產(chǎn)出二氧化鈦。硫酸法既可以生產(chǎn)銳鈦型二氧化鈦，也可以生產(chǎn)金紅石型二氧化鈦。
氯化法是使用含鈦的原料，以氯化高鈦渣、或人造金紅石、或天然金紅石等與氯氣反應(yīng)生成四氯化鈦，經(jīng)精餾提純，然后在進(jìn)行氣相氧化；在速冷后，進(jìn)過(guò)氣固分離得到二氧化鈦。
按結(jié)晶形態(tài)分為：銳鈦型（Anatase）和金紅石型（Rutile）
銳鈦型二氧化鈦百度好，但著色力僅為金紅石型的70，在耐候性方面：加入銳鈦型二氧化鈦試片僅僅經(jīng)過(guò)一年以后即開始龜裂或者碎片狀剝落，而加入金紅石型二氧化鈦的試片，經(jīng)過(guò)十年以后其外觀只有很小變化。由于金紅石型二氧化鈦著色力及耐候性較佳，塑料著色使用金紅石型二氧化鈦為好。
按使用對(duì)象分為：顏料鈦白粉和特殊鈦白粉
顏料鈦白粉是油墨中不可缺少的白色顏料。含有鈦白粉的油墨耐久不變色，表面潤(rùn)濕性好，易于分散。油墨行業(yè)所用的鈦白粉有金紅石型，也有銳鈦型。其他鈦白粉包括涂料，塑料、造紙、含化妝品、化纖、電子、陶瓷、搪瓷、焊條、合金、玻璃等眾多領(lǐng)域。
鈦白粉的主要三大用途涂料
涂料是鈦白粉的大用戶。通常，鈦白粉在涂料領(lǐng)域的消耗量占鈦白粉應(yīng)用領(lǐng)域消耗量的60%，它也是涂料中用量多的一種顏料（各類涂料中鈦白含量占10%~35%）。與鈦白粉應(yīng)用有關(guān)的涂料有乳膠漆、卷材和印鐵涂料、汽車漆、粉末涂料等。
塑料
塑料行業(yè)是第二大用戶。通常鈦白粉在塑料領(lǐng)域的消耗量占鈦白粉應(yīng)用領(lǐng)域消耗量的20%。在塑料中加入鈦白粉，可以提高塑料制品的耐熱性、耐光性、耐候性，使塑料制品的物理化學(xué)性能得到改善，增強(qiáng)制品的機(jī)械強(qiáng)度，使用壽命。
造紙
造紙是鈦白粉的第三大用戶。裝飾紙、圣經(jīng)紙和紙幣中一般都使用鈦白粉，采用鈦白粉的紙張，白度好、強(qiáng)度高、有、薄而光滑、印刷時(shí)不穿透，在相同條件下不透明度比碳酸鈣、滑石粉高10倍，質(zhì)量也能減輕15%~30%。

要適應(yīng)氯化法工藝，還需要將鈦精礦提煉成高鈦渣。這樣一來(lái)，氯化法的生產(chǎn)流程就不見(jiàn)得短，成本不見(jiàn)得低。一份歐盟聯(lián)合研究中硫酸法對(duì)環(huán)境存在不同方面的隱患，并非誰(shuí)更環(huán)保。氯化法能節(jié)約能源、減少?gòu)U水排放，但其廢物比硫酸法產(chǎn)生的廢物毒性更大。
其實(shí)在鈦白粉產(chǎn)品類型上，改良硫酸法也有優(yōu)勢(shì)。改良硫酸法既可以生產(chǎn)產(chǎn)品金紅石型鈦白粉也可生產(chǎn)中低端產(chǎn)品銳鈦型鈦白粉，而氯化法僅能生產(chǎn)金紅石型鈦白粉。雖然也可轉(zhuǎn)化為銳鈦型，但是在轉(zhuǎn)化過(guò)程中需要增加工序，這就增加了額外成本。雖然是發(fā)展大趨勢(shì)，關(guān)鍵技術(shù)難掌握。
經(jīng)過(guò)多年的技術(shù)摸索和攻關(guān)，生產(chǎn)工藝被逐個(gè)破解，鈦業(yè)終于在2001年研制成功我國(guó)首套萬(wàn)噸級(jí)氯化法鈦白粉核心裝置——氧化感應(yīng)器，解決了關(guān)鍵技術(shù)難題。經(jīng)過(guò)20年的努力，才逐步實(shí)現(xiàn)了裝置的建成投產(chǎn)、達(dá)產(chǎn)和連續(xù)運(yùn)行。
目前國(guó)產(chǎn)氯化法裝置同國(guó)外水平相比，依然存在不足。具體如下：
一是國(guó)產(chǎn)氧化反應(yīng)器運(yùn)行周期只有3周以上，但與國(guó)外氧化反應(yīng)器長(zhǎng)達(dá)六七周期相比，尚有一定差距。
二是產(chǎn)品質(zhì)量與國(guó)外尚有一定差距，主要體現(xiàn)在鈦白粉的粒度和晶型控制上。表現(xiàn)出白度、消色力、遮蓋力。耐候性等指標(biāo)有差距。
三是在關(guān)鍵設(shè)備的制造上，國(guó)內(nèi)制造質(zhì)量尚不能與進(jìn)口設(shè)備相比。四是在單體設(shè)備產(chǎn)能上與國(guó)外尚有差距。
加上氯化法與硫酸法工藝流程有很大的區(qū)別，前者對(duì)生產(chǎn)技術(shù)和裝備材質(zhì)的要求非常高，而國(guó)內(nèi)絕大多數(shù)企業(yè)達(dá)不到這種技術(shù)水平，同時(shí)我們并沒(méi)有自己的自主核心技術(shù)，關(guān)鍵技術(shù)又難以引進(jìn)。這也是氯化法在我國(guó)未能推廣的重要原因。

鈦白粉性能特點(diǎn)：
1、復(fù)合鈦白顏料制備技術(shù)達(dá)到國(guó)際水平，包核物的選用、包核物與包膜物表面羥基化以及復(fù)合白色顏料具有與鈦白粉接近或相同性能的特點(diǎn)在國(guó)內(nèi)外均屬；
2、復(fù)合鈦白顏料顆粒表面呈結(jié)晶性能，晶型分金紅石型和銳鈦型，因此產(chǎn)品具有與鈦白粉相同或近似的性能，如：遮蓋力、白度、吸油量等；
3、復(fù)合鈦白顏料與鈦白粉比：產(chǎn)品的粒度、粒徑分布更佳，復(fù)合物的異質(zhì)性質(zhì)及低密度，使得產(chǎn)品在涂料體系中使用具有更佳的分散性和適用性；
4、消費(fèi)成本較鈦白粉大幅度降低，產(chǎn)品成本小于鈦白粉3000-5000元/噸；
5、生產(chǎn)過(guò)程對(duì)環(huán)境，符合國(guó)家可持續(xù)發(fā)展的產(chǎn)業(yè)政策。