《电子工业用高纯二氧化钛》编制说明.docx

《氯化法二氧化钛颜料》

编制说明

1工作简况

1.1任务来源

根据《关于发布2023年（第一批）中国涂料工业协会团体标准立项计划项目的通知》（2023年7月）的要求，由中信钛业股份有限公司等作为主要起草单位承担团体标准《电子工业用高纯二氧化钛》的编制工作，计划完成年限为十二个月。本标准由中国涂料工业协会提出并归口管理。本标准为中国涂料工业协会的团体标准，是电子工业用高纯二氧化钛的产品标准。

1.2本标准制定的背景

（一）高纯二氧化钛的性质及应用

二氧化钛（TiO2）物理、化学性质稳定，且具有高白度、高遮盖等优异的颜料性能，作为白色颜料被广泛应用于涂料、塑料、橡胶、造纸、油墨、化妆品、食品等领域；这部分二氧化钛被称为颜料用二氧化钛或二氧化钛颜料。此外，还有一部分二氧化钛作为无机功能粉体材料，应用于电子元器件、新能源电池、光学玻璃、冶金、靶材等领域。这些领域对二氧化钛的颜色没有要求，但对纯度有非常高的要求。这部分二氧化钛被称为高纯二氧化钛。

高纯TiO2由于其具有半导体性能，且介电常数和电阻率较高，广泛应用于PTC热敏电阻、半导体电容、SrTiO3基压敏电阻等电子领域。BaTiO3系PTC热敏电阻因具有独特的电－热物理性能，在近30年间得到了飞速的发展，其应用范围愈来愈广泛，市场量目前正以20%左右的年增长率增加，这就带动了制造PTC热敏电阻主晶相之一的高纯TiO2产业的发展。其中作为电介质原材料，被用来生产片式多层陶瓷电容器（MLCC）、正温度系数热敏电阻（PTC）、压电器件、微波元件等电子元器件的高纯二氧化钛，被称为电子工业用高纯二氧化钛，或高纯电子级二氧化钛。为保证电子元器件的稳定性和可靠性，电子工业用高纯二氧化钛对于产品的物理特性和化学成分都有着严格要求。化学特性主要指化学成分，即TiO2纯度和其他杂质含量。物理特性指TiO2粒子形状、粒径及粒径分布、比表面积、晶型、晶体结构等指标。与传统二氧化钛颜料这类大宗的化工产品相比，电子工业用高纯二氧化钛已属于电子化学品范畴。

特别是近年来，随着5G信息产业、新能源汽车行业以及手机、个人电脑等电子消费品行业的蓬勃发展，电子元器件的使用量快速增长，进而也带动了对电子工业用高纯二氧化钛的需求量增长。据不完全统计，2022年仅用于电子元器件的高纯二氧化钛量就超过6万吨，并且每年还以10%左右的速度快速增长。全球电子工业用高纯二氧化钛供应主要集中在日本、美国、欧洲等区域，中国在高端领域的应用主要依赖进口产品。目前，国内电子工业用高纯二氧化钛也逐渐发展起来，供应商主要有宁波新福、仙桃中星、中信钛业等公司。通过自主研发、掌握了大规模生产电子工业用高纯二氧化钛的工艺和技术。

（二）高纯二氧化钛的制备方法

高纯TiO2按所用的制备原料来分，目前制备方法主要有钛醇盐水解法、四氯化钛直接水解法、氯化法和硫酸法。

1）硫酸法

硫酸法为国内生产颜料级TiO2的主要方法，用该方法也可制备高纯TiO2，为国内现工业生产电子用高纯TiO2的主要方法之一。其主要化学方程式如式（1）～式（3）。

FeTiO3+2H2SO4→TiOSO4+FeSO4+2H2O..................................................式（1）

TiOSO4+2H2O→TiO（OH）2+H2SO4..........................................................式（2）

TiO（OH）2→TiO2+H2O...............................................................................式（3）

第一步为钛铁矿（高钛渣）的酸解，硫酸盐溶液的制备。先把固体的钛铁矿（高钛渣）用硫酸分解制备成可溶性钛的硫酸盐溶液，同时矿（渣）中的铁和大部分金属杂质也变成可溶性的硫酸盐，以便在以后工序中被分离;第二步为硫酸盐的水解，水合二氧化钛粒子的制备，即黑色的硫酸钛溶液与水反应生成白色的水合二氧化钛沉淀的过程，该过程为制备高纯TiO2的核心；第三步为水合二氧化钛的煅烧，该过程为水合二氧化钛在高温下，经过脱水、脱硫和晶型转化，最终成为具有稳定的晶型结构、符合质量要求的高纯TiO2产品。

硫酸法制备高纯TiO2主要控制3个因素：矿源的选择和水解后洗涤工艺以满足于产品纯度的要求；水解工艺的选择以满足产品对粒径、粒径分布以及形貌的要求；控制晶型转变的温度，以满足产品晶型的要求。硫酸法具有对钛原料质量要求相对不高、设备简单、工艺成熟易掌握等优点，因此，国内大部分企业采用此法生