目前，全球鈦白粉產值約110億美元，是僅次于合成氨、磷酸的第三大無機化工產品。許多國家都將鈦白粉列為影響國民經濟發展的關鍵化學品，人均鈦白粉消費量也被看作反映一個國家經濟發展水平的重要指標。2000年以來，中國鈦白粉行業快速發展，年產能由34萬噸增長到目前的180萬噸，已成為僅次于美國的世界第二大鈦白粉生產國。
但是，有個問題卻不容忽視——中國鈦白粉生產工藝基本是硫酸法，生產過程中要排放大量的廢硫酸、酸性廢水、廢渣和廢氣，許多生產廠家污染嚴重，環保問題突出。2005年以來，硫酸法鈦白粉先后被國家列入產業結構調整的限制類目錄、進口加工貿易禁止類目錄、“雙高”(高污染、高環境風險)產品名錄等環保黑名單，全行業面臨著極大的環保壓力。
那么，硫酸法鈦白粉的環保困境能否突破？該行業出路何在？最近，環保部委托有關專家對此進行了專題調研。記者也對此進行了采訪。
行業存在四大環保難題
專家調研組負責人劉漢杰告訴記者，雖然近年來我國鈦白粉行業取得了長足的進步，但該行業存在的環境污染問題和潛在的環境風險確實不容忽視。具體來說，主要表現在以下方面。
一是廠點多、規模小，重污染產能所占比重過大。統計數據顯示，全球現有鈦白粉生產廠約100家，其中中國就有63家，這還不包括中國正在建設和籌建的企業。中國企業數雖占全球的60%以上，而產量只占全球的20%左右。世界其他國家單廠平均年產能為6萬～8萬噸，而我國僅為2.27萬噸。而且國內大多采用傳統硫酸法工藝生產鈦白粉，污染嚴重，治理成本高昂。據調查，我國現有的180萬噸鈦白粉產能中，采用“三廢”排放低的氯化法生產的僅有3萬噸，比重不到2%；而全球其他地區的氯化法鈦白粉產量比重達到76%以上。
二是單位產品排污量大，資源、能源消耗高。采用傳統的硫酸法生產鈦白粉，生產每噸鈦白粉消耗新鮮水100～150噸，綜合能耗約1.6噸標煤，同時約產生濃度20%的廢硫酸8噸、酸性廢水100噸、廢渣8噸，以及含二氧化硫、酸霧和粉塵的廢氣2.5萬立方米。以可比口徑計算，國內鈦白粉行業每萬元產值的工業廢水排放量、廢氣排放量、二氧化硫排放量，分別是化工行業平均水平的3.85、1.03、2.13倍，是全部工業行業相應指標的3～8倍。由于排污量大，國內鈦白粉行業污染事故頻現，引發群眾與廠家的矛盾，甚至造成跨省糾紛，有的污染事件還被列為全國十大環境違法案件。
三是“三廢”治理難度不大，但治理費用高。鈦白粉生產所產生的廢氣主要是酸霧和粉塵等，采用噴淋洗滌處理和重力沉降等措施即可有效處理；其產生的廢渣可采用填埋、中和等技術處理；七水硫酸亞鐵、廢酸、石膏渣等可以回收作產品或綜合利用。盡管鈦白粉生產產生的“三廢”治理難度不大，但由于處理量大，治理費用較高。據了解，傳統硫酸法污染物的治理成本高達噸產品1900元，而氯化法治理成本僅為噸產品800元。由于硫酸法生產的鈦白粉檔次不高、售價較低，其“三廢”治理成本已接近生產利潤。
四是國內低水平重復建設仍在迅速擴張，未來因產能過剩而導致的環境污染可能性增加。據調查，目前國內在建、擬建的鈦白粉產能分別達到128萬噸/年、160萬噸/年。其中，擬采用氯化法的只有20%左右，如果考慮知識產權糾紛、鈦原料不配套等風險，這一比例還得下降。預計到2015年，我國鈦白粉總產能可達到468萬噸，接近2009年全球鈦白粉的總產量500萬噸。如果屆時宏觀形勢發生變化，諸如國家控制私人小汽車擁有量、進行房地產政策調整等，導致鈦白粉終端消費市場萎縮，那么由于行業污染治理費用高，產能過剩導致的環境風險就有可能轉變為現實的環境污染。
企業努力實現清潔生產
在這次調研中專家們發現，國內一些企業在解決硫酸法鈦白粉的環保問題上，已經實現了可喜的突破。其中，河南佰利聯化學股份有限公司采用循環經濟理念，對傳統硫酸法工藝進行了系統的改進和改造，開發了硫鐵鈦聯產法鈦白粉清潔生產工藝，使硫酸法鈦白粉生產實現了脫胎換骨的創新。
據了解，佰利聯公司從2004年就開始了對傳統硫酸法改造的探索之路。他們先后實施了30多項技術改造措施，終于形成具有自主創新技術的硫鐵鈦聯產法鈦白粉清潔生產工藝。目前，該企業建成了60萬噸/年硫酸、12萬噸/年鈦白粉、2萬噸/年一水硫酸亞鐵、1萬噸/年氧化鐵黑、6000千克/年氧化鈧等聯產裝置。
佰利聯公司常務副總經理、總工程師楊民樂告訴記者，公司硫酸與鈦白粉聯產實現了硫酸生產的低溫余熱利用；利用七水硫酸亞鐵生產一水硫酸亞鐵，母液生產氧化鐵黑；氧化鐵黑生產排出的堿性廢水用于酸解殘渣浮選鈦礦技術。同時，該企業實現了傳統硫酸法鈦白粉生產工藝的多項技術改進和創新，如酸解殘渣浮選鈦礦回用技術、真空噴射制冷與余熱溴化鋰制冷技術聯合用于結晶工序生產、偏鈦酸煅燒預干燥技術及分散劑復配技術等。在開發聯產法清潔生產工藝的過程中，該公司共獲得發明專利授權3項，實用新型專利授權13項。此外，公司生產的氧化鐵黑產品質量已高于引進技術生產的產品質量。
通過改造，佰利聯公司還達成了廢物和副產物的綜合利用、余熱利用、廢水的循環使用，較好實現了清潔生產的目標和發展循環經濟的理念。與傳統硫酸法鈦白粉生產工藝相比，該企業噸鈦白粉綜合能耗由2.19噸標準煤降低到1.23噸標準煤；噸鈦白粉廢水排放量由100噸以上降低到60噸以下；原料中的硫、鐵、鈦、鈧資源均得到了合理的回收利用，鈦總收率由不足82%提高到87%以上；產品品種由單一品種增加到10多種；產品質量各項指標不斷提高，能耗下降40%左右、水耗下降35%、電耗下降13%、天然氣消耗下降10%以上，取得了良好的經濟效益和環境效益。
記者了解到，除了河南佰利聯公司之外，四川龍蟒集團、武漢方圓公司等也對硫酸法鈦白粉工藝進行了清潔生產技術改造。
四川龍蟒集團根據磷化工生產中的噴霧濃縮磷酸工藝，開發了噴霧濃縮處理廢酸技術。其工藝流程為鈦白粉廢酸通過噴霧濃縮塔一次濃縮至45%后，用于和磷礦反應生產磷酸，最后生成磷肥。進入噴霧濃縮塔的燃氣為燃煤凈化尾氣、鍋爐高溫尾氣、天然氣或燃油燃燒產生的高溫尾氣。該工藝簡化了廢酸濃縮工藝流程，取消了換熱器等設備，可以利用鍋爐尾氣余熱來降低濃縮成本。
武漢方圓公司經過多年努力，采用廢酸煙氣-蒸汽二級濃縮工藝，建設了8000噸/年鈦白粉廢酸回收裝置，實現了廢酸的濃縮回用。該工業裝置經過連續運行，證明工藝技術先進、裝置設計及設備選擇合理、運行穩定，廢硫酸全部回用，實現經濟效益140萬元。該公司同時對鈦石膏開展了綜合利用，鈦石膏渣減少25%以上，稀酸性廢水中和處理后以中性水達標排放，外排尾氣煙塵濃度、林格曼黑度等指標均達到功能區排放標準。
廢酸是硫酸法鈦白粉生產排放的最主要廢液。記者通過調查了解到，國內有一些企業通過不斷研發，最終找到了妥善的再利用處理辦法。他們一是將廢酸直接返回鈦白粉生產的酸解系統，替代商品硫酸；二是用于中和電石泥，解決了區域內廢渣處理問題；三是廢酸濃縮再利用，生產硫酸產品；四是從廢酸中提取貴重金屬，提高經濟效益。比如，佰利聯公司就與湖南稀土有限公司合作，從廢酸中提取稀土氧化鈧。該項目于2011年實施，現已生產出合格的氧化鈧產品，實現了變廢為寶。目前在國際市場上，純氧化鈧要賣到每克3000元，比黃金還貴10倍以上。
出路在于發展循環經濟
目前，歐美發達國家生產鈦白粉基本都是采用氯化法，該方法技術先進，“三廢”排放量少。那么，中國為何不搞氯化法鈦白粉？劉漢杰告訴記者：“搞了，難度太大。技術進口吧，國外公司搞技術封鎖，死活不賣；自己開發吧，國內一家有實力的公司開發了20多年，只搞了一套年產1.5萬噸的小裝置投產，技術還不能與國外裝置匹敵。”
記者了解到，由于氯化法鈦白粉生產技術難度大，關鍵設備結構復雜，要求使用耐高溫、耐腐蝕、抗氧化的特殊材料，研究開發形成商業化生產需巨額投資等原因，該技術一直被少數幾家歐美公司所壟斷。中國要發展氯化法鈦白粉，面臨幾道難以逾越的難關。
一是關鍵設備方面，國外裝置單套產能可達十幾萬噸，中國只有一套1.5萬噸的氯化法鈦白粉裝置正式投入生產。國外裝置的氯化爐均為沸騰氯化爐；國內開發的爐子是熔鹽氯化爐，雖然能適應國內鈦資源，但熔鹽廢渣的處理和設備的大型化問題仍難以攻克。
二是鈦資源方面，國內的鈦礦鈣鎂含量高，在生產中不能脫除，鈦白粉質量上不去。若全靠進口國外的鈣鎂含量在1%以下的高鈦渣作原料，在經濟上又不具備競爭力。即使是國外鈦白粉巨頭，也不敢進口高鈦渣在中國上馬氯化法鈦白粉項目。人們也許記得，幾年前國外一家化工巨頭曾計劃用低品位鈦礦在山東建氯化法裝置，但因放射性廢渣污染問題而卡殼。
專家認為，雖然以氯化法逐步取代硫酸法是鈦白粉行業今后的發展方向，但在發達國家對我國嚴格封鎖氯化法鈦白粉生產技術的情況下，目前氯化法仍存在一定的技術風險和鈦資源風險，大規模取代的時機尚不夠成熟。而近年國內鈦白粉市場需求呈快速增長趨勢，從2000年到2009年，國內鈦白粉市場消費量從37.6萬噸增長到115萬噸，增長了約兩倍。預計今后一段時間，國內鈦白粉的市場需求量仍將保持每年10%以上的增長率。因此，在國內現有的硫酸法鈦白粉產業基礎上，推廣硫鐵鈦聯產法鈦白粉清潔生產技術，發展循環產業鏈，進行“三廢”綜合利用，突破硫酸法鈦白粉生產的環保困境，實現中國硫酸法鈦白粉產業的改造升級，是一項切合實際、經濟可行的辦法。
專家調研組建議，國家應調整現有的鈦白粉產業政策，從目前對硫酸法鈦白粉一概淘汰的政策，調整為把聯產法清潔生產工藝與傳統的硫酸法鈦白粉工藝區別開來，鼓勵聯產法鈦白粉清潔生產工藝做大做強，淘汰傳統硫酸法重污染生產工藝。此外，政策應重點發展產能大于10萬噸/年的能做到清潔生產的企業，淘汰產能小于3萬噸/年的鈦白粉企業。
獲悉，目前環保部計劃采納鈦白粉專家調研組的建議，把聯產法鈦白粉從“雙高”產品黑名單中取消。隨著聯產法工藝在全行業推廣，中國鈦白粉行業將會以一個嶄新的清潔生產面貌呈現在世人面前。