1.

概述

钛白粉是二氧化钛的俗称，优良的白色性能使其在油墨、涂料、油漆、造纸等行业占据了市场的绝大份额，因此，被冠于“白色之王”的美誉，在我们的日常生活中，只要有白色产品或类白色产品，几乎都有钛白粉的参与。除了钛白粉之外，类似产品还有铅白、锌白、立德粉、大白粉等，它们的市场份额远不及钛白粉，而且各项性能较差，尤其是耐候性、光泽度等方面，因此它们只能应用于低端行业。

目前，钛白粉的生产有两种方法，分别是硫酸法和氯化法，就全世界范围内来讲，氯化法的产能要比硫酸法略多，而在我国，由于技术原因，硫酸法厂家远大于氯化法，氯化法的年产量仅占总产量的5~8%。

硫酸法之所以应用广泛是因为它发展历史悠久，工艺路线相当成熟，对设备的配置要求很低，对原料的要求不高，钛矿、钛渣都可以，而且这种方法即可以生产金红石型钛白粉，又能生产锐钛型钛白粉，基建要求低，投产时间短。由于以上原因，硫酸法钛白粉被广泛复制，在钛白粉行业占有相当重要的地位。相比氯化法，硫酸法又有自己的缺点，主要表现在操作流程很长，各岗位操作复杂，机械化程度低，流程变量多，参数可控性不高，且“三废”排放量大，污染严重，能源消耗巨大，属于高能耗、高污染企业。虽然硫酸法缺点众多，也有被其他方法代替的趋势，但是现阶段人们对它的热情不减，生命力依旧顽强，在将来的很长时间内依旧会占据重要的地位。

尽管氯化法比较先进，流程短，自动化程度高，产品质量稳定等优点，但是它的原料来源困难，成本高，虽然“三废”排放量少，但是将生产高钛渣和人造金红石所排放的废弃物计算在内，其“三废”排放总量也是相当庞大的。同时，其技术复杂，生产难度大，对设备和材料要求高，推广起来还是有一定的难度。

在钛白粉的各项指标中，白度是比较重要的指标之一，由于钛白粉的白度较高，也是被称为“白色之王”的主要原因，但是钛白粉的白度并非定值，而是根据生产方法和工艺参数改变的，当然白度是越高越好。关于钛白粉白度的影响因素国内外研究的较少，相关论文及著作解释的也较为宽泛。孙莉通过研究二氧化钛粒子的大小、形状、粒度分布以及杂质的种类和晶核缺陷简要说明了它们与白度的关系，但对于理论解释较少，没有找到根本原因；李俊峰、张兵兵等着重对表面处理的影响做了相关研究，认为浆料分散性、pH值、化学品加入顺序等对最终产品性有较大影响，但对白度的解释极少；乔梁虽未对钛白粉的白度进行研究，但对纯碱的白度做了相关说明，认为粒度、铁含量和生产工艺对产品性能有较大影响。

2.白度的定义及分类

白是具有光反射比高和色饱和度低的特殊颜色属性，是基于目视感知而判断反射物体所能显白的程度。一般当物体表面对可见光谱内所有波长的反射比都在80%以上时，可认为该物体表面为白色。白色位于色空间中相当狭窄的范围内，它们与其他颜色一样，可以用三维量（即光反射比Y、纯度C、主波长λ）来表示。但人们却习惯将不同白度物体按一维量白度（W）排序来定量评价其白色程度，而把理想白色（如高纯度硫酸钡，其白度值为100%）作为参比标准。无论是目视评定白度，还是用仪器评定白度，都必须建立在公认的“标准”基础上。所以，所谓白度是指距离理想白色的程度。

为了便于研究及比较，人们引入三刺激值Y（明度）、兴奋纯度（Pe），以及L、a、b值几个物理量来规范白度或颜色。对于Y和Pe来讲，不同的人有不同的看法，有资料显示物体表面Y＞70，Pe＜10时可看做白色，有的则显示Y=70~90，Pe=0~10时为白色。

为了进一步改进和同一颜色的评价方法，国际照明委员会（CIE）引用了L、a*、b*三个数值来表示某一颜色，L值为亮度，变化范围了0~100，L=0为完全黑暗，即为黑色，L=100为明亮。a*、b*值有正负之分，其中a表示红绿色，-a*为绿色，绝对值越大，绿色饱和度越大，+a*为红色，数值越大，红色越强烈。b*值为黄蓝色，-b*为蓝色，绝对值越大，蓝色越深，+b*为黄色，数值越大，黄色越深。有了这三个数值之后可在空间建立三维颜色坐标系，见图1，L、a、b为坐标轴，任何一种可见光颜色都可以在坐标系中表示出来，这种表示方法比于Y和Pe更为精确，适用范围更广。

图1 三维颜色坐标系

目前，国际上对于白度的计算公式....