二氧化钛表面处理工艺流程及设备.docVIP

二氧化钛表面处理工艺流程 ??? 钛白粉是白色颜料之王，因为它具有优良的光学性能和颜料性能所以备受青睐，众多业内外人士评价钛白粉的作用时都认为，钛白粉人均消费量代表着一个国家或地区的经济发达水平和文明程度。然而无论是氯化法，还是硫酸法生产的钛白（即二氧化钛粒子），也不管是金红石型，还是锐钛型（用于涂料、塑料、化纤等高档应用领域），即使平均粒度及偏差都比较理想，未经完善的表面处理（通称包膜），都不能充分发挥其优良的光学性能使颜色亮丽多彩，并具有良好的耐候性、抗老化性能和具有良好的化学稳定性。所以钛白表面处理—包膜是非常重要的工艺过程。??? 钛白粉的表面处理也称为后处理是由一个完整的系统实现的。它包括前粉碎、分散、湿磨、分级、包膜、水洗、干燥、粉碎和包装等多道工序。钛白粉的表面处理工艺流程如图所示。 ??? 从工艺流程可以清晰看出，硫酸法和氯化法后处理的工艺过程基本上是一样的。其区别是在于相同工艺过程中的控制（操作）参数有所不同而已。 二氧化钛后处理及设备 ??? （一）二氧化钛的制浆、分散、湿磨和分级??? 氯化法氧化工序的半成品粒度已经很细，不需要进行前粉碎。硫酸法经回转窑煅烧后的产品首先要经过磨细才能充分发挥湿磨机的作用。国内几家大的硫酸法钛白粉厂前粉碎基本上都是采用雷蒙磨来实现的（见表1）。 表1 雷蒙磨的具体设备情况 公司名称 型号 来源 核工业部华原公司 雷蒙磨R5M 从德国进口 攀渝钛业 雷蒙磨R5M — 裕兴钛白粉厂 雷蒙磨R5M — 河南漯河 4R、5R雷蒙磨 国产 ??? 国产的雷蒙磨在质量和使用寿命上远远赶不上进口雷蒙磨，其使用10年以上仍然完好。配备有自动控制的DCS控制系统，以提高研磨效率。??? 磨细的物料通常由螺旋计量器加到制浆罐中。制浆用脱盐水作稀释剂，进行充分搅拌，固相浓度（质量）25%-30％。制浆的同时加人分散剂，调整pH值至9-12可达到最佳分散效果。此时要求体积电阻率不低于20000Ω·cm,若有可能可用黏度计检测，到黏度最低时为最好，以便湿磨效果充分发挥。??? 分散剂的种类很多，通常分为有机分散剂、无机分散剂。??? 有机分散剂主要是烷醇胺类和多元醇（即常用的有三乙醇胺）、二异丙醇胺、山梨糖醇、甘露糖醇等；无机分散剂主要是六偏磷酸钠、焦磷酸钠、碳酸钠、碳酸二氢铵、偏硅酸钠等。通常使用六偏磷酸钠和偏硅酸钠最多。六偏磷酸钠对微细分散体中的固体粒子有很强的分散作用，因为它是一种直链的多磷酸盐玻璃体，其中n为20-100能与分散介质中钙、镁、亚铁等金属离子生成可溶性的配位化合物，起到遮蔽多价阳离子，防止这些带正电荷的离子与带负电荷的二氧化钛产生电中和而凝聚在一起，其分子结构式如下。 ??? 氯化法钛白浆料pH值为2. 3左右，呈酸性。大多数工厂都采用偏硅酸钠作分散剂调整pH值达到9-11，以达到最佳分散效果。作分散剂的偏硅酸钠又是包硅膜的一部分，在定量加人后，尚未达到最佳pH值时，可以加人离子膜碱液协助调整pH值到达终点。??? 近几年，国内金红石型钛白粉产品的产量和产能扩大，进入市场后的信息反馈使生产厂家逐渐认识到，分散单元在后处理中是非常重要的工序，分散的好坏直接影响到湿磨后浆料分级的效果，特别是影响包膜的质量。分散不好，再好的包膜配方也不能生产出满足用户要求和使用性能优良的产品，所以分散的作用应该引起人们充分重视。??? 分散操作要非常重视以下几种影响分散的因素：①前工序产出的二氧化钛粒度和形态；②制浆的水质要好，选用去离子水，体积电阻率不低于20000Ω·cm;③浆液的pH值是控制分散好坏的重要条件，根据后处理的情况，可以通过小型试验确定最佳pH值（通常为9-11）；④分散剂的选择和用量，也可以通过工业实践确认，通常用量不超过粉料量的1％；⑤浆液的浓度要合适，通常浆液中固体物料为600-1200g/L;⑥分散罐的力学性能如机械搅拌的强度等。??? 湿磨是后处理中一道重要的工序，不仅硫酸法需要，氯化法也同样需要，国外大型氯化法工厂湿磨的环节往往是一点不能忽视的。湿磨与水选法比较，为获得粒度细而均匀的浆料，在相同的条件下湿磨生产能力是水选法的1. 5-2. 0倍。??? 湿磨的作用就是进一步磨碎在上道工序产生的聚集粒子、附聚粒子和絮凝粒子。因其粒子间的结合力非常弱，很容易通过机械研磨的方式把它们打开，在分散剂的作用下，可防止它们再聚凝在一块。这样可使一些较粗大的粒子经研磨达到具有应用性能的粒度范围（0.15一0.35p.m）。??? 湿磨设备主要包括球磨机、振动磨、砂磨机。由于前道工序的进步，金红石型产品的湿磨设备主要选用砂磨机。它是用途较广泛的亚微米级的湿磨设备，就研磨细度而论仅次于胶体磨。??? 砂磨机有立式和卧式两种，并有开放式和加压式两种操作模