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砂磨机在钛白粉生产加工中的应用

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作为此前价格波动备受市场关注的产品,钛白粉近段时间的宣涨消息,已被淹没在各类商品此起彼伏的“涨声”之中。不经意间,钛白粉已连涨11个月,年内第五轮涨价也陆续落地,产品最长涨价记录即将被打破。

钛白粉为商用名称,其化学名称为二氧化钛,分子式为TiO2。钛白粉具有高折射率、理想的粒度分布、良好的遮盖力和着色力,是一种性能优异的白色化工颜料,广泛应用于涂料、橡胶、塑料、造纸、印刷油墨、日用化工等行业。近年来,随着我国国民经济的快速发展和人民生活水平的持续提高,钛白粉行业呈现出高速发展态势。

氯化法钛白粉气相氧化生产过程中产生了大量的疤粒,在打浆过程中不能达到完全分散,这部分疤粒如果不进行砂磨处理,在包膜过程中会直接将疤粒包膜,影响产品质量,针对这种情况,对氧化来料和砂磨后的浆料进行了筛分实验,确定疤粒数量,研究砂磨机在钛白粉后处理工艺中所起到的作用。

钛白粉生产工艺技术的发展过程

 

 

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图1 钛白粉生产工艺流程

我国钛白粉生产工艺技术的发展经历了三个阶段:第一阶段是从20世纪50年代中期到70 年代末,全国钛白粉年产能仅2万t,而且多为低档品种;1978年,全国钛白粉总产量不过2万t,其中颜料级钛白粉所占比例还不到15%[1]。该阶段的特点是技术落后,发展十分缓慢。

第二阶段始于20 世纪70 年代末期到80 年代末期,硫酸法钛白粉生产工艺技术水平得到快速发展,相继生产出锐钛型和金红石型产品,全国钛白粉产能由2万t猛增至10万t。此期间由于“攀枝花钒钛磁铁矿资源综合利用”科技攻关取得硫酸法钛白粉生产技术的新突破,促进了80 年代中期硫酸法钛白粉生产装置技术水平的快速提高。

第三阶段是从20世纪90年代至今,生产能力和产量逐年扩大,2010年全国钛白粉产量达147.2万t[2]。同时生产技术也有了新的突破,从国外引进的硫酸法金红石钛白粉大型生产装置先后投产,引进的氯化法钛白粉大型装置经国内消化吸收,也顺利投产。钛白粉生产装置的引进使用,不仅提高了我国钛白粉的生产技术,也改变了我国仅有小规模作坊式硫酸法生产方式及仅能生产低档锐钛型钛白粉的落后状况。

砂磨机工作原理

 

 

砂磨机主要由机体、磨筒、砂磨盘(拨杆)、研磨介质、电机和送料泵组成。

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图2 卧式砂磨机结构

砂磨机是钛白粉后处理的一道重要工序,不仅硫酸法需要,氯化法也同样需要。砂磨机是一种湿式连续性生产之超微粒分散机,砂磨的作用是进一步粉碎在上道工序中产生的聚集粒子、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,防止它们再聚凝在一起,这样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[3]。

图3 砂磨机工作原理

利用砂浆泵将经过打浆分散后的固-液相混合物料输人砂磨机的简体内,物料和简体内的研磨介质一起被高速旋转的分散器搅动,从而使物料中的固体微粒和研磨介质相互间产生更加强烈的碰撞、摩擦、剪切作用,达到加快磨细微粒和分散聚集体的目的。研磨分散后的物料经过分离器拦截研磨介质,物料从出料管流出,得到符合粒度要求的产品。砂磨后的二氧化钛粒子的粒径通常控制为<5um。

砂磨机在钛白粉生产中的应用

 

 

生产高档金红石型钛白粉产品,砂磨过程是一个不可忽视的重要工艺环节。在国外,采用砂磨机研磨包膜前的物料起步较早,而且使用得很普遍。微信图片_20191203144127.jpg

在金红石型钛白粉的生产中,砂磨机之所以有不可低估的作用,是因为它能把团聚的大颗粒分开,而且经过研磨以后的钛白粉颗粒呈球形,没有棱角,粒径在1um以下,粒径分布比较集中[4]。为此,使得包膜后的产品具有优异的颜料性能和光学特性。国内外生产砂磨机的厂家很多,但经过众多用户的证实和一致认同的是德国耐驰公司生产的卧式砂磨机,在国内外钛白行业享有较高的声誉。

 

结语

砂磨机在钛白行业中的应用有它独特的作用和地位,采用砂磨机研磨欲包膜的钛白粉中间物料,使研磨后的物料颗粒细而均匀,粒径分布集中,颗粒外形呈几何球状,从而提高了钛白粉最终产品的颜料性能,光学特性和分散性[8,9]。砂磨机的研磨效果,在某种意义上来说具有一定的不可替代性。

在钛白粉市场竞争日益激烈和面对国外钛白粉制造大公司高品位产品挑战的压力,我们应尽量采用先进技术和先进设备,提高产品质量,打造自己的品牌,使我国钛白粉产品的质量逐渐跻身于国际钛白粉先进水平行列达到接近、赶上或抗衡的水平,走出具有中国特色的钛白工业发展道路,其中砂磨机的应用将会起到更加积极的推动作用[10]。

参考文献:

[1] 唐文寒,路利民.中国钛白粉工业生产现状及发展思路[J].无机盐工业,2009.41(10):4-7.

[2] 国家发展和改革委员会.2111年钛白粉行业经济运行概况[R] .北京: 国家发展和改革委员会,2012.

[3]冯建民.中国钛白粉产业现状及发展建议[J].化工科技市场,2006,29(3):26-28.

[4]赵国淼,樊汉卿.湿式砂磨机主要工作参数的探讨[J].杭州化工.2001(4):40-42.

[5]李健,王义亮.砂磨机结构优化改进切[J].机械管理开发,2012(2):25-26.

[6]喻晖,赵 金.LME1000K卧式砂磨机在钛白生产中的应用[J].上海涂料,2011(9):15-18.

[7]钟国利,廖晓东.世界钛白粉生产技术及市场发展状况[J].安徽化工,2001(64)32-35.

[8]陈明,吴笛,张健,等.以清洁生产理念促进我国钛白粉产业的发展[J].化工环保,2011.31(3):222-225.

[9]Altair Nanomaterials Ine.Process tianiferous ore to titannium dioxide pigmen[P].US Pat:6375923,2002-04-23.

[10]龚家竹.钛白粉生产工艺技术进展[J].无机盐工业,2012.41(8):1-4.

 

 

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