二氧化鈦后處理及設備

1、二氧化鈦后處理及設備（一）二氧化鈦的制漿、分散、濕磨和分級氯化法氧化工序的半成品粒度已經很細，不需要進行前粉碎。硫酸法經回轉窯煅燒后的產品首先要經過磨細才能充分發揮濕磨機的作用。國內幾家大的硫酸法鈦白粉廠前粉碎基本上都是采用雷蒙磨來實現的（見表1）。表1雷蒙磨的具體設備情況公司名稱型號來源核工業部華原公司雷蒙磨R5M從德國進口攀渝鈦業雷蒙磨R5M—裕興鈦白粉廠雷蒙磨R5M—河南漯河4R、5R雷蒙磨國產國產的雷蒙磨在質量和使用壽命上遠遠趕

2、不上進口雷蒙磨，其使用10年以上仍然完好。配備有自動控制的DCS控制系統，以提高研磨效率。磨細的物料通常由螺旋計量器加到制漿罐中。制漿用脫鹽水作稀釋劑，進行充分攪拌，固相濃度（質量）25%30％。制漿的同時加人分散劑，調整pH值至912可達到最佳分散效果。此時要求體積電阻率不低于20000Ωcm若有可能可用黏度計檢測，到黏度最低時為最好，以便濕磨效果充分發揮。分散劑的種類很多，通常分為有機分散劑、無機分散劑。有機分散劑主要是烷醇胺類和多

3、元醇（即常用的有三乙醇胺）、二異丙醇胺、山梨糖醇、甘露糖醇等；無機分散劑主要是六偏磷酸鈉、焦磷酸鈉、碳酸鈉、碳酸二氫銨、偏硅酸鈉等。通常使用六偏磷酸鈉和偏硅酸鈉最多。六偏磷酸鈉對微細分散體中的固體粒子有很強的分散作用，因為它是一種直鏈的多磷酸鹽玻璃體，其中n為20100能與分散介質中鈣、鎂、亞鐵等金屬離子生成可溶性的配位化合物，起到遮蔽多價陽離子，防止這些帶正電荷的離子與帶負電荷的二氧化鈦產生電中和而凝聚在一起，其分子結構式如下。氯化法

4、鈦白漿料pH值為2.3左右，呈酸性。大多數工廠都采用偏硅酸鈉作分散劑調整pH值達到911，以達到最佳分散效果。作分散劑的偏硅酸鈉又是包硅膜的一部分，在定量加人后，尚未達到最佳pH值時，可以加人離子膜堿液協助調整pH值到達終點。近幾年，國內金紅石型鈦白粉產品的產量和產能擴大，進入市場后的信息反饋使生產廠家逐漸認識到，分散單元在后處理中是非常重要的工序，分散的好壞直接影響到濕磨后漿料分級的效果，特別是影響包膜的質量。分散不好，再好的包膜配方

5、也不能生產出滿足用戶要求和使用性能優良的產品，所以分散的作用應該引起人們充分重視。分散操作要非常重視以下幾種影響分散的因素：①前工序產出的二氧化鈦粒度和形態；②制漿的水質要好，選用去離子水，體積電阻率不低于20000Ωcm③漿液的pH值是控制分散好壞的重要條件，根據后處理的情況，可以通過小型試驗確定最佳pH值（通常為911）；④分散劑的選擇和用量，也可以通過工業實踐確認，通常用量不超過粉料量的1％；⑤漿液的濃度要合適，通常漿液中固體物料

6、為6001200gL⑥分散罐的力學性能如機械攪拌的強度等。濕磨是后處理中一道重要的工序，不僅硫酸法需要，氯化法也同樣需要，國外大型氯化法工廠濕磨的環節往往是一點不能忽視的。濕磨與水選法比較，為獲得粒度細而均勻的漿料，在相同的條件下濕磨生產能力是水選法的1.52.0倍。濕磨的作用就是進一步磨碎在上道工序產生的聚集粒子、附聚粒子和絮凝粒子。因其粒子間的結合力非常弱，很容易通過機械研磨的方式把它們打開，在分散劑的作用下，可防止它們再聚凝在一塊

7、。這樣可使一些較粗大的粒子經研磨達到具有應用性能的粒度范圍（0.15一0.35p.m）。濕磨設備主要包括球磨機、振動磨、砂磨機。由于前道工序的進步，金紅石型產品的濕磨設備主要選用砂磨機。它是用途較廣泛的亞微米級的濕磨設備，就研磨細度而論僅次于膠體磨。表2氧化鋯珠主要技術指標性能指標主要成分ZrO2，68.5%；SiO2，31.5%硬度（莫氏）7.2~7.7（金紅石型TiO2為6~6.5）相對密度3.96粒徑mm0.6~0.25mm砂磨機

8、常出現的故障是沙子上浮堵住頂篩的孔，造成出料困難；造成原因是進料量大、沙子易碎、細粒較多；此外也與分散劑、pH值控制得不好、研磨后重新出現絮凝現象有很大關系。通常用毛刷刷洗或用水反復沖洗處理。國內龍蟒、漯河等企業引進德國耐馳公司生產的1000L臥式砂磨機應用效果很好。下面給出德國耐馳公司LME圓盤臥式砂磨機主要技術參數供參考（見表3）。經濕磨后的二氧化鈦粒子通?？刂圃冢?μm。為進一步得到一定粒度分布的二氧化鈦分散體，需要對磨后料漿進行

9、分級。顏料級鈦白粉不希望有5μm以上的粗顆粒，化纖鈦白要求更高，不希望有2μm以上的粗顆粒。所以必須經過分級解決這一工藝問題。分級有干法和濕法兩種，與干法相比較濕法雖然分離速度比干法（氣流分級）慢、能耗高，但它在分級后可以使粒子始終保持分散狀態，不絮凝、不粘壁、無需二次制漿，可以直接進行包膜，因此無論硫酸法還是氯化法的后處理皆采用濕法分級。濕法分級可分為以下幾種方式：①重力型沉降分級器，水選罐、道爾型沉降桶、增稠器等；②離心式分級器，水

10、力旋流器、臥式螺旋卸料沉降式離心機；③振動篩分式分級器。重力型沉降分級器主要采用水選罐，根據斯托克斯公式計算出粒子的沉降時間和沉降高度，然后在確定的高度下把不同粒徑大小、分布不一樣的懸浮物分開。這種方法設備簡單、操作容易。缺點是間歇操作、沉降時間長、水選率低，并且受懸浮液分散穩定狀態制約。國外采用道爾型水力沉降器(Drhydroseparat)，工作原理與一般道爾型沉降桶相似。分離粒徑可以達到＜6.Oμm。這種設備雖然可以連續操作，但是