隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展及人民生活水平的提高，鈦白粉的種類與日俱增，產(chǎn)品質(zhì)量日新月異。鈦自粉用戶為了滿足其高檔產(chǎn)品的優(yōu)異性能，對原料鈦白粉的質(zhì)量提出了更高的要求。而且，硫酸法鈦白粉己喪失價格優(yōu)勢，要保證性能價格比不下降，就必須提高產(chǎn)品質(zhì)量。目前，鈦白粉的主要質(zhì)量問題之一是篩余物偏高。篩余物偏高及分散性較差的鈦白粉，在用戶使用過程中，會使產(chǎn)品表面出現(xiàn)麻點、針孔，產(chǎn)品機械強度下降等問題。這種鈦白粉不能用于汽車漆、高級紙張、印刷油墨、化纖等高檔產(chǎn)品中。降低鈦白粉成品篩余物已成當(dāng)務(wù)之急。
1篩余物高的原因分析
對鈦白粉的篩余物用肉眼觀察就可以發(fā)現(xiàn)，其成分主要是未磨細的鈦白粒子以及一些黑色細顆粒。通過仔細分析，我們認為導(dǎo)致鈦白粉篩余物高的原因有：(1)雷蒙磨分級機分級效果不佳，使粗粒子進入產(chǎn)品中；(2)已經(jīng)磨細的鈦白粉粒子因表面能較高，重新聚集成大顆粒；(3)因鈦白落窯品硬度偏大，造成粉碎效率不高，整體顆粒偏粗；(4)生產(chǎn)過程中，因設(shè)備磨損、生銹，使鐵屑及鐵銹帶入產(chǎn)品中。
2改進措施
2．1設(shè)備改進
2．1．1將雷蒙磨葉輪分級機改為水平旋轉(zhuǎn)鼠籠式分級機
(1)改進前的現(xiàn)狀粉體分級是傳統(tǒng)雷蒙磨的一個“瓶頸”環(huán)節(jié)。它通常采用一個類似風(fēng)扇的分級機，其葉片少、窄，葉輪直徑龐大且葉片間隙過寬，轉(zhuǎn)速低，內(nèi)外線速度不均勻，密封設(shè)計不好，漏灰多，造成分級效率差，外泄大顆粒較多等。
(2)改進后的優(yōu)越性水平旋轉(zhuǎn)鼠籠式分級機屬磨粉機中所用的分級機之一。其結(jié)構(gòu)特點是，它由左擋板1、右擋板4、若干塊條狀分隔板3、連接軸2、風(fēng)管5組成(見圖1)。若干塊條狀分隔板3的寬度相同，彼此之間的夾角或間距一致。克服了傳統(tǒng)分級機與蓋體之間必須有2+0．3mm范圍間隙給加工帶來的困難和磨粉精度低的問題。能使粉末顆粒完全控制在90～10mm之間，并可保證分離出的粉末顆粒幾何形狀準確一致，而且還具有加工容易、省工、成本低、安裝使用方便的優(yōu)點。
圖1 水平旋轉(zhuǎn)鼠籠式分級機
2．1．2粉碎系統(tǒng)設(shè)備、管道材質(zhì)改造
(1)改變雷蒙磨喂料犁的角度，提高喂料量目前雷蒙磨喂料犁為水平安裝，僅靠犁端部斜面在運轉(zhuǎn)時將底部物料拋送到對面的磨壁與懸輥之間粉碎。將喂料犁改裝成與水平方向呈10°～15°角，可使喂料量提高，磨的效率也可提高。
(2)雷蒙磨懸輥改造由于雷蒙磨懸輥易磨損，有時甚至出現(xiàn)大塊脫落，會形成鐵屑污染產(chǎn)品。擬將雷蒙磨懸輥改用高耐磨性高韌性的特種鋼，以延長懸輥壽命，減少鐵屑污染產(chǎn)品。
(3)旋風(fēng)分離器及粉體管道改用不銹鋼材料由于設(shè)備易生銹，當(dāng)下料不暢時工人經(jīng)常敲打管道，使鐵銹進入產(chǎn)品中。實驗發(fā)現(xiàn)，用磁鐵接近篩余物時，其中的黑色粒子吸附于磁鐵之上，可以斷定，黑色粒子為極細的鐵屑及鐵銹。為杜絕這一污染源，將設(shè)備內(nèi)壁襯一層不銹鋼板，管道全部改為不銹鋼。
2．2工藝改進
2．2．1改善產(chǎn)品分散性能研究表明，進窯前偏鈦酸中鹽處理劑的加量對落窯品的粉碎性能以及終產(chǎn)品的分散性有較大影響。K2CO3的加入能降低煅燒溫度，提高產(chǎn)品的白度和消色力，且K2CO3的加量越多，煅燒溫度將隨之降低。如果煅燒溫度降低了，鈦白粉粒子會較松軟有利于粉碎。但是，K2CO3的加量過多，會使產(chǎn)品的水溶性鹽增加，影響產(chǎn)品的漆用性能。
具體措施：調(diào)整鹽處理劑K2CO3加量。K2CO3加量由0．45％(對TiO2的質(zhì)量比)提高到0．5％。
2．2．2采用助磨劑
(1)助磨劑的基本概述國外粉碎作業(yè)使用助磨劑已有70多年的歷史，我國對助磨劑的研究和應(yīng)用起步較晚，目前，助磨劑在國內(nèi)主要應(yīng)用于水泥的粉碎。有液體助磨劑和固體助磨劑，基本成分大都屬于有機表面活性物質(zhì)。固體助磨劑有：硬脂酸鹽類、膠體二氧化硅、膠體石墨、炭黑、粉煤灰、石膏等；液體助磨劑有：有機硅、三乙醇胺、乙二醇、丙二醇、聚丙烯酸酯、聚羧酸鹽等。它的作用：塑性變形、降低物料的表面能、防止凝聚和粘壁物料的新生表面、改善產(chǎn)品應(yīng)用性能。
(2)助磨劑使用的可行性分析實踐可知，剛粉碎的鈦白粉粒子表面能很大，易相互聚集返粗，還易吸附在設(shè)備管道壁面，并最終形成砣料，影響粉碎效率及篩余物。由助磨劑的作用可推斷，通過向雷蒙磨內(nèi)加入少量(約為待粉碎TiO2重量0．05％左右)的有機硅助磨劑，將使表面能鈦白粉粒子大大下降，亦可減小其凝聚性、粘壁性、提高了流動性，達到提高粉碎效率，降低篩余物的最終目的。另一方面，還可提高鈦白粉在應(yīng)用中的分散性，創(chuàng)造一舉兩得的雙重效果。
3對比實驗
以上改進措施已于2008年8月在中鹽株洲化工集團鈦白粉廠完成實施，9月份我們對銳鈦型鈦白粉成品細度做了跟蹤實驗，并與改進前進行了對比。實驗數(shù)據(jù)見表1。
表1 對比實驗
從表1數(shù)據(jù)可知，改進前鈦白粉成品細度一般在0．05％~0．1％，改進后鈦白粉成品篩余物明顯降低，成品細度可控制在0．05％以下。
4結(jié)語
通過上述工藝和設(shè)備改進，鈦白粉成品篩余物可降低到理想的效果。銳鈦成品45μm篩余物可穩(wěn)定控制在0．05％以下，達到國內(nèi)優(yōu)等品的細度要求。
1篩余物高的原因分析
對鈦白粉的篩余物用肉眼觀察就可以發(fā)現(xiàn)，其成分主要是未磨細的鈦白粒子以及一些黑色細顆粒。通過仔細分析，我們認為導(dǎo)致鈦白粉篩余物高的原因有：(1)雷蒙磨分級機分級效果不佳，使粗粒子進入產(chǎn)品中；(2)已經(jīng)磨細的鈦白粉粒子因表面能較高，重新聚集成大顆粒；(3)因鈦白落窯品硬度偏大，造成粉碎效率不高，整體顆粒偏粗；(4)生產(chǎn)過程中，因設(shè)備磨損、生銹，使鐵屑及鐵銹帶入產(chǎn)品中。
2改進措施
2．1設(shè)備改進
2．1．1將雷蒙磨葉輪分級機改為水平旋轉(zhuǎn)鼠籠式分級機
(1)改進前的現(xiàn)狀粉體分級是傳統(tǒng)雷蒙磨的一個“瓶頸”環(huán)節(jié)。它通常采用一個類似風(fēng)扇的分級機，其葉片少、窄，葉輪直徑龐大且葉片間隙過寬，轉(zhuǎn)速低，內(nèi)外線速度不均勻，密封設(shè)計不好，漏灰多，造成分級效率差，外泄大顆粒較多等。
(2)改進后的優(yōu)越性水平旋轉(zhuǎn)鼠籠式分級機屬磨粉機中所用的分級機之一。其結(jié)構(gòu)特點是，它由左擋板1、右擋板4、若干塊條狀分隔板3、連接軸2、風(fēng)管5組成(見圖1)。若干塊條狀分隔板3的寬度相同，彼此之間的夾角或間距一致。克服了傳統(tǒng)分級機與蓋體之間必須有2+0．3mm范圍間隙給加工帶來的困難和磨粉精度低的問題。能使粉末顆粒完全控制在90～10mm之間，并可保證分離出的粉末顆粒幾何形狀準確一致，而且還具有加工容易、省工、成本低、安裝使用方便的優(yōu)點。
圖1 水平旋轉(zhuǎn)鼠籠式分級機
2．1．2粉碎系統(tǒng)設(shè)備、管道材質(zhì)改造
(1)改變雷蒙磨喂料犁的角度，提高喂料量目前雷蒙磨喂料犁為水平安裝，僅靠犁端部斜面在運轉(zhuǎn)時將底部物料拋送到對面的磨壁與懸輥之間粉碎。將喂料犁改裝成與水平方向呈10°～15°角，可使喂料量提高，磨的效率也可提高。
(2)雷蒙磨懸輥改造由于雷蒙磨懸輥易磨損，有時甚至出現(xiàn)大塊脫落，會形成鐵屑污染產(chǎn)品。擬將雷蒙磨懸輥改用高耐磨性高韌性的特種鋼，以延長懸輥壽命，減少鐵屑污染產(chǎn)品。
(3)旋風(fēng)分離器及粉體管道改用不銹鋼材料由于設(shè)備易生銹，當(dāng)下料不暢時工人經(jīng)常敲打管道，使鐵銹進入產(chǎn)品中。實驗發(fā)現(xiàn)，用磁鐵接近篩余物時，其中的黑色粒子吸附于磁鐵之上，可以斷定，黑色粒子為極細的鐵屑及鐵銹。為杜絕這一污染源，將設(shè)備內(nèi)壁襯一層不銹鋼板，管道全部改為不銹鋼。
2．2工藝改進
2．2．1改善產(chǎn)品分散性能研究表明，進窯前偏鈦酸中鹽處理劑的加量對落窯品的粉碎性能以及終產(chǎn)品的分散性有較大影響。K2CO3的加入能降低煅燒溫度，提高產(chǎn)品的白度和消色力，且K2CO3的加量越多，煅燒溫度將隨之降低。如果煅燒溫度降低了，鈦白粉粒子會較松軟有利于粉碎。但是，K2CO3的加量過多，會使產(chǎn)品的水溶性鹽增加，影響產(chǎn)品的漆用性能。
具體措施：調(diào)整鹽處理劑K2CO3加量。K2CO3加量由0．45％(對TiO2的質(zhì)量比)提高到0．5％。
2．2．2采用助磨劑
(1)助磨劑的基本概述國外粉碎作業(yè)使用助磨劑已有70多年的歷史，我國對助磨劑的研究和應(yīng)用起步較晚，目前，助磨劑在國內(nèi)主要應(yīng)用于水泥的粉碎。有液體助磨劑和固體助磨劑，基本成分大都屬于有機表面活性物質(zhì)。固體助磨劑有：硬脂酸鹽類、膠體二氧化硅、膠體石墨、炭黑、粉煤灰、石膏等；液體助磨劑有：有機硅、三乙醇胺、乙二醇、丙二醇、聚丙烯酸酯、聚羧酸鹽等。它的作用：塑性變形、降低物料的表面能、防止凝聚和粘壁物料的新生表面、改善產(chǎn)品應(yīng)用性能。
(2)助磨劑使用的可行性分析實踐可知，剛粉碎的鈦白粉粒子表面能很大，易相互聚集返粗，還易吸附在設(shè)備管道壁面，并最終形成砣料，影響粉碎效率及篩余物。由助磨劑的作用可推斷，通過向雷蒙磨內(nèi)加入少量(約為待粉碎TiO2重量0．05％左右)的有機硅助磨劑，將使表面能鈦白粉粒子大大下降，亦可減小其凝聚性、粘壁性、提高了流動性，達到提高粉碎效率，降低篩余物的最終目的。另一方面，還可提高鈦白粉在應(yīng)用中的分散性，創(chuàng)造一舉兩得的雙重效果。
3對比實驗
以上改進措施已于2008年8月在中鹽株洲化工集團鈦白粉廠完成實施，9月份我們對銳鈦型鈦白粉成品細度做了跟蹤實驗，并與改進前進行了對比。實驗數(shù)據(jù)見表1。
表1 對比實驗
從表1數(shù)據(jù)可知，改進前鈦白粉成品細度一般在0．05％~0．1％，改進后鈦白粉成品篩余物明顯降低，成品細度可控制在0．05％以下。
4結(jié)語
通過上述工藝和設(shè)備改進，鈦白粉成品篩余物可降低到理想的效果。銳鈦成品45μm篩余物可穩(wěn)定控制在0．05％以下，達到國內(nèi)優(yōu)等品的細度要求。
