CN103396681A - 复合精细硫酸钡及其制造方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及复合精细硫酸钡及其制造方法，先由重金石破碎和筛分及经过选矿提纯而得的含量和白度在95%左右、再经过超细粉碎与精细分级而成的3-20微米的硫酸钡颗粒，按重量比为6:1-12:1与高岭土充分混合，最后加入少量表面改性剂和偶联剂制成复合精细硫酸钡。表面改性剂选用硅烷，偶联剂选用钛酸酯。复合精细硫酸钡的制造步骤包括重金石破碎与筛分、选矿提纯、超细粉碎与精细分级、混合配料和表面改性处理。本发明复合精细硫酸钡具有防辐射、耐候性、耐腐蚀性和稳定性好的特点，可广泛应用于涂料油漆、油墨颜料、塑料、橡胶、造纸陶瓷、纺织化纤、玻璃和密封材料等。

Description

复合精细硫酸钡及其制造方法

技术领域

本发明涉及无机非金属矿粉，尤其是一种硫酸钡粉末，其广泛适用于油漆涂料、油墨颜料、塑料和橡胶等。

背景技术

硫酸钡可用作涂料油漆、油墨、塑料、橡胶及玻璃填充剂，可作防辐射线的防护壁材，还用于陶瓷、搪瓷、香料和颜料等行业。

目前国内生产硫酸钡的技术方法有：

①重金石直接磨法：就是原生矿经过人工洗选、手选、筛分、破碎，这些比较粗糙的物理法，使得硫酸钡含量和白度比较低，细度比较粗，不规则，不均匀，分散性很差，易沉淀。

②芒硝黑灰法：硫酸钡原料与除去钙、镁后的芒硝溶液混合于90℃进行反应，生成硫酸钡沉淀，沉淀物经抽滤、水洗和酸洗后，用硫酸调节ph值至5-6，再经过过滤、干燥、粉碎，才得到成品沉淀硫酸钡。这种生产方法含量和白度是比较高，但是化学合成容易造成环境污染，操作流程多，销售价格很贵，导致用户用后成本高，细度不够细化，不够均匀，光泽度不够高。

发明内容

针对以上现有技术的不足，本发明的目的是提供一种生产成本低、工艺简单、纯物理生产、环保和适合工业化生产的复合精细硫酸钡及其制造方法。

本发明的目的是通过采用以下技术方案来实现的：先由重金石破碎和筛分及经过选矿提纯而得的含量和白度在95%左右、再经过超细粉碎与精细分级而成的3-20微米的硫酸钡颗粒，按重量比为6:1-12：:1与高岭土充分混合，最后加入少量表面改性剂硅烷和偶联剂钛酸酯而制成。硫酸钡颗粒与高岭土的重量比优选为9:1。

复合精细硫酸钡的制造工艺步骤如下：

1.重金石破碎与筛分

选用重晶石原矿大小150*250mm，含量≥90%和白度≥90%的硫酸钡，通过机械将其破碎与筛分，破碎与筛分需要反复操作，让产品粒度控制在3-8mm之间；

2.选矿提纯

将3-8mm颗粒反复经过跳汰机操作精选出含硫酸钡比较多的矿粒，含量和白度控制在95%左右。

3.超细粉碎与精细分级

将精细选过的硫酸钡颗粒通过气流磨与超细分级机组成的工艺设备，进行超微细粉碎与分级，使得颗粒达到d97=3-5mm；

4.混合配料

把超细粉碎好的硫酸钡和白度95%以上，d97=3um的煅烧高岭土，放入锥形双螺旋混合机，按照0.9吨硫酸钡放入0.1吨高岭土的比例，需要1小时在混合机中进行高速搅拌，剪切，对流，扩散等复合运动，从而达到混合的目的；

5.表面改性处理

把搅拌好的复合硫酸钡放入加热反应釜，加入表面改性剂硅烷和钛酸酯偶联剂，温度控制300度，反应90分钟，让表面改性剂充分包覆在复合硫酸钡表面。

本发明的有益效果是：相对于现有技术，本发明的复合精细硫酸钡具有超微细高白度的无机粉体，由于经过复合和改性处理，本身具备了防辐射、耐候性、耐腐蚀性和稳定性好等特点，还具备分散性、阻燃性、光泽度、着色力、消色力都比较强的特点。特别是用于涂料油漆、油墨颜料上，不仅解决了由于硫酸钡比重大易沉淀、分散性差，着色力消色力低、不能充分发挥硫酸钡的性能而使得成本高的问题，还带来光泽度好，环保阻燃防辐射等优点。

附图说明

下面结合附图与具体实施例对本发明作进一步说明：

图1是本发明的工艺流程图。

具体实施方式

复合精细硫酸钡，包括硫酸钡和高岭土，所述硫酸钡是由重金石破碎和筛分，经过选矿提纯得到含量和白度均在90%以上，再经过超细粉碎与精细分级而成的3-20微米的硫酸钡颗粒，然后按重量比6:1-12:1与高岭土充分混合，最后加入少量表面改性剂和偶联剂混合而成。

本实施例中，所述经过选矿提纯得到的硫酸钡的含量和白度在93%-98%之间，优选95%左右；所述表面改性剂是硅烷，偶联剂是钛酸酯；所述硫酸钡和高岭土的重量比优选9:1。

如图1所示，复合精细硫酸钡的制造方法包括以下步骤：

1.重金石破碎与筛分

选用重晶石原矿大小150*250mm，硫酸钡（含量≥90%，白度≥90%）通过机械物理，将其破碎与筛分，根据重金石的硬度一般选用颚式破碎机复摆式或者圆锥破碎机中间型，矿石从破碎腔开始通常共受到三四次以上的压碎作用后排出机外，送到自定中心振动筛上，利用主轴旋转时的偏心作用使筛框作圆周振动，使得破碎颗粒筛分成若干不同大小，为了产品粒度精确性和粉碎效率，破碎与筛分需要反复操作，让产品粒度控制在3-8mm之间。

2.选矿提纯

采用重选，矿粒之间的密度差越大，越易于分选，越小越难分选的这种情况，选用旁动隔膜跳汰机或者梯形跳汰机，由于硫酸钡的比重是4.3-4.7g/cm³，相对于重金石矿内其他非金属矿的比重，硫酸钡的比重最大，从而将3-8mm颗粒反复经过跳汰机操作精选出含硫酸钡比较多的矿粒，这样大大提高了硫酸钡的含量和白度，含量和白度能控制在95%左右。

3.超细粉碎与精细分级

气流磨可加工到d97=3-5um的产品，粉碎过的产品具有粒度分布较均匀，颗粒表面比较光滑，形状规则，白度高，活性大等特点，目前气流磨主要有圆盘式，循环管式，对喷式等数十种规格的设备，都是利用高速气流（300-500m/s）或过热蒸汽（300-400℃）的能量，对固体物料进行超细粉碎。除了超细粉碎作业以外还须配置精细分级作业，精细分级作业主要有两个作用：①确保产品的粒度分布满足用户的需要。②提高超细粉碎作业的效率。如果不进行分级，粉碎时间越长，使得颗粒越小越容易团聚，所以需要及时的将满足用户要求的粉体分离出来，提高了作业效率，目前精细分级机有ATP型超微细分级机和LHB型分级机等。将精细选过的硫酸钡颗粒通过气流磨与超细分级机组成的工艺设备，进行超微细粉碎与分级，使得颗粒达到d97=3-5mm满足客户各种对细度的要求。

4.混合配料

把超细粉碎好的硫酸钡和白度95%以上，d97=3um的煅烧高岭土，放入锥形双螺旋混合机，按照0.9吨硫酸钡放入0.1吨高岭土的比例，需要1小时在混合机中进行高速搅拌，剪切，对流，扩散等复合运动，从而达到混合的目的。

5.表面改性处理

把搅拌好的复合硫酸钡放入干法表面改性设备SLG型连续粉体表面改性机反应釜，加入表面改性剂硅烷，钛酸酯偶联剂，温度控制300度，反应90分钟，让表面改性剂充分包覆在复合硫酸钡表面，使得产品具有分散性，光泽度和耐候性都比较好。

6.包装

把合格品包装25kg/袋。

本方法生产的复合硫酸钡具有超微细高白度的无机粉体，由于经过复合和改性处理，本身具备了防辐射、耐候性、耐腐蚀性、稳定性好等特点，还具备分散性、阻燃性、光泽度、着色力、消色力都比较强的特点。其广泛适用于涂料油漆、油墨颜料、塑料橡胶、造纸陶瓷、纺织化纤、玻璃和密封材料等。特别是用于涂料油漆、油墨颜料上，不仅解决了由于硫酸钡比重大易沉淀、着色力消色力低、不能充分发挥硫酸钡的性能而使得成本高的问题，还带来光泽度好，环保阻燃防辐射等优点，使用本发明复合精细硫酸钡后能提高产品的档次。

Claims (6)

1.一种复合精细硫酸钡，包括硫酸钡和高岭土，其特征是：所述硫酸钡是由重金石破碎和筛分，经过选矿提纯得到含量和白度均在90%以上，再经过超细粉碎与精细分级而成的3-20微米的硫酸钡颗粒，然后按重量比6:1-12:1与高岭土充分混合，最后加入少量表面改性剂和偶联剂混合而成。

2.根据权利要求1所述的复合精细硫酸钡，其特征是：所述经过选矿提纯得到的硫酸钡的含量和白度在93%-98%之间。

3.根据权利要求2所述的复合精细硫酸钡，其特征是：所述硫酸钡的含量和白度均是95%。

4.根据权利要求1或2所述的复合精细硫酸钡，其特征是：所述表面改性剂是硅烷，偶联剂是钛酸酯。

5.根据权利要求1或2所述的复合精细硫酸钡，其特征是：所述硫酸钡和高岭土的重量比优选9:1。

6.一种实现权利要求1所述复合精细硫酸钡的制造方法，其特征是它包括下述步骤：

（1）重金石破碎与筛分

选用原矿大小150*250mm的重晶石，其中硫酸钡的含量和白度均≥90%，通过机械将其破碎与筛分，破碎与筛分需要反复操作，让产品粒度控制在3-8mm之间；

（2）选矿提纯

将上述3-8mm颗粒反复经过跳汰机精选出含硫酸钡比较多的矿粒，含量和白度控制在95%左右；

（3）超细粉碎与精细分级

将精细选过的硫酸钡颗粒通过气流磨与超细分级机组成的工艺设备，进行超微细粉碎与分级，使得颗粒达到d97=3-5mm；

（4）混合配料

将上述步骤获得的硫酸钡与d97=3um的煅烧高岭土，放入锥形双螺旋混合机，按照0.9吨硫酸钡放入0.1吨高岭土的比例，需要1小时在混合机中进行高速搅拌、剪切、对流、扩散复合运动；

（5）表面改性处理

把搅拌好的复合硫酸钡放入加热反应釜，加入表面改性剂硅烷和钛酸酯偶联剂，温度控制在300℃，反应90分钟，让表面改性剂充分包覆在复合硫酸钡的表面。