CN113058465A - 一种钛白粉包膜罐、分布式进料器及加料方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种钛白粉包膜罐，用于该钛白粉包膜罐的分布式进料器，以及钛白粉无机表面处理剂均匀加料方法，分布式进料器包括分布板、轴隔离板和分区隔板，其中，所述分布板的中心具有轴孔，所述轴隔离板沿所述轴孔边缘向上延伸；所述分区隔板为至少两个，且所述分区隔板的首端连接所述轴隔离板，所述分区隔板的末端延伸至所述分布板的外边缘，将所述分布板分隔为至少两个分布区。通过设置分区分布式进料器，将待加入物料分区投放，可以根据待加入物料的性质和加入量合理分配不同面积和孔径的分布区，从而实现均匀且匀速给料，并且，在分布板设置轴孔，在加料过程中保持搅拌，从而进一步保证加入物料混合均匀，保证物料包覆的均匀性。

Description

一种钛白粉包膜罐、分布式进料器及加料方法
技术领域
本发明涉及钛白粉生成技术领域，尤其涉及一种钛白粉包膜罐，用于该钛白粉包膜罐的分布式进料器，以及钛白粉无机表面处理剂均匀加料方法。
背景技术
钛白粉是一种重要的工业原料，它在涂料、塑料、油墨、造纸等行业中有大量的应用。无机表面处理是钛白生产中的重要环节，无机表面处理的效果好坏对钛白产品的颜料性能和应用性能都有重要的影响。钛白粉的无机表面处理效果除了与表面处理工艺本身有关外，还和加料均匀性有直接的关系。常规无机表面处理剂加料过程是通过管道按照一定流速直接加入到表面处理罐中的，这种加料方法存在表面处理剂进入钛白浆料体系的瞬间局部浓度过大，导致包覆不均匀的技术问题。
基于此，现有技术仍然有待改进。
发明内容
为解决上述技术问题，本发明实施例提出一种钛白粉包膜罐，用于该钛白粉包膜罐的分布式进料器，以及钛白粉无机表面处理剂均匀加料方法。以解决现有技术包覆膜局部浓度过大的技术问题。
一方面，本发明实施例所公开的一种分布式进料器，包括分布板、轴隔离板和分区隔板，其中，
所述分布板的中心具有轴孔，所述轴隔离板沿所述轴孔边缘向上延伸；
所述分区隔板为至少两个，且所述分区隔板的首端连接所述轴隔离板，所述分区隔板的末端延伸至所述分布板的外边缘，将所述分布板分隔为至少两个分布区。
进一步地，各个所述分布区的大小比例由该分布区内加入物料的加料流速决定。
进一步地，分布区内待加入物料的加料流速与该分布区所占的面积正相关。
进一步地，沿所述分布板的外周向轴孔方向，所述分布板的高度逐渐降低。
进一步地，所述分布板与水平面的夹角为5°-10°。
进一步地，还包括围合隔板，所述围合隔板沿所述分布板的外周边缘向上延伸，并且，所述分区隔板的末端连接至所述围合隔板。
进一步地，所述分布区内的分布孔的孔径大小根据待加入物料的性质确定，且所述分布孔的孔径为5-30mm。
另一方面，本发明实施例还公开了一种钛白粉包膜罐，包括罐体，搅拌轴，以及上述的分布式进料器，所述分布式进料器置于所述罐体内，所述分布板的外边缘固定连接所述罐体内壁，所述搅拌轴穿过所述轴孔。
进一步地，所述分布板的底端与所述罐体内最高液位线的高度差为300mm以上。
第三方面，本发明实施例还公开了一种钛白粉无机表面处理剂均匀加料方法，将分布板由中心向边缘径向分区，所述分布区的大小比例由分布区内加入无机表面处理剂的加料流速决定。
采用上述技术方案，本发明至少具有如下有益效果：
本发明提供的钛白粉包膜罐，用于该钛白粉包膜罐的分布式进料器，以及钛白粉无机表面处理剂均匀加料方法，通过设置分区分布式进料器，将待加入物料分区投放，可以根据待加入物料的性质和加入量合理分配不同面积和孔径的分布区，从而实现均匀且匀速给料，并且，在分布板设置轴孔，在加料过程中保持搅拌，从而进一步保证加入物料混合均匀，保证物料包覆的均匀性。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明一实施例所公开的一种钛白粉包膜罐的结构示意图；
图2为本发明一实施例所公开的一种分布式进料器的结构示意图。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，以下结合具体实施例，并参照附图，对本发明实施例进一步详细说明。
需要说明的是，本发明实施例中所有使用“第一”和“第二”的表述均是为了区分两个相同名称非相同的实体或者非相同的参量，可见“第一”“第二”仅为了表述的方便，不应理解为对本发明实施例的限定，后续实施例对此不再一一说明。
如图1，图2所示，本发明一些实施例公开了一种钛白粉包膜罐，包括罐体2，搅拌轴5和分布式进料器1，所述分布式进料器1置于所述罐体2内，所述分布板11的外边缘固定连接所述罐体2内壁，所述搅拌轴5穿过所述轴孔16。通过罐体2上部将表面处理剂等物料加入至分布式进料器1内，通过分布式进料器1进行进料，在进料的同时，由分布式进料器1中部穿过的搅拌轴5带动搅拌桨持续搅拌，以保证进入罐体2内的物料及时与罐体2内物料混合均匀。
本实施例中，分布式进料器1可包括分布板11、轴隔离板12和分区隔板13，其中，轴孔16可以设置在分布板11的中心，分布板11大致可成圆环状，所述轴隔离板12沿所述轴孔16边缘向上延伸；所述分区隔板13为至少两个，且所述分区隔板13的首端连接所述轴隔离板12，所述分区隔板13的末端延伸至所述分布板11的外边缘，将所述分布板11分隔为至少两个分布区17。分区隔板13可以与罐体2内壁具有一定空隙，也可以固定连接，本实施例中分区隔板13的末端直接与罐体2内壁固定连接，以保持相邻分布区17(分区)的有效隔离。
在一些实施例中所公开的钛白粉包膜罐中，分布式进料器1的各个所述分布区17的大小比例由该分布区17内加入物料的加料流速决定。一般地，分布区17内待加入物料的加料流速与该分布区17所占的面积正相关。即物料的流速越快，则需要的分区面积就越大。
本发明一些实施例所公开的钛白粉包膜罐中，分布式进料器1的分布板11具有一定角度设置，具体地，可沿所述分布板11的外周向轴孔16方向，所述分布板11的高度逐渐降低。优选地，所述分布板11与水平面的夹角为5°-10°。分布板11由边缘向中心逐渐倾斜，可以使得物料在分布板11平面上有一定的流动性，从而使得其更稳定且分散地的进入罐体2内壁。
本发明一些实施例所公开的钛白粉包膜罐中，在上述实施例的基础上，分布式进料器1还设置有围合隔板14，所述围合隔板14沿所述分布板11的外周边缘向上延伸，并且，所述分区隔板13的末端连接至所述围合隔板14。这样，相邻的两个分区隔板13、围合隔板14和轴隔离板12共同形成一个筒状分布区17(在不设置围合隔板14时，可通过将分布板11的外周边缘连接至罐体2内壁，以罐体2内壁来代替围合隔板14)，一般地，由于分布板11呈环状，则个筒状分布区17的水平方向的截面应为扇形，该扇形的面积的大小由进入该分布区17内的物料的流速和其他物料的流速的比值确定。
例如，有N个分布区17，第1个分布区17横截面积：第2个分布区17横截面积：……：第N个分布区17横截面积可以等于第1个分布区17物料的加料流速：第2个分布区17物料的加料流速：……：第N个分布区17物料的加料流速，如图2所示，共有5个分布区，适于五种不同物料加料控制。
本发明一些实施例所公开的钛白粉包膜罐中，罐体2上部设置罐盖3，灌盖上开设若干共物料管道通过的管孔，分布式进料器1置于该罐盖3下方。分布式进料器1可以通过分布板11的外边缘固定连接罐体2内壁，还可以通过将分布式进料器1的任何位置与罐体2或罐盖3的任意位置固定连接，从而实现分布式进料器1和罐体2之间位置的固定。具体地，可以将分布式进料器1的轴隔离板12顶部与罐盖3底部连接起来，或者将分布式进料器1的围合隔板14与罐体2内壁固定连接。
本发明一些实施例所公开的钛白粉包膜罐中，由于无机表面处理剂有多为碱性或酸性溶液，因此分布器材料应使用耐酸碱的材料，如聚四氟乙烯，改性PP等，其厚度能够承受包膜剂冲击为准，约在10mm～30mm。隔板分割区域大小可按不同表面处理剂加料流速大小比例分配；分布器孔径大小根据表面处理剂的性质调整，粘度较小，不易堵料的表面处理剂对应位置分布孔15孔径可以较小5～10mm即可，粘度较大，容易堵料的表面处理剂对应区域分布孔15孔径适当增大孔径10～30mm。分布器在包膜罐的安装位置要保持在体系液面300mm以上，以免搅拌过程钛白浆料进入到分布器中。进料器可通过直接焊接在锅壁、放在锅壁焊接支架上或挂吊在锅口边缘上等常规固定方式安装。各种无机包膜剂进料管道4连接到分布器对应位置。
实施例1(单铝包膜)
由于单铝包膜只涉及三种(一种酸性原料(硫酸铝溶液、硫酸或盐酸)，一种碱性原料(偏铝酸钠溶液或氢氧化钠溶液)，一种分散剂)原料，根据包膜工艺的不同，含铝原料可以是酸性或碱性包膜剂中的一种(硫酸铝与氢氧化钠搭配、硫酸与偏铝酸钠搭配)，也可以是酸性和碱性均为含铝溶液(硫酸铝与偏铝酸钠搭配)。本实施例以100g/l(Al2O3计)的硫酸铝溶液作为酸性原料，加料流速为1.5m3/h，以100g/l(Al2O3计)的偏铝酸钠做为碱性原料，加料流速为1.5m3/h、以100g/l硅酸钠(SiO2计)作为分散剂，加料流速为0.38m3/h。因此，可按如下方式进行实施：
在表面处理罐(即钛白粉包膜罐)锅盖(即罐盖)下面适当位置安装由隔膜分割成三个区域的带孔的分布式进料器。
分布器材料使用耐酸碱的材料使用聚四氟乙烯。
通常单铝包膜的酸性原料和碱性加料时间相当，流速接近，分散剂加量较少，流速较慢，因此，隔板分割区域大小可按硫酸铝：偏铝酸钠：硅酸钠＝4:4:1比例分配；
分散剂和酸性表面处理(酸性原料)剂粘度较小、不易堵料的表面处理剂对应位置孔径按5mm开孔，碱性含铝包膜剂(即碱性原料)常用偏铝酸钠，其粘度较大、容易堵料对应区域孔径按20mm开孔。
分布器安装在包膜罐体系最大液面300mm以上的位置，以免搅拌过程钛白浆料进入到分布器(即分布式进料器)中。
将酸性和碱性两种表面处理剂溶液进料管道连接到隔板分开的分布器对应位置上。
实施例2(锆铝包膜)
由于锆铝包膜涉及四种(分散剂+含锆溶液+铝盐溶液+pH调节剂)原料，因此按照本发明具体实施如下：
在表面处理罐锅盖下面适当位置安装由隔膜分割成四个区域的带孔的分布式进料器；
分布器材料应使用耐酸碱的材料使用聚四氟乙烯。
由于铝包膜量较高加料速度较大，其次是锆盐溶液(100g/l硫酸锆溶液)，分散剂(100g/l六偏磷酸钠溶液)加量很少加料速度较小，pH调节剂仅用于调节，因此，隔板分割区域大小可按偏铝酸钠溶液：硫酸铝溶液：硫酸锆溶液：硫酸锆溶液：分散剂＝3:3:2:1比例分配；
酸性铝盐(100g/l硫酸铝溶液)表面处理剂粘度较小、不易堵料，对应位置孔径按5mm开孔，碱性含铝包膜剂(100g/l偏铝酸钠溶液)，其粘度较大、容易堵料对应区域孔径按20mm开孔，硫酸锆容易水解造成堵塞，孔径大小按30mm开孔，分散剂(六偏磷酸钠溶液)不易堵料，对应位置孔径按5mm开孔。
分布器安装在包膜罐体系最大液面300mm以上的位置，以免搅拌过程钛白浆料进入到分布器中。
将各个原料的进料管道连接到隔板分开的分布器对应位置上。
实施例3(硅铝包膜)
由于硅铝包膜涉及四种(分散剂+硅酸钠溶液+铝盐溶液+pH调节剂)原料，因此按照本发明具体实施如下：
在表面处理罐锅盖下面适当位置安装由隔膜分割成四个区域的带孔的分布式进料器；
分布器材料应使用耐酸碱的材料使用聚四氟乙烯。
通常铝包膜量(偏铝酸钠溶液)较高加料速度较大，硅酸钠溶液加量根据不同应用需要有高有低，分散剂(100g/l六偏磷酸钠溶液)加量很少加料速度较小，pH调节剂(本例使用20％硫酸溶液)仅用于调节，隔板分割区域大小可按偏铝酸钠溶液：硅酸钠溶液：硫酸溶液：六偏磷酸钠溶液＝3:3:3:1比例分配；
20％硫酸溶液和100g/l六偏磷酸钠溶液粘度较小、不易堵料，对应位置孔径按10mm开孔，偏铝酸钠溶液和硅酸钠溶液，粘度较大、容易堵料对应区域孔径按25mm开孔。
分布器安装在包膜罐体系最大液面300mm以上的位置，以免搅拌过程钛白浆料进入到分布器中。
将进料管道连接到隔板分开的分布器对应位置上。
上述3个实施例常用无机表面处理工艺使用分布式加料前后，实施效果对比情况见表1。
表1采用分布式加料器前后产品中表面处理元素波动范围合格率
Figure BDA0002995321750000081
从表1可见，采用本发明的分布式加料方式后，产品中表面处理元素波动范围合格率均有明显提升，表明包覆均匀性显著提高。
综上所述，本发明实施例所公开的钛白粉包膜罐，用于该钛白粉包膜罐的分布式进料器，以及钛白粉无机表面处理剂均匀加料方法，加料过程中将来自管道的表面处理剂由分散的小孔分散加入到体系中，大幅度降低体系局部浓度，从而提高包膜层二氧化钛表面包覆的均匀性。可以有效减少表面处理加料过程局部浓度过大而导致的包覆不均匀的问题，提高产品的颜料性能和应用性能，促进钛白产品质量的稳定和提升。
需要特别指出的是，上述各个实施例中的各个组件或步骤均可以相互交叉、替换、增加、删减，因此，这些合理的排列组合变换形成的组合也应当属于本发明的保护范围，并且不应将本发明的保护范围局限在所述实施例之上。
以上是本发明公开的示例性实施例，上述本发明实施例公开的顺序仅仅为了描述，不代表实施例的优劣。但是应当注意，以上任何实施例的讨论仅为示例性的，并非旨在暗示本发明实施例公开的范围(包括权利要求)被限于这些例子，在不背离权利要求限定的范围的前提下，可以进行多种改变和修改。根据这里描述的公开实施例的方法权利要求的功能、步骤和/或动作不需以任何特定顺序执行。此外，尽管本发明实施例公开的元素可以以个体形式描述或要求，但除非明确限制为单数，也可以理解为多个。
所属领域的普通技术人员应当理解：以上任何实施例的讨论仅为示例性的，并非旨在暗示本发明实施例公开的范围(包括权利要求)被限于这些例子；在本发明实施例的思路下，以上实施例或者不同实施例中的技术特征之间也可以进行组合，并存在如上所述的本发明实施例的不同方面的许多其它变化，为了简明它们没有在细节中提供。因此，凡在本发明实施例的精神和原则之内，所做的任何省略、修改、等同替换、改进等，均应包括在本发明实施例的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种分布式进料器，其特征在于，包括分布板、轴隔离板和分区隔板，其中，
所述分布板的中心具有轴孔，所述轴隔离板沿所述轴孔边缘向上延伸；
所述分区隔板为至少两个，且所述分区隔板的首端连接所述轴隔离板，所述分区隔板的末端延伸至所述分布板的外边缘，将所述分布板分隔为至少两个分布区。
2.根据权利要求1所述的分布式进料器，其特征在于，各个所述分布区的大小比例由该分布区内加入物料的加料流速决定。
3.根据权利要求2所述的分布式进料器，其特征在于，分布区内待加入物料的加料流速与该分布区所占的面积正相关。
4.根据权利要求1所述的分布式进料器，其特征在于，沿所述分布板的外周向轴孔方向，所述分布板的高度逐渐降低。
5.根据权利要求4所述的分布式进料器，其特征在于，所述分布板与水平面的夹角为5°-10°。
6.根据权利要求1所述的分布式进料器，其特征在于，还包括围合隔板，所述围合隔板沿所述分布板的外周边缘向上延伸，并且，所述分区隔板的末端连接至所述围合隔板。
7.根据权利要求1所述的分布式进料器，其特征在于，所述分布区内的分布孔的孔径大小根据待加入物料的性质确定，且所述分布孔的孔径为5-30mm。
8.一种钛白粉包膜罐，其特征在于，包括罐体，搅拌轴，以及权利要求1-7任意一项所述的分布式进料器，所述分布式进料器固定在所述罐体内，所述搅拌轴穿过所述轴孔。
9.根据权利要求8所述的钛白粉包膜罐，其特征在于，所述分布板的底端与所述罐体内最高液位线的高度差为300mm以上。
10.一种钛白粉无机表面处理剂均匀加料方法，其特征在于，将分布板由中心向边缘径向分区，所述分布区的大小比例由分布区内加入无机表面处理剂的加料流速决定。
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