CN113088106A - 二氧化钛初品的解聚分散剂及解聚分散方法 - Google Patents

二氧化钛初品的解聚分散剂及解聚分散方法 Download PDF

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赵北东
袁秀香
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Abstract

本发明属于化工领域，具体涉及一种二氧化钛初品高效解聚分散剂及解聚分散方法。本发明所要解决的技术问题是提供一种二氧化钛初品高效解聚分散剂及分散方法。分散剂包括以下重量配比的原料：聚丙烯酸钠﹕硅酸钠﹕脱盐水＝1﹕1﹕980～3﹕3﹕940。分散方法包括以下步骤：将二氧化钛初品和分散剂混合，研磨后过筛，筛下物再研磨，筛下物进行旋流分级后得到无机表面处理用浆料。本发明分散剂和分散工艺分散能力好，所得浆料粘度低、颗粒细。

Description

二氧化钛初品的解聚分散剂及解聚分散方法
技术领域
本发明涉及化工领域，具体涉及一种二氧化钛初品高效解聚分散剂，还涉及二氧化钛初品高效解聚分散工艺。
背景技术
二氧化钛俗称钛白粉，是一种重要的白色颜料，广泛应用于涂料、塑料、油墨、造纸、化纤、陶瓷等各行各业。二氧化钛粒子最佳粒径范围200-350nm，若粒径小，则比表面积大，极易团聚。且二氧化钛粒子表面存在晶格缺陷，当受到紫外光照射时，价带中的电子吸收光子能量，跃迁至导带，在晶格中自由移动，跃迁至导带的电子大部分和空穴发生复合反应，但仍然有小部分的电子和空穴迁移到颗粒表面，分别被粒子表面的Ti4+和OH-捕获，引发周围介质的化学变化，导致漆膜、塑料、纸张等有机成分降解、失光、粉化。因此，作为白色颜料用的二氧化钛粒子均需进行表面处理。
二氧化钛粒子表面处理分为湿法和干法两种，其中湿法应用最多，国内钛白企业基本均为湿法表面处理。不管是硫酸法还是氯化法生产的二氧化钛初品，均为二氧化钛粒子的团聚体，在进行湿法表面处理前，均需进行解聚，保证二氧化钛粒子尽可能的以单颗粒子的形式均匀稳定地分散在水溶液中。二氧化钛初品解聚一般包括：初粉碎、打浆、研磨和分级等工序。氯化法生产的初品粒子相对细小一些，一般不需进行初粉碎，可直接打浆。硫酸法生产的初品均需进行初粉碎，一般采用雷蒙磨或辊压磨进行初粉碎，与雷蒙磨比，辊压磨投资低、维修费用低、能耗低，近几年用得越来越多。辊压磨通过液压作用，对两个辊子施加压力，将二氧化钛初品粉碎和压实，形成片状物料。这种物料采用常规的分散剂和打浆罐进行打浆时，极易沉积到打浆罐底部，浆料浓度低，物料在浆料中无法均匀稳定分散，在转往后续工序时极易堵塞管道，严重影响生产效率和环境，也对后续研磨效果产生重大影响，导致初品解聚效果差，所得浆料筛余物高，浆料分散稳定性差，易团聚。
发明内容
针对现有二氧化钛初品解聚过程中出现浓度低、堵管道、筛余物高、分散稳定性差、生产效率低、解聚效果差、环境污染大等问题，本发明提供了一种二氧化钛初品解聚分散剂及解聚分散方法，提高了产量和质量、降低了单位成本和能耗。
本发明提供了一种二氧化钛初品的解聚分散剂，其包括以下重量配比的原料：聚丙烯酸钠﹕硅酸钠﹕脱盐水＝1﹕1﹕980～3﹕3﹕940。
本发明还提供了一种二氧化钛初品的解聚分散方法，包括以下步骤：
(1)将氯化法二氧化钛初品或经粉碎的硫酸法二氧化钛初品和上述解聚分散剂混合均匀得浆料；
(2)将步骤(1)所得浆料研磨至D90粒径≤1.2μm，然后过100～500目筛网，得到筛下物；
(3)将步骤(2)所得筛下物研磨至D90粒径≤1.0μm，然后过300～800目筛网，得到筛下物；
(4)将步骤(3)所得筛下物进行旋流分级，得到无机表面处理用浆料。
其中，上述二氧化钛初品的解聚分散方法步骤(1)中，所述浆料浓度为800～1500g/L。
其中，上述二氧化钛初品的解聚分散方法步骤(3)中，所述研磨之前的筛下物浓度控制为600～1500g/L。
本发明的有益效果如下：氯化法二氧化钛初品或经雷蒙磨或辊压磨初粉碎后的硫酸法二氧化钛直接加入球磨机进行第一次研磨解聚，直接省去打浆工序，避免出现打浆浓度低和浆料转往下工序时出现堵塞管道等问题，简化工艺，提高生产效率，降低成本，改善环境。用本发明的分散剂不含N、P，利于环保。用本发明的分散剂和分散工艺，所得浆料粘度≤150cP，325目筛余≤0.08％。
具体实施方式
本发明提供了一种二氧化钛初品高效解聚分散剂，所述分散剂中含有聚丙烯酸钠、硅酸钠和脱盐水，所述聚丙烯酸钠、硅酸钠和脱盐水的重量配比为1:1:980～3:3:940。
本发明还提供了一种二氧化钛初品高效解聚分散工艺，所述解聚分散工艺包括以下步骤：向球磨机中添加所述的分散剂，同时添加氯化法二氧化钛初品或经雷蒙磨或辊压磨初粉碎后的硫酸法二氧化钛初品，分散剂和初品的添加量为控制浆料浓度为800～1500g/L；对二氧化钛初品进行第一次研磨解聚至浆料D90粒径≤1.2μm，第一次研磨解聚后的浆料经100～500目筛网过滤后转往储罐，添加水或不加水控制浆料浓度为600～1500g/L，将储罐中的浆料转入砂磨机中进行第二次研磨解聚至浆料D90粒径≤1.0μm，第二次研磨解聚后的浆料经300～800目筛网过滤，将过滤后的浆料转入旋流分级器进行旋流分级，得到能够用于后续无机表面处理用浆料。本发明中，所述浆料浓度以二氧化钛的浓度计。
实施例1
配制分散剂：向一个带搅拌装置的容器中依次添加脱盐水、聚丙烯酸钠和硅酸钠，聚丙烯酸钠、硅酸钠和脱盐水的重量配比为1:1:980，搅拌30min。
向球磨机中添加配制的分散剂，同时添加氯化法二氧化钛初品，对二氧化钛初品进行第一次研磨解聚，研磨前浆料浓度1200g/L，产能6.5t/h，得到浆料D90粒径1.08μm，粘度115cP。第一次研磨解聚后的浆料经325目筛网过滤后转往储罐，将储罐中的浆料转入砂磨机中进行第二次研磨解聚，研磨前浆料浓度950g/L，产能3.2t/h，得到浆料D90粒径0.87μm，粘度125cP。第二次研磨解聚后的浆料经500目筛网过滤，将过滤后的浆料转入旋流分级器进行旋流分级，得无机表面处理用浆料，所得浆料粘度110cP，325目筛余0.03％。浆料粘度测定参照GB/T22235-2008液体黏度的测定。
实施例2
配制分散剂：向一个带搅拌装置的容器中依次添加脱盐水、聚丙烯酸钠和硅酸钠，聚丙烯酸钠、硅酸钠和脱盐水的重量配比为1:1:980，搅拌30min。
向球磨机中添加配制的分散剂，同时添加经辊压磨初粉碎后的硫酸法二氧化钛初品，对二氧化钛初品进行第一次研磨解聚，研磨前浆料浓度1200g/L，产能6.5t/h，得到浆料D90粒径1.12μm，粘度120cP。第一次研磨解聚后的浆料经325目筛网过滤后转往储罐，将储罐中的浆料转入砂磨机中进行第二次研磨解聚，研磨前浆料浓度950g/L，产能3.2t/h，得到浆料D90粒径0.92μm，粘度135cP。第二次研磨解聚后的浆料经500目筛网过滤，将过滤后的浆料转入旋流分级器进行旋流分级，得无机表面处理用浆料，所得浆料粘度115cP，325目筛余0.04％。
实施例3
配制分散剂：向一个带搅拌装置的容器中依次添加脱盐水、聚丙烯酸钠和硅酸钠，聚丙烯酸钠、硅酸钠和脱盐水的重量配比为1:1:980，搅拌30min。
向球磨机中添加配制的分散剂，同时添加经辊压磨初粉碎后的硫酸法二氧化钛初品，对二氧化钛初品进行第一次研磨解聚，研磨前浆料浓度800g/L，产能6.5t/h，得到浆料D90粒径1.15μm，粘度110cP。第一次研磨解聚后的浆料经100目筛网过滤后转往储罐。将储罐中的浆料转入砂磨机中进行第二次研磨解聚，研磨前浆料浓度800g/L，产能3.2t/h，得到浆料D90粒径0.91μm，粘度120cP。第二次研磨解聚后的浆料经500目筛网过滤，将过滤后的浆料转入旋流分级器进行旋流分级，得无机表面处理用浆料，所得浆料粘度115cP，325目筛余0.03％。
实施例4
配制分散剂：向一个带搅拌装置的容器中依次添加脱盐水、聚丙烯酸钠和硅酸钠，聚丙烯酸钠、硅酸钠和脱盐水的重量配比为1:1:980，搅拌30min。
向球磨机中添加配制的分散剂，同时添加经辊压磨初粉碎后的硫酸法二氧化钛初品，对二氧化钛初品进行第一次研磨解聚，研磨前浆料浓度1500g/L，产能6.5t/h，得到浆料D90粒径1.10μm，粘度125cP。第一次研磨解聚后的浆料经325目筛网过滤后转往储罐。将储罐中的浆料转入砂磨机中进行第二次研磨解聚，研磨前浆料浓度1500g/L，产能3.2t/h，得到浆料D90粒径0.84μm，粘度130cP。第二次研磨解聚后的浆料经500目筛网过滤，将过滤后的浆料转入旋流分级器进行旋流分级，得无机表面处理用浆料，所得浆料粘度115cP，325目筛余0.03％。
实施例5
配制分散剂：向一个带搅拌装置的容器中依次添加脱盐水、聚丙烯酸钠和硅酸钠，聚丙烯酸钠、硅酸钠和脱盐水的重量配比为2:2:960，搅拌30min。
向球磨机中添加配制的分散剂，同时添加经辊压磨初粉碎后的硫酸法二氧化钛初品，对二氧化钛初品进行第一次研磨解聚，研磨前浆料浓度1200g/L，产能6.5t/h，得到浆料D90粒径1.09μm，粘度110cP。第一次研磨解聚后的浆料经325目筛网过滤后转往储罐。将储罐中的浆料转入砂磨机中进行第二次研磨解聚，研磨前浆料浓度950g/L，产能3.2t/h，得到浆料D90粒径0.89μm，粘度125cP。第二次研磨解聚后的浆料经500目筛网过滤，将过滤后的浆料转入旋流分级器进行旋流分级，得无机表面处理用浆料，所得浆料粘度115cP，325目筛余0.03％。
实施例6
配制分散剂：向一个带搅拌装置的容器中依次添加脱盐水、聚丙烯酸钠和硅酸钠，聚丙烯酸钠、硅酸钠和脱盐水的重量配比为3:3:940，搅拌30min。
向球磨机中添加配制的分散剂，同时添加经辊压磨初粉碎后的硫酸法二氧化钛初品，对二氧化钛初品进行第一次研磨解聚，研磨前浆料浓度1200g/L，产能6.5t/h，得到浆料D90粒径1.09μm，粘度115cP。第一次研磨解聚后的浆料经325目筛网过滤后转往储罐。将储罐中的浆料转入砂磨机中进行第二次研磨解聚，研磨前浆料浓度950g/L，产能3.2t/h，得到浆料D90粒径0.88μm，粘度125cP。第二次研磨解聚后的浆料经500目筛网过滤，将过滤后的浆料转入旋流分级器进行旋流分级，得无机表面处理用浆料，所得浆料粘度115cP，325目筛余0.02％。

Claims (4)

1.二氧化钛初品的解聚分散剂，其特征在于：包括以下重量配比的原料：聚丙烯酸钠﹕硅酸钠﹕脱盐水＝1﹕1﹕980～3﹕3﹕940。
2.二氧化钛初品的解聚分散方法，其特征在于：包括以下步骤：
(1)将氯化法二氧化钛初品或经粉碎的硫酸法二氧化钛初品和权利要求1所述的解聚分散剂混合均匀得浆料；
(2)将步骤(1)所得浆料研磨至D90粒径≤1.2μm，然后过100～500目筛网，得到筛下物；
(3)将步骤(2)所得筛下物研磨至D90粒径≤1.0μm，然后过300～800目筛网，得到筛下物；
(4)将步骤(3)所得筛下物进行旋流分级，得到无机表面处理用浆料。
3.根据权利要求2所述的解聚分散方法，其特征在于：步骤(1)中，所述浆料浓度为800～1500g/L。
4.根据权利要求2或3所述的解聚分散方法，其特征在于：步骤(3)中，所述研磨之前的筛下物浓度控制为600～1500g/L。
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