CN207204336U - 控制钛白粉成品碳含量稳定的气流粉碎系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种钛白粉生产设备，具体公开了一种控制钛白粉成品碳含量稳定的气流粉碎系统，包括气流粉碎机，蒸汽管线，进料系统；进料系统包括有机处理剂进料管，基料进料口，基料输送装置；基料经基料输送装置输送至基料进料口完成基料的进料；所述基料输送装置为皮带称，皮带称进料量与有机处理剂流量之间实行连锁控制。本实用新型的优点是：1)提出了现有气流粉碎系统存在的问题：基料进料量的波动导致成品碳含量波动；2)提供了一种气流粉碎系统，该系统能保证整个气流粉碎过程中基料进料与有机助剂进料的协同性，稳定成品碳含量，进而提高钛白粉产品品质；3)设备结构简单，易于在产业上实施。

Description

控制钛白粉成品碳含量稳定的气流粉碎系统

技术领域

本实用新型涉及一种钛白粉生产设备，尤其是一种钛白粉后处理设备。

背景技术

钛白粉的生产方法分为硫酸法和氯化法，不管是采用哪种方法，都要对最后制得的粗二氧化钛进行各种后处理以弥补它的光活性缺陷，并改变它的表面性质。后处理包括预粉碎，砂磨，分级，无机和有机表面包膜处理，过滤，干燥、气流粉碎和计量包装等，从而获得表面性质好，高白度，分散性高的金红石型二氧化钛成品。

颜料用二氧化钛最重要的作用在于它被分散在介质中和涂在表面上(用作涂料)时的不透明性，这是二氧化钛主要的光学性能。与不透明性在不同程度上相互关联的重要光学性能是亮度、白度、色相、着色力和遮盖力。二氧化钛的不透明性很大程度上取决于两种首要的特性，即折射率和颗粒特性，颗粒特性包括粒度、粒度分布和颗粒形状。另外，二氧化钛在各种介质和设备中的分散能力也是很重要的因素。因为，在大多数情况下颜料的光学性能能否充分显现出来，还取决于二氧化钛的分散性如何，而分散性往往又和颗粒特性及表面性质密切相关。

钛白粉对粒度及粒度分布，纯度要求非常高，一般钛白粉的制取粒径是按可见光的波长一半为标准的，即在150nm～350nm。并且作为白色基础颜料，对杂质特别是铁类杂质的增加非常敏感，要求粉碎时增加量小于5ppm。除此之外，还要求钛白粉在不同的涂料体系中具有良好的分散性。因此，一般的机械式粉碎设备难以达到要求，所以钛白粉的最终粉碎(成品粉碎)，目前国内外均选用气流粉碎机。根据钛白粉的粉碎要求：粒度分布窄、夹杂增加少、分散性好等，及钛白粉物料特性：粘度高、流动性差、粒度细容易附壁等，目前国内外钛白生产厂家均选用具有自分级功能的扁平式气流粉碎机作为钛白粉的最终粉碎设备。并且使用过热蒸汽为粉碎工质。因蒸汽易得、便宜，蒸汽工质的压强比压缩空气高得多且也易提高，因而蒸汽气流动能比压空大。同时过热蒸汽的洁净度比压空高，粘度低、不带静电，而且粉碎的同时，可以消除物料因碰撞、摩擦而产生的静电，减少粉后物料的二次内聚现象。并且，在高温状况下粉碎，可提高钛白粉的应用分散性，增加钛白粉的流动性。使用过热蒸汽能耗低，仅为压缩空气的30％～65％。

在气流粉碎过程中，通常会加入一定量的有机处理剂对钛白粉进行表面有机改性，主要是改进钛白在各种介质中的分散性能，其机理是改变钛白的表面性质。有机处理剂和钛白颗粒表面的连接主要有二种方式，一种是物理吸附，另一种方式是化学吸附，即它与钛白表面的羟基反应而连接起来，使钛白变为憎水而亲油。常见的有机处理剂有TMP(三羟甲基丙烷)， TME(三羟甲基乙烷)，聚乙二醇，三乙醇胺，聚硅氧烷，硅烷等。

有机处理剂的添加量一般在0.5～5.0kg/t.TiO₂，加入方法是将有机处理剂采用脱盐水配置成40～60％的水溶液，气流粉碎机内部极短时间内完成粉碎，分级，分离，袋滤器收尘等到产品。其典型步骤如下：

(1)将由传统方法(通常为硫酸法或氯化法)制得的粗二氧化钛送入后处理工序，依次经过预粉碎，砂磨，分级，无机和有机表面包膜处理，过滤，干燥后得到基料。

(2)启动气流粉碎设备，利用过热蒸汽对气流粉碎设备进行充分预热，除水，干燥；

(3)预热结束后，启动基料进料设备，往气流粉碎机的粉碎腔中输送基料，同时打开有机处理剂进料管使有机处理剂进入粉碎腔中进行气流粉碎；

(4)待收尘系统正常出料后，收集产品。

实用新型内容

为提高钛白粉产品的分散性能，得到品质稳定的钛白粉产品，本实用新型提供了一种控制钛白粉成品碳含量稳定的气流粉碎系统。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：控制钛白粉成品碳含量稳定的气流粉碎系统，包括气流粉碎机，蒸汽管线，进料系统；所述进料系统包括有机处理剂进料管，基料进料口，基料输送装置，基料经基料输送装置输送至基料进料口完成基料的进料；其特征在于：所述基料输送装置为皮带称，皮带称单位时间进料量与有机处理剂流量之间实行连锁控制。

发明人认为，目前影响钛白粉分散性能及产品质量稳定性的主要原因在于基料输送量的波动性以及钛白粉产品对碳含量波动的敏感性。具体来讲，固体半成品粉料(及基料)本身存在计量难的问题，因此在传统的运用螺旋输送机对基料进行输送的过程中基料的单位时间进料量很容易发生上下波动。且由于每吨基料加入的有机处理剂的量只有0.5～5kg，占总重量的0.05～0.5％，基料进料量的波动会直接导致有机处理剂添加过量或添加量偏低，从而导致钛白粉成品的碳含量不稳定不均匀；如加量偏低，使得钛白粉分散性变差。如果添加量偏多，一方面导致生产成本升高，另一方面导致下游如涂料的VOC增大，遮盖力下降等质量问题。

因此为了确保在整个气流粉碎的过程中，有机处理剂都能与基料均匀的混合，发明人设计了本发明的气流粉碎系统。该气流粉碎系统的进料系统采用了皮带称，通过皮带称对基料的进料量进行实时监控，并通过建立连锁控制系统在皮带称单位进料量产生变化的同时自动调节有机助剂的单位进料量，使二者始终保持固定的比例进料，实现将产品碳含量维持在稳定水平。所述连锁控制的方式可采用PLC控制系统(可编程逻辑控制器)来实现。

作为本实用新型的进一步改进，所述进料系统还包括与气流粉碎机内部腔室连通的进料 长管，有机处理剂进料管与基料进料口均设置于进料长管上，进料长管端口处为送料蒸汽进口。本方案中通过流经进料长管的送料蒸汽即可将有机处理剂和基料一并带入气流粉碎机腔室中，使得基料和有机处理剂在进料长管中即发生预混合，进一步提高二者混合的均匀性。

本实用新型的有益效果是：1)提出了现有气流粉碎系统存在的问题：基料进料量的波动导致成品碳含量波动；2)提供了一种气流粉碎系统，该系统能保证整个气流粉碎过程中基料进料与有机助剂进料的协同性，稳定成品碳含量，进而提高钛白粉产品品质；3)设备结构简单，易于在产业上实施。

附图说明

图1是本实用新型的结构示意图。

图中标记为：1-气流粉碎机，2-蒸汽管线，3-进料系统，4-有机处理剂进料管，5-基料进料口，6-皮带称，7-计量泵，8-进料长管。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本实用新型进一步说明。

如图1所示，本实用新型的控制钛白粉成品碳含量稳定的气流粉碎系统，包括气流粉碎机1，蒸汽管线2，进料系统3；所述进料系统3包括与气流粉碎机1内部腔室连通的进料长管8，进料长管8端口处为送料蒸汽进口，有机处理剂进料管4与基料进料口5均设置于进料长管8上；有机处理剂进料管4上设置有计量泵7，基料经皮带称6输送至基料进料口5完成基料的进料，皮带称6进料量与有机处理剂流量之间通过PLC系统实行连锁控制。

实施例：

如图1所示，采用本实用新型的气流粉碎系统对基料进行气流粉碎：气流粉碎机1及收尘系统用过热蒸汽预热至系统稳定，把三羟甲基丙烷配置成300g/L的溶液，成品碳含量按0.2％控制，皮带秤6的进料量按4t/h控制，按碳含量要求和有机助剂的浓度计算出有机助剂的流量为49.7L/h，皮带秤6进料量与有机助剂的比为80.5t钛白粉/m³助剂溶液。然后同时开启位于进料长管8上的基料进料口5和有机处理剂进料管4。通过皮带称6将基料送入进料长管8，同时通过计量泵7向进料长管8中注入有机处理剂，有机处理剂和基料随送料蒸汽进入粉碎腔中。皮带称6进料量与有机处理剂流量之间通过PLC系统实行连锁控制，当皮带秤6进料量波动时，有机助剂会跟随着调节。送料蒸汽流量为2m³/h，粉碎蒸汽流量为6m³/h。每隔半小时检测一次碳含量，检测结果见下表。

Claims (4)

1.控制钛白粉成品碳含量稳定的气流粉碎系统，包括气流粉碎机(1)，蒸汽管线(2)，进料系统(3)；所述进料系统(3)包括有机处理剂进料管(4)，基料进料口(5)，基料输送装置；基料经基料输送装置输送至基料进料口(5)完成基料的进料；其特征在于：所述基料输送装置为皮带称(6)，皮带称(6)单位时间进料量与有机处理剂流量之间实行连锁控制。

2.根据权利要求1所述的控制钛白粉成品碳含量稳定的气流粉碎系统，其特征在于：皮带称(6)进料量与有机处理剂流量之间通过PLC系统实行连锁控制。

3.根据权利要求1所述的控制钛白粉成品碳含量稳定的气流粉碎系统，其特征在于：所述有机处理剂进料管(4)上设置有计量泵(7)。

4.根据权利要求1～3中任一权利要求所述的控制钛白粉成品碳含量稳定的气流粉碎系统，其特征在于：所述进料系统(3)还包括与气流粉碎机(1)内部腔室连通的进料长管(8)，有机处理剂进料管(4)与基料进料口(5)均设置于进料长管(8)上，进料长管(8)端口处为送料蒸汽进口。