CZ284563B6

CZ284563B6 - Rozmělňovací médium s orthokřemičitanem zirkoničitým a způsob mletí

Info

Publication number: CZ284563B6
Application number: CZ952357A
Authority: CZ
Inventors: Thomas Ian Brownbridge; Phillip M. Story
Original assignee: Kerr-Mcgee Chemical Corporation
Priority date: 1994-01-25
Filing date: 1995-01-24
Publication date: 1999-01-13
Also published as: CA2158969A1; EP0690749B1; DE69515935T2; CA2158969C; MX9504066A; ATE191160T1; FI954466A0; TW276208B; AU1690095A; KR960700819A; EP0690749A4; JP2693039B2; EP0690749A1; EP0930098B1; AU671248B2; ZA95590B; CN1042104C; WO1995019846A1; EP0930098A1; ES2190624T3

Abstract

Rozmělňovací médium obsahuje přirozeně se vyskytující písek orthokřemičitanu zirkoničitého charakteri-zovaný hustotou v rozmezí 4 g/cm.sup.3.n. až 6 g/cm.sup.3.n.. Způsob mletí prášku zahrnuje vytvoření mlecí břečky obsahující mlecí médium s přirozeně se vyskytujícím pískem orthokřemičitanu zirkoničitého, který má hustotu v rozmezí od 4 g/cm.sup.3.n. až 6 g/cm.sup.3..n.ŕ

Description

Oblast techniky

Vynález se týká mlecího média a zvláště mlecího média s orthokřemičitanem zirkoničitým.

Dosavadní stav techniky

U nových výrobních operací, jako je například výroba keramických dílů, magnetických médií a barev, je vyžadováno, aby keramický, magnetický, případně barvivový prášek byl co možná nejdokonaleji rozptýlen v konkrétním pojivu, vhodném pro danou výrobu. V důsledku velkého rozptýlení keramických prášků vznikají keramické díly o vyšší hustotě a pevnosti, než je tomu 15 u dílů, které jsou vyrobeny s méně dokonale rozptýlenými tuhými látkami. Schopnosti uchovávání dat u magnetických médií jsou omezeny velikostí částic, a magnetického média s dokonale rozptýleným, jemně mletým práškem dosahují maximální schopnosti úschovy dat. Optické vlastnosti barev, například krycí schopnost, jasnost, barva a trvanlivost jsou silně závislé na dosaženém stupni rozptýlení barviva. U jemně pomletých prášků je požadováno takovéto 20 dokonalé rozptýlení. Obvykle se mlecí přístroje, například kotoučové mlýny, klečové mlýny a/nebo atriční mlýny, používají s mlecím médiem, za účelem výroby takovýchto jemně mletých prášků, v ideálním případě ke snížení velikosti prášku na mezní hodnotu rozmělnění, například na velikost jediného krystalu prášku.

Mletí některých prášků zahrnuje rozdružovací proces, podle kterého musí být přerušeny nebo překonány chemické vazby, například vodíkovými můstky povrchově vázaná vlhkost, Van der Waalsovy a elektrostatické síly, například mezi částicemi, ale také jakékoli další vazby, které udržují částice pohromadě, a to za účelem získání částic vjejich mezním stavu rozmělnění. Jedním z barvivových prášků, který vyžaduje rozdružovací mlecí proces, aby se získal jemně 30 mletý prášek, je oxid titaničitý. Optimální rozptýlení prášku barviva oxidu titaničitého má za následek optimalizované vlastnosti, konkrétně zlepšený lesk, trvanlivost a krycí schopnost.

Rozdružovací proces se nejlépe provádí pomocí mlecího média, charakterizovaného malou velikostí částic, která je nejmenším násobkem skutečné velikosti výsledných částic mletého 35 produktu, která může být ještě účinně oddělena od výsledného prášku. V kontinuálním procesu může být rozmělňovací médium oddělováno od výsledných částic pomocí separačních technologiích na principu hustoty. V typickém zrnovém nebo pískovém mlýnu pracujícím v kontinuálním provozu se separace rozmělňovacího média od produktu může uskutečňovat na základě rozdílů mezi rychlostí usazování, velikostí částic nebo obou parametrů, které existují 40 mezi částicemi rozmělňovacího média a výsledného prášku.

Komerční aplikace procesu mletí obvykle využívají jako rozmělňovací médium křemičitý písek, skleněný zrna, keramická média nebo ocelové broky. Mezi nimi, nízká hustota, přibližně 2,6 g/cm³, u písku a skleněných zrn, a nízká tvrdost skleněných zrn omezují výběr materiálu, 45 který může být mlet pomocí písku nebo skleněných zrn. Využití ocelových broků je omezeno pouze na ty aplikace, kde může být tolerována kontaminace železem, vznikající v důsledku opotřebení ocelových broků během procesu mletí.

Tedy existuje potřeba relativně laciného, netoxického rozmělňovacího média s vysokou 50 hustotou, které je charakterizováno malou velikostí částic, hustotou dostatečně vysokou pro účely separace, aby bylo možné je použít pro mletí velkého rozsahu materiálů, a u kterého nevznikají vedlejší produkty, které by způsobovaly kontaminaci výsledného prášku.

Podstata vynálezu

Vynález se týká relativně levného, hustého a netoxického rozmělňovacího média s přirozeně se vyskytujícím pískem orthokřemičitanu zirkoničitého, který má malou velikost částic a dostatečně velkou hustotu, aby byl vhodný pro rozmělňování širokého spektra materiálů, a při tom nekontaminoval výsledný prášek svými produkty opotřebení, a také způsob mletí prášku pomocí tohoto rozmělňovacího média.

Podle jednoho význaku vynálezu přirozeně se vyskytující písek orthokřemičitanu zirkoničitého je charakterizován hustotou v rozmezí 4 g/cm³ až 6 g/cm³, s výhodou v rozmezí 4,6 až 4,9 g/cm³, nejlépe v rozmezí 4,75 až 4,85 g/cm³.

Jiný význak tohoto vynálezu se týká způsobu mletí prášku, který zahrnuje kroky zajištění výchozího prášku charakterizovaného velikostí částic výchozího prášku a rozmělňovacího média obsahujícího přirozeně se vyskytující písek orthokřemičitanu zirkoničitého, charakterizovaného hustotou rozmělňovacího média v rozmezí od 4,0 do 6,0 g/cm³, a smíchání uvedeného výchozího prášku a rozmělňovacího média s kapalným médiem, čímž se vytvoří mlecí břečka, mletí uvedené mlecí břečky po dobu dostatečnou pro vytvoření výsledné břečky, zahrnující výsledný prášek, který je charakterizovaný požadovanou velikostí částic výsledného prášku a má v zásadě stejné složení jako uvedený výchozí prášek, a oddělení uvedené výsledné břečky od uvedené mlecí břečky.

Úkolem vynálezu je podat rozmělňovací médium s přirozeně se vyskytujícím pískem orthokřemičitanu zirkoničitého.

Dalším úkolem vynálezu je podat způsob mletí prášku pomocí rozmělňovacího média s přirozeně se vyskytujícím pískem orthokřemičitanu zirkoničitého.

Další úkoly, znaky a výhody vynálezu budou odborníkovi zdané oblasti zřejmé po přečtení následujícího popisu výhodných provedení.

Příkladná provedení vynálezu

V tomto popise a následujících nárocích znamená výraz „přirozeně se vyskytující“, že písek orthokřemičitanu zirkoničitého je těžen ve formě písku orthokřemičitanu zirkoničitého o konkrétní velikosti částic a je odlišován od materiálů, které jsou získávány synteticky, vyráběny, nebo jinak uměle člověkem produkovány. Rozmělňovací médium písku orthokřemičitanu zirkoničitého podle vynálezu se v přírodě vyskytuje ve vhodné velikosti a vhodném tvaru, který může být tříděn, aby se získala vhodná frakce pro použití v konkrétní operaci rozmělňování. Těžený písek orthokřemičitanu zirkoničitého je tříděn, aby se pro použití jako rozmělňovací médium izolovala vhodná frakce písku orthokřemičitanu zirkoničitého, a to na základě velikosti částic. V tomto popise a v následujících nárocích znamená výraz „rozmělňovací médium“ materiál, který se umístí do mlecího přístroje, například kotoučového mlýnu, klečového mlýnu nebo atričního mlýnu, spolu s práškem, který má být jemněji pomlet nebo rozdružen, za účelem přenosu střižné síly mlecího přístroje na vyráběný prášek, čímž se mají rozmělňovat částice prášku.

Vynález podává rozmělňovací médium zahrnující přirozeně se vyskytující písek orthokřemičitanu zirkoničitého, který je charakterizovaný hustotou přibližně v rozmezí 4g/cm³ až 6 g/cm³, s výhodou 4,6 g/cm³ až 4,9 g/cm³, a nejlépe v rozmezí od 4,75 do 4,85 g/cm³.

Přirozeně se vyskytující písek orthokřemičitanu zirkoničitého má sklon být jedinou fází, zatímco syntetická keramická zrna orthokřemičitanu zirkoničitého jsou obvykle vícefázové materiály. Povrchové znečisťující látky, jako je například hliník, železo, uran, thorium, a další těžké kovy,

-2 CZ 284563 B6 stejně jako oxid titaničitý, mohou být přítomny na povrchu částic přirozeně se vyskytujícího písku orthokřemičitanu zirkoničitého. Když se jakýmkoli známým způsobem povrchové úpravy odstraní povrchové znečisťující látky, například mytím a tříděním, ukazuje chemická analýza, že zbývající znečisťující látky jsou uvnitř struktury krystalu orthokřemičitanu zirkoničitého a neovlivňují nepříznivě mletý prášek.

Protože hustota přirozeně se vyskytujícího písku orthokřemičitanu zirkoničitého, tak, jak bylo popsáno výše, přesahuje hustotu 3,8 g/cm³, která je charakteristická pro vyráběná zrna orthokřemičitanu zirkoničitého, může být použito rozmělňovací médium s přirozeně se vyskytujícím pískem orthokřemičitanu zirkoničitého o menší velikosti částic než by tomu bylo u vyráběných zrn orthokřemičitanu zirkoničitého, aniž by se písek orthokřemičitanu zirkoničitého vyplavoval z mlecí břečky, a tím ztrácel účinnost jako rozmělňovací médium.

Rozmělňovací médium s pískem orthokřemičitanu zirkoničitého může být charakterizováno velikostí částic, která je nejmenším násobkem velikosti částic konečného produktu, velikosti částic pomletého výsledného prášku, která ještě může být účinně odstraněna z výsledného mletého prášku. Obvykle je velikost částic přirozeně se vyskytujícího písku orthokřemičitanu zirkoničitého větší než 100 mikronů a může být přibližně v rozmezí od 100 mikronů do 1500 mikronů, s výhodou od 100 do 500 mikronů, nejlépe přibližně v rozmezí od 150 do 250 mikronů. Těžený, přirozeně se vyskytující písek orthokřemičitanu zirkoničitého může být proséván pomocí dobře známých technologií, aby se izolovala hrubá frakce písku, která zahrnuje částice o vhodné velikosti pro použití jako účinné rozmělňovací médium.

Rozmělňovacím médiem může být jakékoli kapalné médium kompatibilní s mletým produktem a mlecím procesem a může zahrnovat vodu, olej a jakékoli další organické sloučeniny nebo jejich směsi, a může být kombinováno s přirozeně se vyskytujícím pískem orthokřemičitanu zirkoničitého, aby se vytvořila břečka. Kapalné médium je vybráno v závislosti na mletém produktu. Výsledný mletý prášek může a nemusí být po ukončení mlecího procesu oddělen od kapalného média, avšak rozmělňovací médium se obvykle po ukončení mlecího procesu odděluje od kapalného média.

Pokud je mletým práškem barvivo pro použití v inkoustu nebo barvách na základě oleje, může být kapalným médiem olej, například přirozený olej, jako je tungový olej, lněný olej, sojový olej, tálový olej nebo jejich směsi. Tyto přirozeně se vyskytující oleje mohou být míšeny s rozpouštědly, jako je například lehký benzín, nafta nebo toluol, nebo jejich směsi, které mohou zahrnovat další látky, například rostlinnou gumu, pryskyřici, dispergační prostředky a/nebo vysoušeči činidla. Kapalné médium může také zahrnovat další materiály, používané při výrobě inkoustu nebo barev na základě oleje, například alkydové pryskyřice, epoxydové pryskyřice, nitrocelulózu, melaminy, urethany a silikony.

Pokud je mletým práškem barvivo pro použití v barvách na základě vody, například latexových barvách, může být kapalným médiem voda, případně zahrnující odpěňovací a/nebo dispergační činidla.

Přirozeně se vyskytující písek orthokřemičitanu zirkoničitého a kapalné médium mohou být kombinovány za účelem vytvoření rozmělňovací břečky, která je dále charakterizována svou viskozitou, jež může být přibližně v rozmezí od 1,0 do 10 000 s^_1, s výhodou od 1,0 do 500 s^_1, s výhodou od 1,0 do 500 s“¹, nejlépe od 1,0 do 100 s¹. Obecně je viskozita rozmělňovací břečky dána koncentrací tuhých látek v rozmělňovací břečce, a tedy čím vyšší bude koncentrace tuhých látek rozmělňovací břečky, tím vyšší bude její viskozita a hustota. Neexistuje absolutní horní mez pro viskozitu rozmělňovací břečky, avšak při určité viskozitě je dosaženo bodu, kdy už není zapotřebí žádné rozmělňovací médium, jako je tomu v případě plastů slučovaných v extrudérech, kotoučových mlýnech a podobně bez rozmělňovacího média.

-3CZ 284563 B6

Vynález také podává způsob mletí prášku, který zahrnuje kroky zajištění výchozího prášku charakterizovaného svou velikostí částic, zajištění mlecího média, které zahrnuje přirozeně se vyskytující písek orthokřemičitanu zirkoničitého, charakterizovaný hustotou mlecího média v rozmezí od 4,0 do 6,0 g/cm³, zajištění kapalného média, smísení výchozího prášku s kapalným médiem, aby se vytvořila mlecí břečka, mletí mlecí břečky po dobu dostatečnou, aby se vytvořila výsledná břečka, obsahující výsledný prášek, charakterizovaný požadovanou velikostí výsledného prášku, a mající v podstatě stejné složení jako výchozí prášek, a separaci výsledné břečky obsahující výsledný prášek od mlecí břečky.

Výchozí prášek použitý podle tohoto způsobu podle vynálezu může být aglomerovaný a/nebo agregovaný prášek. Aglomerovaný prášek může být charakterizován svou velikostí částic, která je menší než 500 mikronů a s výhodou bude přibližně v rozmezí od 0,01 do 200 mikronů. Pro prášky barviva oxidu titaničitého je velikost částic aglomerovaného prášku přibližně v rozmezí od 0,05 do 100 mikronů, což může být mleto, aby se přiblížila velikost částic velikosti jednotlivého krystalu oxidu titaničitého.

Výchozí prášek může být také charakterizován svou hustotou, která je přibližně v rozmezí 0,8 do 5,0 g/cm³. Způsob podle vynálezu je vhodný pro organické prášky, které mají typicky hustotu v nižší oblasti výše uvedeného rozmezí, ale také pro anorganické prášky, například oxid titaničitý, uhličitan vápenatý, bentonit nebo kaolin nebo jejich směsi. Výchozí prášek oxidu titaničitého může být aglomerovaný prášek barviva oxidu titaničitého, který má hustotu přibližně v rozmezí od 3,7 do 4,2 g/cm³.

Přirozeně se vyskytující písek orthokřemičitanu zirkoničitého použitý ve způsobu podle vynálezu, může být také charakterizován velikostí částic písku orthokřemičitanu zirkoničitého, která je větší než 100 mikronů, a může být přibližně v rozmezí od 100 do 1500 mikronů, s výhodou od 100 do 500 mikronů, nejlépe od 150 do 250 mikronů.

Kapalným médiem použitým ve způsobu podle vynálezu může být olej nebo voda, vybrané podle výše popsaného kritéria.

Krok (5) mletí může být uskutečňován v jakémkoli vhodném mlecím přístroji, který využívá rozmělňovací médium, například, ale nikoli pouze zrnový mlýn, klečový mlýn, kotoučový mlýn nebo čepový mlýn, které mají konstrukci uzpůsobenou k podpoře svislého proudění nebo horizontálního proudění. Proces mletí může být uskutečňován po dávkách nebo kontinuálně.

Krok (6) separace výsledné břečky od mlecí břečky může být uskutečňován rozlišováním výsledné břečky, která obsahuje výsledný prášek spolu s kapalným médiem od mlecí břečky na základě rozdílu fyzikálních vlastností výchozího prášku a rozmělňovacího média a fyzikálních vlastností výsledného prášku, například velikosti částic, hustoty částic a rychlosti usazování částic. Jak již bylo výše popsáno, může a nemusí být výsledný prášek oddělen od kapalného média poté, co je proces mletí ukončen, avšak rozmělňovací médium se obvykle od kapalného média po ukončení procesu mletí odděluje. Výsledný prášek může být oddělen od výsledné břečky a podroben dalšímu zpracovávání, například rozptylování prášku v dispergačním médiu, aby se vytvořila disperze. V závislosti na tom, zda je disperzí inkoust nebo barva na základě oleje, nebo inkoust nebo barva na základě vody, nebo se jedná o disperzi keramického nebo magnetického prášku, může být disperzní médium vybráno podle stejného kritéria, jako již bylo popsáno pro výběr kapalného média. Pokud se má výsledný prášek použít ve výsledné břečce, není zapotřebí dalších kroků za účelem rozptýlení.

Pro další ilustraci vynálezu jsou uvedeny následující příklady. Konkrétní sloučeniny, procesy a podmínky použité v příkladech jsou pouze ilustrativní a neomezují rozsah vynálezu.

-4CZ 284563 B6

Příklad 1

Následující příklad je uveden pro srovnání výkonu konvenčních, na trhu dostupných, syntetických zrn orthokřemičitanu zirkoničitého jako rozmělňovací médium, s výkonem standardního křemičitého písku o velikosti 3,937 až 15,748 ok/cm.

Pískové mlýny, které mají jmenovitou kapacitu mlecí komory 1041 litrů a celkovou kapacitu 1893 litrů se naplnily odděleně 1361 kg syntetických keramických zrn orthokřemičitanu zirkoničitého o jmenovité velikosti 300 mikronů a 210 mikronů a s 544 kg standardního křemičitého písku 3,937-15,748 ok/cm, největší náplň mlýnu přijatelná pro křemičitý písek. Mlýny naplněné 1361 kg syntetických keramických zrn orthokřemičitanu zirkoničitého, stejně jako mlýn naplněný 544 kg křemičitého písku 3,937-15,748 ok/cm pracovaly rychlostí proudění 61, 87 a 114 za minutu. Břečky, kterými se plnily všechny mlýny, měly hustotu 1,35 g/cm³a obsahovaly oxid titaničitý, z něhož 40 % mělo velikost menší než 0,5 mikronů, ve vodě. Velikost částic oxidu titaničitého ve výsledné břečce se měřila pomocí analyzátoru velikosti částic Leds and Northrupp 9200 série Microtrac™ ve vodě natriumhexamethafosfátovým povrchově aktivním činidlem při pokojové teplotě. Výsledky jsou shrnuty v tabulce 1 a ukazují, že účinnost rozmělňování syntetických keramických zrn orthokřemičitanu zirkoničitého, jak je indikováno procentuálním množstvím výsledného prášku o velikosti menší nebo rovné 0,5 mikronů, je v porovnání s účinností rozmělňování u křemičitého písku 3,937 až 15,748 ok/cm lepší.

Tabulka 1

Mlýn	Rychlost toku (litr/minutu)	Mlecí médium	%produktu <0,5 mikronů
A	114	300mikronová syntetická keramická zrna orthokřemičitanu zirkoničitého	66,57
B	114	300mikronová syntetická keramická zrna orthokřemičitanu zirkoničitého	64,42
A	87	300mirkonová syntetická keramická zrna orthokřemičitanu zirkoničitého	—
B	87	300mikronová syntetická keramická zrna orthokřemičitanu zirkoničitého	70,41
A	61	300mikronová syntetická keramická zrna orthokřemičitanu zirkoničitého	79,96
B	61	300mikronová syntetická keramická zrna orthokřemičitanu zirkoničitého	71,26
A	114	210mikronová syntetická keramická zrna orthokřemičitanu zirkoničitého	85,29
B	114	210mikronová syntetická keramická zrna orthokřemičitanu zirkoničitého	74,72
A	87	210mikronová syntetická keramická zrna orthokřemičitanu zirkoničitého	91,51
B	87	21 Omikronová syntetická keramická zrna orthokřemičitanu zirkoničitého	83,11
A	61	21 Omikronová syntetická keramická zrna orthokřemičitanu zirkoničitého	95,22
B	61	21 Omikronová syntetická keramická zrna orthokřemičitanu zirkoničitého	95,22

-5 CZ 284563 B6

Tabulka 1 - pokračování

Mlýn	Rychlost toku (litr/minutu)	Mlecí médium	%produktu <0,5 mikronů
A	114	křemičitý písek 3,937 až 15,748 ok/cm	65,17
B	114	křemičitý písek 3,937 až 15,748 ok/cm	54,28
A	87	křemičitý písek 3,937 až 15,748 ok/cm	61,96
B	87	křemičitý písek 3,937 až 15,748 ok/cm	57,76
A	61	křemičitý písek 3,937 až 15,748 ok/cm	67,09
B	61	křemičitý písek 3,937 až 15,748 ok/cm	59,48

Dále, když se vlastnosti konečného barviva vyrobeného se syntetickými keramickými zrny orthokřemičitanu zirkoničitého velikost 210 mikronů porovnaly s vlastnostmi barviv vyrobených s křemičitým pískem, bylo pozorováno několik zlepšení vzhledem k vlastnostem konečného barviva vyrobeného s křemičitým pískem. Zlepšení zahrnovala přibližně 57% snížení doby drcení, která je definována jako doba k začlenění barviva do alkylové pryskyřice, přibližně 42% snížení soudržnosti, která je definována jako kroutící moment nutný pro míšení systému barviva alkydové pryskyřice, když do něj bylo barvivo začleněno, zvýšení pololesku B235 o přibližně 6 jednotek, přičemž pololesk je definován jako 60 stupňové měřítko lesku v systému latexových barev, nížení zakalení B202H od přibližně 12 jednotek, přičemž zakalení je definováno jako relativní hloubka, ve které je znatelný obraz na povrchu barvy, a zvýšení lesku B202, o přibližně 2 jednotky, přičemž lesk B202 je definován jako 20 stupňové měřítko odráženého světla od systému barvy provedeného v akrylové pryskyřici.

Je nutno poznamenat, že mlecí médium přirozeně se vyskytujícího písku orthokřemičitanu zirkoničitého vzhledem ke své vysoké hustotě a mikrostruktuře s jedinou fází, může vytvářet pigmentový prášek, který má lepší vlastnosti než jsou vlastnosti získané při použití výše popsaných syntetických keramických zrn orthokřemičitanu zirkoničitého.

Příklad 2

Příklad 2 je uveden pro srovnání výkonu syntetických keramických zrn orthokřemičitanu zirkoničitého s výkonem rozmělňovacího média přirozeně se vyskytujícího písku orthokřemičitanu zirkoničitého podle vynálezu. Přirozeně se vyskytující písek orthokřemičitanu zirkoničitého má větší hustotu než 3,8 g/cm³, což je hustota syntetických produktů orthokřemičitanu zirkoničitého, což umožňuje použití menších částic přirozeně se vyskytujícího písku orthokřemičitanu zirkoničitého v porovnání s velikostmi částic syntetického produktu orthokřemičitanu zirkoničitého, a tím se zajišťuje větší účinnost rozmělňování.

Provozy využívající mlecí médium s přirozeně se vyskytujícím pískem orthokřemičitanu zirkoničitého o velikosti částic přibližně v rozmezí 180 až 210 mikronů v klečových mlýnech ukázaly, že přirozeně se vyskytující písek orthokřemičitanu zirkoničitého může být s úspěchem použit při provozních rychlostech proudění k odstraňování hrubých částic, které mají velikost větší než 0,5 mikronů v barvivu oxidu titaničitého. Nebyla pozorována žádná znatelná ztráta média z mlýnu.

Příklad 2 byl uskutečněn při měnící se rychlosti v mlýnu B, který pracoval s konvenčním křemičitým pískem, a v mlýnu C, který pracoval s přirozeně se vyskytujícím pískem orthokřemičitanu zirkoničitého. Pískové náplně v mlýnu B a C byly podobné jako v příkladě 1, to znamená 544 kg křemičitého písku v mlýnu B a 1361 kg přirozeně se vyskytujícího písku

-6CZ 284563 B6 orthokřemičitanu zirkoničitého v mlýnu C. Vzorky se získávaly současně z obou mlýnů. Byly také brány vzorky náplně mlýnu, aby se změřily veškeré odchylky částic náplně.

Údaje o velikosti částic, které jsou uvedeny v tabulce 2, ukazují, že jak při nízké rychlosti proudění (přibližně 49 litrů/minutu), tak při vysoké rychlosti proudění (přibližně 132 litrů/minutu) je přirozeně se vyskytující písek orthokřemičitanu zirkoničitého účinnější pro snižování velikosti částic, v porovnání s výkonem konvenčního křemičitého písku.

Po údobí kontinuálního provozu byly vzaty vzorky z obou přepadů mlýnů, aby se zjistila optická kvalita a kontaminace barviva.

Kontaminace barvivového produktu z rozmělňovacího média s přirozeně se vyskytujícím pískem orthokřemičitanu zirkoničitého byla minimální, jak bylo změřeno rentgenovou fluorescenční zkouškou tuhých barvivových látek nalezených v přepadu mlýna. Úrovně kovových znečišťujících látek, taktéž naměřené rentgenovou fluorescencí byly podobné úrovním, zjištěným u barviv mletých pomocí konvenčního mlecího média s křemičitým pískem. Optická kvalita barviva mletého přirozeně se vyskytujícím pískem orthokřemičitanu zirkoničitého, jak byla naměřena zkouškou jasnosti a suché barvy B381, která se definuje jako celkové světlo odražené od kompaktního povrchu prášku a spektrum odraženého světla, to znamená barva, bylo srovnatelné s těmito hodnotami získanými pro vzorky pomleté pomocí konvenčního křemičitého písku. Výsledky těchto zkoušek jsou shrnuty v tabulce 3.

Tabulka 2

Údaje o velikosti částic barviva

Parametr	Mlýn B	MlýnC
Rychlost proudění (litr/min)	50	50
Střední průměr částice	0,37	0,37
Frakce částic < 0,5 mikronů	86,94	99,55
Rychlost proudění (litr/min)	133	133
Střední průměr částice	0,38	0,37
Frakce částic < 0,5 mikronů	75,64	87,55

Tabulka 3

Chemické složení barviva a optické vlastnosti

Charakteristika	Mlýn B	MlýnC
%A1₂O₃	0,71	0,72
%Zr₂O	0,01	0,01
% Calgon	0,06	0,06
Fe (ppm)	35	34
Ni (ppm)	10	8
Jasnost B381	97,87	97,94
Barva B381	1,14	1,09

Po devatenácti dnech provozu s přirozeně se vyskytujícím pískem orthokřemičitanu zirkoničitého, byl mlýn C prohlédnut, přičemž byly hledány znaky opotřebení na pryžovém obložení pomocí vláknového optického vzorku vloženého skrz přírubu do spodní části mlýna. V zásadě nebyly na pryžovém obložení pozorovány žádné znaky opotřebení, které jsou obvykle přítomny na povrchu čerstvě obložených mlýnů. Naopak, mlýn, který pracoval pouze jeden týden s konvenčním rozmělňovacím médiem z křemičitého písku, obložení mlýna vykazovalo značné opotřebení, zvláště k vodicím hranám rotorových tyčí mlýna, kdy byl vlnovitý vzor téměř setřen.

Příklad 3

Následující příklad byl uveden pro znázornění rozdílů velikostí částic, obsahů nečistot a účinnosti rozmělňování, mezi přirozeně se vyskytujícími písky orthokřemičitanu zirkoničitého získanými z různých přírodních zdrojů.

Tři vzorky přirozeně se vyskytujícího písku orthokřemičitanu zirkoničitého, dále nazývané vzorek 1, vzorek 2 a vzorek 3, se hodnotily z hlediska velikosti části pomocí sítové analýzy prováděné po dobu třiceti minut na Rotap™. Na základě údajů uvedených v tabulce 4, vzorky 2 a 3 jsou podobné s ohledem na velikosti částic, zatímco vzorek 1 je menší, což může znesnadnit uchování písku vzorku 1 v klečovém mlýnu během kontinuálního procesu.

Tabulka 4

Velikosti částic vzorků písku orthokřemičitanu zirkoničitého

Původ vzorku	Vzorek 1	Vzorek 2	Vzorek 3
%180 mikronů	0,61	75,1	67,2
%150 mikronů	5,73	16	32,1
% menší než 150 mikronů	93,66	8,9	0,7

Tyto tři vzorky přirozeně se vyskytujícího písku orthokřemičitanu zirkoničitého jsou také podrobeny elementární analýze technologií rentgenové fluorescence. Výsledky elementární analýzy jsou podány v tabulce 5.

Tabulka 5

Elementární chemická analýza písků orthokřemičitanu zirkoničitého

Vzorek	Vzorek 1	Vzorek 2	Vzorek 3
% prvku
%Na	0,38	0,41	0,2
%A1	0,16	0,16	0,73
%Si	15,15	15,43	14,5
%C1	0,2	0,24	0,1
%Ti	0,13	0,13	0,21
%Y	0,2	0,19	0,19
%Zr	48,16	47,69	48,88
%Hf	0,92	0,99	0,93
%O	34,49	35	34,07

-8CZ 284563 B6

Tabulka 5 - pokračování

Vzorek	Vzorek 1	Vzorek 2	Vzorek 3
Stopová analýza
P (ppm)	659	—	—
K (ppm)	—	—	134
Ca (ppm)	327	614	689
Cr (ppm)	—	177	—
Mn (ppm)	—	201	—
Fe (ppm)	729	714	711
Sr (ppm)	81	—	—
Pb (ppm)	50	—	—
Th (ppm)	90	200	180
U (ppm)	180	200	220

S těmito třemi vzorky přirozeně se vyskytujícího písku orthokřemičitanu zirkoničitého byla také 5 provedena laboratorní studie stupňů rozmělnění. Studie byla prováděna v klečovém mlýnu za standardní laboratorní pískové náplně s poměrem zirkonového písku a barviva 1,8:1. Tabulka 6 ukazuje procenta částic prošlých přes 0,5 mikronů, to je, částice, které mají velikost menší než 0,5 mikronů, po 2, 4 a 8 minutách rozmělňování, stejně jako střední velikosti částic v těchto údobích. Barvivém bylo neošetřené barvivo s oxidem titaničitým ve smaltovaném stavu. io Velikosti částic byly určeny pomocí analyzátoru velikosti částic Microtrac™, jak bylo popsáno výše.

Tabulka 6

Výkon při rozmělňování barviva

Vzorek	Vzorek 1 Velikost částic	Vzorek 2 Velikost částic	Vzorek 3 Velikost částic
Čas	Střední průměr	% prošlo 0,5 mikron	Střední průměr	% prošlo 0,5 mikron	Střední průměr	% prošlo 0,5 mikron
Náplň (0 min.)	1	21,9	1	21,9	1	21,9
2 minuty	0,45	61,93	0,48	53,45	0,48	53,66
4 minuty	0,38	80,96	0,42	69,84	0,42	71,53
8 minut	0,33	94,02	0,35	87,97	0,36	88,66

Claims

PATENTOVÉ NÁROKY

1. Rozmělňovací médium, vyznačující se tím, že obsahuje přirozeně se vyskytující písek orthokřemičitanu zirkoničitého o hustotě v rozmezí 4 g/cm³ až 6 g/cm³, s výhodou v rozmezí 4,6 až 4,9 g/cm³, nejlépe v rozmezí 4,75 až 4,85 g/cm³.
2. Rozmělňovací médium podle nároku 1, vyznačující se tím, že přirozeně se vyskytující písek orthokřemičitanu zirkoničitého má velikost částic, která je nejmenším násobkem velikosti částic výsledného mletého prášku, která může být od výsledného mletého prášku oddělena.
3. Rozmělňovací médium podle nároku 2, vyznačující se tím, že velikost částic písku orthokřemičitanu zirkoničitého je větší než 100 mikronů.
4. Rozmělňovací médium podle nároku 3, vyznačující se tím, že velikost částic písku orthokřemičitanu zirkoničitého je v rozmezí 100 až 1500 mikronů, s výhodou v rozmezí 100 až 500 mikronů, nejlépe v rozmezí 150 až 250 mikronů.
5. Rozmělňovací médium podle nároku 1, vyznačující se tím, že dále zahrnuje kapalné médium.
6. Rozmělňovací médium podle nároku 5, vyznačující se tím, že kapalné médium je vybráno ze skupiny, kterou tvoří voda, olej, organické sloučeniny a jejich směsi.
7. Rozmělňovací médium podle nároku 5, vyznačující se tím, že přirozeně se vyskytující písek orthokřemičitanu zirkoničitého a kapalné médium jsou zkombinovány pro vytvoření rozmělňovací břečky.
8. Rozmělňovací médium podle nároku 7, vyznačující se tím, že rozmělňovací břečka má viskozitu v rozmezí od 1,0 s’¹ do 10 000 s^-1, s výhodou v rozmezí od 1,0 s’¹ do 500 s'¹, nejlépe v rozmezí od 1,0 s~’ do 100 s“¹.
9. Způsob výroby rozmělňovacího média podle nároků laž8, vyznačující se tím, že zahrnuje následující kroky:

(1) zajištění výchozího prášku charakterizovaného velikostí částic výchozího prášku, (2) zajištění rozmělňovacího média obsahujícího přirozeně se vyskytující písek orthokřemičitanu zirkoničitého, charakterizovaného hustotou rozmělňovacího média v rozmezí od 4,0 do 6,0 g/cm³, a velikostí částic v rozmezí od 100 do 500 mikronů, (3) zajištění kapalného média, (4) smíchání výchozího prášku, rozmělňovacího média a kapalného média pro vytvoření mlecí břečky, (5) mletí mlecí břečky ve vysokovýkonném mlýnu po dobu dostatečnou pro vytvoření výsledné břečky, zahrnující výsledný prášek, který je charakterizovaný požadovanou velikostí částic výsledného prášku a má v zásadě stejné složení jako uvedený výchozí prášek, a

- 10CZ 284563 B6 (6) oddělení uvedené výsledné břečky zahrnující výsledný prášek od uvedené mlecí břečky, takže se uvedené mlecí médium uchová v uvedené mlecí břečce.
10. Způsob podle nároku 9, vyznačující se tím, že pro první krok se jako výchozí prášek zajistí aglomerovaný prášek.
11. Způsob podle nároku 9, vyznačující se tím, že pro první krok se jako aglomerovaný prášek zajistí prášek o velikosti částic v rozmezí 0,01 mikronů až 500 mikronů, a s výhodou v rozmezí od 0,01 do 200 mikronů.
12. Způsob podle nároku 9, vyznačující se tím, že pro první krok se jako aglomerovaný prášek zajistí prášek o velikosti částic v rozmezí od 0,01 do 200 mikronů.
13. Způsob podle nároku 9, vyznačující se tím, že pro první krok se jako výchozí prášek zajistí agregovaný prášek.
14. Způsob podle nároku 9, vyznačující se tím, že výchozí prášek a výsledný prášek mají hustotu v rozmezí od 0,8 g/cm³ do 5 g/cm³.
15. Způsob podle nároku 9, vyznačující se tím, že výchozí prášek je organický prášek.
16. Způsob podle nároku 9, vyznačující se tím, že výchozí prášek je anorganický prášek.
17. Způsob podle nároku 9, vyznačující se tím, že výchozí prášek je aglomerované barvivo s oxidem titaničitým.
18. Způsob podle nároku 9, vyznačující se tím, že velikost částic písku orthokřemičitanu zirkoničitého je v rozmezí od 150 do 250 mikronů.
19. Způsob podle nároku 9, vyznačující se tím, že kapalným médiem je kapalina kompatibilní s nárokovaným způsobem a práškem.
20. Způsob podle nároku 9, vyznačující se tím, že krok (6) oddělování výsledné břečky od mlecí břečky je uskutečňován rozlišováním výsledné břečky od mlecí břečky na základě rozdílu fyzikálních vlastností výchozího prášku, rozmělňovacího média a výsledného prášku, přičemž fyzikální vlastnosti jsou vybrány ze skupiny, kterou tvoří velikost částic, hustota částic a rychlost usazování částic.
21. Způsob podle nároku 9, vyznačující se tím, že jednotlivé kroky jsou uskutečňovány kontinuálně.
22. Způsob podle nároku 9, vyznačující se tím, že jednotlivé kroky jsou uskutečňovány po dávkách.
23. Způsob podle nároku 9, vyznačující se tím, že dále zahrnuje kroky oddělování výsledného prášku od výsledné břečky a rozptýlení výsledného prášku v disperzním médiu pro vytvoření disperze.
24. Způsob podle nároku 23, vyznačující se tím, že disperzním médiem je kapalné médium kompatibilní s práškem a s nárokovaným způsobem.

- 11 CZ 284563 B6
25. Způsob podle nároku 9, vyznačující se tím, že velikost částic písku orthokřemičitanu zirkoničitého je nejmenším násobkem velikosti částic výsledného mletého prášku, která ještě může být oddělena od výsledného mletého prášku.
26. Způsob podle nároku 19, vyznačující se tím, že kapalné médium je vybráno ze skupiny, kterou tvoří voda, olej, organické sloučeniny a jejich směsi.
27. Způsob podle nároku 9, vyznačující se tím, hustotu v rozmezí od 4,6 do 4,9 g/cm².
28. Způsob podle nároku 27, vyznačující se tím, hustotu v rozmezí od 4,75 do 4,85 g/cm².
29. Způsob podle nároku 9, vyznačující se tím, viskozitu v rozmezí od 1,0 do 100 s”¹.