PL176837B1

PL176837B1 - Sposób mielenia proszku

Info

Publication number: PL176837B1
Application number: PL95310446A
Authority: PL
Inventors: Thomas I. Brownbridge; Phillip M. Story
Original assignee: Kerr Mc Gee Chem Corp
Priority date: 1994-01-25
Filing date: 1995-01-24
Publication date: 1999-08-31
Also published as: EP0690749A4; DE69515935D1; CN1042104C; AU1690095A; CN1122112A; EP0930098B1; ES2190624T3; DE69515935T2; SK117895A3; PL310446A1; ES2143616T3; JP2693039B2; EP0690749A1; EP0690749B1; TW276208B; CA2158969C; WO1995019846A1; ATE191160T1; EP0930098A1; AU671248B2

Abstract

1. Sposób mielenia proszku, w którym miesza sie ten proszek, mielnik i ciekle me-- dium, tworzac zawiesine mielaca, miele sie te zawiesine mielaca przez okres czasu wystar- czajacy do utworzenia zawiesiny produktu zawierajacej proszkowy produkt majacy zadana wielkosc czastek oraz oddziela sie zawiesine produktu od zawiesiny mielacej zawierajacej mielnik, znamienny tym, ze stosuje sie mielnik zawierajacy wystepujacy w naturze piasek z krzemianu cyrkonu majacy gestosc bezwzgledna od 4,0 g/cm3 do 6,0 g/cm3 oraz wielkosc czastek od 100 µ m do 500 µ m, natomiast zawiesine mielaca miele sie w mlynie o wysokiej energii mielenia. PL PL

Description

Przedmiotem wynalazku jest sposób mielenia proszku.

Wiele zastosowań, takich jak produkcja części ceramicznych, produkcja nośników magnetycznych i wytwarzanie farb, wymaga, aby proszek ceramiczny, magnetyczny, lub odpowiednio pigmentowy był możliwie całkowicie zdyspergowany w określonym spoiwie odpowiednim dla danego zastosowania. Silnie zdyspergowane proszki ceramiczne dająw rezultacie części ceramiczne o większej gęstości i większej wytrzymałości niż części przygotowane z mniej kompletnie zdyspergowanych składników stałych. Możliwości zapisu danych na nośnikach magnetycznych są ograniczone przez rozmiar cząstek, a maksymalny zapis informacji osiąga się w przypadku nośników magnetycznych z całkowicie zdyspergowanym, drobnoziarnistym proszkiem. Właściwości optyczne farb, takie jak moc krycia, jaskrawość, barwa i trwałość silnie zależą od osiągniętego stopnia zdyspergowania pigmentu. Drobnoziarniste proszki są potrzebne dla osiągnięcia takiego kompletnego zdyspergowania proszku. Zazwyczaj urządzenia mielące takie jak: młyny tarczowe, młyny klatkowe i/lub młyny ścierające używane są z mielnikiem, w celu wytworzenia takich drobnoziarnistych proszków, by w przypadku idealnym zmniejszyć proszek do jego ostatecznego stanu podziału tak, by przykładowo zejść do rozmiarów pojedynczych krystalitów w proszku.

Określenie “mielnik” odnosi się do materiału, który umieszcza się w urządzeniu mielącym, takim jak młyn tarczowy, młyn klatkowy, lub młyn ścierający, wraz z proszkiem przeznaczonym do dokładniejszego zmielenia, lub do deaglomeracji, by przenosić działanie ścinające urządzenia mielącego na obrabiany proszek, w celu rozdzielania cząstek tego proszku.

Mielenie niektórych proszków wymaga procesu deaglomeracji, według którego wiązania chemiczne, takie jak związana wodorowo wilgoć powierzchniowa, siły Van der Waalsa i siły elektrostatyczne, np. siły pomiędzy cząsteczkami, jak również wszelkie nne wiązania, które trzymają cząstki razem, muszą być rozerwane i/lub przezwyciężone w celu uzyskania cząstek w swym stanie ostatecznego podziału. Przykładowym proszkiem pigmentowym, który wymaga procesu mielenia z deaglomeracją, aby zredukować go do drobnoziarnistego proszku, jest dwutlenek tytanu. Optymalne rozproszenie pigmentowego proszku z dwutlenku tytanu zapewnia zoptymalizowanie jego właściwości, zwłaszcza polepszenie połysku, trwałości i siły krycia.

Jest znany sposób mielenia proszku, w którym miesza się ten proszek, mielnik i ciekłe medium, tworząc zawiesinę mielącą, miele się tę zawiesinę mielącąprzez okres czasu wystarczający do utworzenia zawiesiny produktu zawierającej proszkowy produkt mający żądaną wielkość cząstek oraz oddziela się zawiesinę produktu od zawiesiny mielącej zawierającej mielnik.

176 837

Sąznane, w ogólności, młyny o niskiej energii mielenia, mające zazwyczaj prędkość ścinania wynoszącą około 1000 l/min. oraz prędkość obwodową mieszadła wynoszącą około m/min., oraz młyny o wysokiej energii mielenia.

Procesy deaglomeracji najlepiej jest przeprowadzać przy użyciu mielnika charakteryzującego się małym rozmiarem cząstek, który jest najmniejszą wielokrotnością rzeczywistego rozmiaru cząstek mielonego produktu, jakie mogą być jeszcze skutecznie oddzielone od proszkowego produktu. W procesie ciągłym mielnik może być oddzielany od cząstek produktu przy użyciu sposobów oddzielania gęstościowego. W typowym młynie kulkowym, lub piaskowym pracującym w sposób ciągły oddzielanie mielnika od produktu może się odbywać na zasadzie różnic pomiędzy prędkościami osadzania, rozmiarami cząstek lub oboma tymi parametrami, istniejącymi pomiędzy mielnikiem a cząstkami proszkowego produktu.

W przemysłowych zastosowaniach mielenia typowo jako mielniki stosuje się piasek krzemionkowy, kulki szklane, elementy ceramiczne, lub kulki stalowe. Mała gęstość, około 2,6 g/cm³, piasku i kulek szklanych oraz mała twardość kulek szklanych ograniczają materiały, które mogą być mielone przy ich użyciu. Użycie śrutu stalowego ograniczone jest tylko do tych zastosowań, gdzie zanieczyszczenie żelazem z produktów ścierania śrutu stalowego podczas procesu mielenia może być tolerowane.

Istnieje zatem zapotrzebowanie na stosunkowo niedrogi, gęsty i nietoksyczny mielnik, który charakteryzuje się małym rozmiarem cząstek, gęstościąwystarczająco dużą dla celów oddzielania, aby można go było stosować do mielenia szerokiego zakresu materiałów', i który nie wytwarza ubocznych produktów ścierania, powodujących zanieczyszczenie proszkowego produktu.

Sposób mielenia proszku, według wynalazku charakteryzuje się tym, że stosuje się mielnik zawierający występujący w naturze piasek z krzemianu cyrkonu mający gęstość bezwzględnąod 4,0 g/cm3 do 6,0 g/cm3 oraz wielkość cząstek od 100 μι do 500 pm, natomiast zawiesinę mielącą miele się w młynie o wysokiej energii mielenia.

W rozwiązaniu według wynalazku stosuje się stosunkowo niedrogi, gęsty i nietoksyczny mielnik z występującego w naturze piasku z krzemianu cyrkonu, który ma mały rozmiar cząstek i wystarczająco dużą gęstość, by nadawał się do mielenia szerokiego zakresu materiałów bez zanieczyszczania proszkowego produktu swymi ubocznymi produktami ścierania.

Użyty w niniejszym opisie termin występujący w naturze oznacza, że piasek z krzemianu cyrkonu jest wydobywany ze złóż naturalnych i różni się od materiałów z krzemianu cyrkonu, które są otrzymywane syntetycznie, wytwarzane, lub w inny sposób sztucznie produkowane przez człowieka. Mielnik z piasku z krzemianu cyrkonu, stosowany w sposobie według wynalazku, występuje w naturze z odpowiednimi rozmiarami i kształtem, które można sortować, aby otrzymać odpowiednią frakcję do użycia w określonej operacji mielenia w charakterze mielnika..

Piasek z krzemianu cyrkonu występujący w naturze ma tendencję do tworzenia jednej fazy, natomiast syntetyczne kulki ceramiczne z krzemianu cyrkonu sątypowo materiałami wielofazowymi. Zanieczyszczenia powierzchni, takie jak aluminium, żelazo, uran, tor i inne metale ciężkie, jak również TiO2, mogą występować na powierzchniach ziaren piasku z krzemianu cyrkonu występującego w naturze. Po usunięciu tych zanieczyszczeń powierzchniowych przez proces powierzchniowej obróbki wstępnej znany fachowcom, np. przez przemywanie i sortowanie, analiza chemiczna wykazuje, że wszelkie pozostające zanieczyszczenia znajdująsię wewnątrz struktury krystalicznej krzemianu cyrkonu i nie mają szkodliwego wpływu na mielony proszek.

Ponieważ gęstość piasku z krzemianu cyrkonu występującego w naturze, jak opisano powyżej, przewyższa typową dla produkowanych ziaren krzemianu cyrkonu gęstość 3,8 g/cm3, można stosować mielnik z piasku z krzemianu cyrkonu występującego w naturze o mniejszym rozmiarze ziaren niż ziarna produkowanego krzemianu cyrkonu bez wypływania piasku z krzemianu cyrkonu z zawiesiny mielącej. Wypływanie mielnika sprawia, że przestaje on być skuteczny jako mielnik.

Korzystnie, zawiesinę mielącą miele się w młynie mającym nominalną szybkość ścinania od 6000 do 14000 l/min. i prędkość obwodową mieszadła od 305 do 762 m/min., w szczególności w młynie tarczowym, lub młynie klatkowym.

176 837

Jako proszek początkowy ewentualnie stosuje się proszek /aglomerowany, w szczególności o wielkości cząstek w zakresie od 0,01 pm do 500 pm, zwłaszcza o wielkości cząstek w zakresie od 0,01 pm do 200 pm.

Proszek początkowy z dwutlenku tytanu może być zaglomerowanym pigmentem z dwutlenku tytanu, który ma gęstość w zakresie od około 3,7 g/cm³ do około 4,2 g/cm³.

Jako proszek początkowy ewentualnie stosuje się proszek zbrylony.

Stosuje się korzystnie proszek początkowy o gęstości bezwzględnej od 0,8 g/cm3 do 5 g/cm³.

Jako proszek początkowy ewentualnie stosuje się proszek organiczny, lub proszek nieorganiczny, taki jak zaglomerowany pigment z dwutlenku tytanu, węglan wapnia, bentonit lub kaolin albo ich mieszaniny.

W przypadku proszków pigmentowych z dwutlenku tytanu zaglomerowany proszek korzystnie ma wielkość cząstek w zakresie od około 0,05 pm do około 100 pm, które można mleć w celu osiągnięcia rozmiaru cząstek odpowiadającego oddzielnym krystalitom dwutlenku tytanu.

Jako mielnik w szczególności stosuje się piasek z krzemianu cyrkonu o wielkości cząstek w zakresie od 150 pm do 250 pm, natomiast jako ciekłe medium stosuje się ciecz kompatybilną z proszkiem.

Ciekłe medium wybierane jest w zależności od mielonego produktu. Jeżeli mielonym proszkiem jest pigment przeznaczony do zastosowania w farbie lub tuszu na bazie oleju, wówczas ciekłym medium może być olej, taki jak olej naturalny, olej tungowy, olej lniany, olej sojowy, lub olej talowy, albo ich mieszaniny. Te oleje występujące w naturze mogą być mieszane z rozpuszczalnikami, takimi jak benzyna lakowa, nafta, lub toulen, albo mieszaniny, które mogąponadto zawierać substancje takie jak żywice naturalne, żywice, dyspergatory i/lub czynniki suszące. Ciekłe medium może również zawierać inne materiały używane w produkcji farb i tuszy na bazie oleju, takie jak żywice alkidowe, żywice epoksydowe, nitroceluloza, melaminy, uretany i silikony.

Jeżeli mielonym proszkiem jest pigment przeznaczony do użycia w farbie na bazie wody. takie jak farba lateksowa, ciekłym medium może być woda, ewentualnie zawierająca środki przeciwpieniące i/lub dyspergenty. Ponadto, jeżeli proszek jest proszkiem ceramicznym lub magnetycznym, medium tym może być woda, albo też może on również zawierać dyspergenty.

Ewentualnie, miele się zawiesinę mielącą w młynie o pionowym przepływie, lub w młynie o poziomym przepływie.

Korzystnie, oddziela się zawiesinę produktu od zawiesiny mielącej przez odróżnianie na podstawie różnicy właściwości fizycznych pomiędzy proszkiem początkowym, mielnikiem a produktem proszkowym, przy czym właściwości fizyczne są wybrane z grupy złożonej z wielkości cząstek, gęstości cząstek i prędkości osadzania się cząstek.

Etapy sposobu według wynalazku prowadzi się metodą ciągłą, lub metodą periodyczną.

Ewentualnie, oddziela się proszkowy produkt od zawiesiny produktu i dysperguje się proszkowy produkt w medium dyspergującym, tworząc zawiesinę, przy czym jako medium dyspergujące stosuje się zwłaszcza ciekłe medium kompatybilne z proszkiem.

Jeśli produkt proszkowy ma być wykorzystywany w zawiesinie produktu, wówczas nie trzeba żadnych dalszych etapów dyspergowania.

W szczególności, stosuje się piasek z krzemianu cyrkonu o wielkości cząstek będącej najmniejszą możliwą wielokrotnością wielkości cząstek gotowego produktu, czyli wielkości cząstek proszku zmielonego produktu, jakie można oddzielać od proszku zmielonego produktu. Mielnik zwykle oddziela się od ciekłego medium po zakończeniu procesu mielenia.

W szczególności, stosuje się zawiesinę mielącą o lepkości w zakresie od 1,0 mPa-s do 10000 mPa·, korzystnie w zakresie od 1,0 mPa-s do 500 mPa-s, zwłaszcza w zakresie od 1,0 mPa-s do 100 mPa-s.

Na ogół lepkość zawiesiny mielącej jest określona przez stężenie składników w postaci ciała stałego w zawiesinie mielącej, a zatem im większe jest stężenie składników w postaci ciał stałych w zawiesinie mielącej, tym większa jest lepkość i gęstość zawiesiny mielącej. Nie ma bezwzględnej górnej granicy lepkości zawiesiny mielącej. Jednakże przy pewnej lepkości

176 837 osiągany jest punkt, gdzie nie potrzeba żadnego mielnika, jak w przypadku tworzyw sztucznych mieszanych w wytłaczarkach, walcarkach itd. bez mielnika.

Korzystnie, stosuje się mielnik mający gęstość bezwzględną w zakresie od 4,6 g/cm³ do

4,9 g/cm3, zwłaszcza od 4,75 g/cm3 do 4,85 g/cm3.

Etap mielenia może być również przeprowadzany w młynie takim jak młyn kulkowy, lub młyn kołkowy.

Aby zilustrować sposób według wynalazku, podano następujące przykłady.

Przykład I. Poniższy przykład podano dla porównania działania, w charakterze mielnika, konwencjonalnych, dostępnych w handlu ceramicznych ziaren z syntetycznego krzemianu cyrkonu z działaniem piasku krzemionkowego, frakcji odpowiadającej normalnym sitom o

10-40 oczkach na długości 2,54 cm (USA).

Młyny piaskowe o. nominalnych pojemnościach komory mielącej 1041 1i o całkowitych pojemnościach 18921 załadowano oddzielnie ziarnami syntetycznego ceramicznego krzemianu cyrkonu o nominalnej wielkości 300 pm i 210 pm w ilości 1360 kg oraz piaskiem krzemionkowym, frakcją odpowiadającą normalnym sitom o 10-40 oczkach na długości 2,54 cm, w ilości 544 kg, co jest największym obciążeniem młyna stosowanym w przypadku piasku krzemionkowego. Młyny z wsadem 1360 kg ziaren syntetycznego, ceramicznego krzemianu cyrkonu jak również młyn z wsadem 544 kg piasku krzemionkowego, frakcji odpowiadającej sitom o 10-40 oczkach na długości 2,54 cm, uruchomiono z prędkościami przepływu 60,56 l/min., 87,05 l/min. i 113,55 l/min. Zawiesiny doprowadzane do wszystkich młynów miały gęstość 1,35 g/cm3 i zawierały dwutlenek tytanu, którego około 40% miało wielkość ziaren mniejsząniż 0,5 pm, w wodzie. Wielkość cząstek dwutlenku tytanu w zawiesinie produktu mierzono za pomocą analizatora wielkości cząstek Leeds and Northrupp 9200 series Microtrac™ w wodzie z 0,2% sześciometafosforanu sodowego w charakterze środka powierzchniowo czynnego przy temperaturze otoczenia. Wyniki zestawiono w tabeli 1 i wskazują one, że sprawność mielenia ziaren syntetycznego, ceramicznego krzemianu cyrkonu, podawana jako procent proszkowego produktu o wielkości ziaren mniejszej, lub równej 0,5 pm, jest korzystna w porównaniu ze sprawnościąmieleniaprzy zastosowaniu piasku krzemionkowego, frakcji odpowiadającej sitom o 10-40 oczkach na długości 2,54 cm.

Tabela 1

Młyn	Prędkość przepływu (l/min.)	Mielnik	% produktu <0,5 pm
1	2	3	4
A	113,55	ziarna syntetycznego, ceramicznego krzemianu cyrkonu 300 pm	66,57
B	113,55	ziarna syntetycznego, ceramicznego krzemianu cyrkonu 300 pm	64,42
A	87,05	ziarna syntetycznego, ceramicznego krzemianu cyrkonu 300 pm	-
B	87,05	ziarna syntetycznego, ceramicznego krzemianu cyrkonu 300 pm	70,41
A	60,56	ziarna syntetycznego, ceramicznego krzemianu cyrkonu 300 pm	79,96
B	60,56	ziarna syntetycznego, ceramicznego krzemianu cyrkonu 300 pm	71,26
A	113,55	ziarna syntetycznego, ceramicznego krzemianu cyrkonu 210 pm	85,29
B	113,55 ·	ziarna syntetycznego, ceramicznego krzemianu cyrkonu 210 pm	74,72

176 837 cd Tabeli 1

1	2	3	4
A	86,94	ziarna syntetycznego, ceramicznego krzemianu cyrkonu 210 μτη	91,51
B	87,05	ziarna syntetycznego, ceramicznego krzemianu cyrkonu 210 μτη	83,11
A	60,56	ziarna syntetycznego, ceramicznego krzemianu cyrkonu 210 μm	95,22
B	60,56	ziarna syntetycznego, ceramicznego krzemianu cyrkonu 210 μη	95,22
A	113,55	piasek krzemionkowy, frakcja odpowiadająca sitom o 10-40 oczkach na 2,54 cm	65,17
B	113,4	piasek krzemionkowy, frakcja odpowiadająca sitom o 10-40 oczkach na 2,54 cm	54,28
A	87,05	piasek krzemionkowy, frakcja odpowiadająca sitom o 10-40 oczkach na 2,54 cm	61,96
B	87,05	piasek krzemionkowy, frakcja odpowiadająca sitom o 10-40 oczkach na 2,54 cm	57,76
A	60,56	piasek krzemionkowy, frakcja odpowiadająca sitom o 10-40 oczkach na 2,54,cm	67,09
B	60,56	piasek krzemionkowy, frakcja odpowiadająca sitom o 10-40 oczkach na 2,54 cm	59,48

Ponadto, kiedy właściwości gotowych pigmentów obrobionych za pomocą ceramicznych ziaren z syntetycznego krzemianu cyrkonu o wielkości 210 pm porównuje się z właściwościami pigmentów obrobionych za pomocąpiasku krzemionkowego, obserwuje się kilka ulepszeń, jeśli chodzi o właściwości gotowych pigmentów obrobionych za pomocą piasku krzemionkowego. Ulepszenia te obejmowały skrócenie czasu kruszenia o około 57%, co jest definiowane jako czas do wprowadzenia pigmentu w żywicę alkidową, zmniejszenie konsystencji o około 42%, co jest definiowane jako moment obrotowy potrzebny do mieszania systemu farby na bazie żywicy alkidowej po wprowadzeniu pigmentu, zwiększenie o około 6 jednostek półpołysku B235, co jest definiowane jako 60-stopniowy pomiar połysku w systemie farby lateksowej, obniżenie o około 12 jednostek zamglenia B202H, co jest definiowane jako względna głębokość obrazu, która może być odbierana na malowanej powierzchni, oraz zwiększenie o około 2 jednostki połysku B202, co jest definiowane jako pomiar przy 20 stopniach światła odbitego od systemu farby wykonanej na bazie żywicy akrylowej.

Należy zauważyć, że mielnik z występującego w naturze piasku z krzemianu cyrkonu ze względu na swąwiększągęstość i mikrostrukturę jednofazową może tworzyć proszek pigmentowy o lepszych właściwościach niż uzyskiwane przy zastosowaniu ceramicznych ziaren z syntetycznego krzemianu cyrkonu, jak opisano powyżej.

Przykład II. Przykład poniższy podano dla porównania działania ceramicznych ziaren z syntetycznego krzemianu cyrkonu z działaniem mielnika według wynalazku z występującego w naturze piasku z krzemianu cyrkonu. Należy zauważyć, że występujący w naturze piasek z krzemianu cyrkonu ma większą gęstość niż wynosząca 3,8 g/cm³ gęstość produktów z syntetycznego krzemianu cyrkonu, co umożliwia stosowanie mniejszych cząstek z występującego w naturze piasku krzemianu cyrkonu w porównaniu z wielkościami cząstek syntetycznego produktu z krzemianu cyrkonu, przez co zapewnia się większą skuteczność mielenia.

Próby fabryczne przy zastosowaniu jako mielnika występującego w naturze piasku z krzemianu cyrkonu o wielkości cząstek w zakresie od około 180 do 210 pm w młynie klatkowym wykazały, że występujący w naturze piasek z krzemianu cyrkonu może być stosowany z powodzeniem przy produkcyjnych prędkościach przepływu do powodowania usunięcia dużych cząstek,

176 837 większych niż 0,5 pm, w pigmencie z dwutlenku tytanu. N ie zaobserwowano żadnej godnej uwagi straty mediów z młyna.

Przykład II przeprowadzano zmieniając natężenia przepływu w młynie B pracującym z konwencjonalnym piaskiem krzemionkowym i w młynie C pracującym z występującym w naturze piaskiem z krzemianu cyrkonu. Ładunki piasku w młynie B i w młynie C były podobne do użytych w przykładzie 1, to znaczy 544 kg piasku krzemionkowego w młynie B i 1360 kg piasku z krzemianu cyrkonu występującego w naturze w młynie C. Próbki otrzymano równocześnie z obu młynów piaskowych. Pobrano również próbki materiałów doprowadzanych do młyna, aby zmierzyć zmienność wielkości cząstek w doprowadzanych materiałach.

Dane dotyczące wielkości cząstek przedstawione w tabeli 2 wykazują, że czy to przy małym natężeniu przepływu (około 50 l/min., czy też przy dużym natężeniu przepływu (około 133 l/min., występujący w naturze piasek z krzemianu cyrkonu jest znacznie bardziej skuteczny, jeśli chodzi o zmniejszanie wielkości cząstek, w porównaniu z działaniem konwencjonalnego piasku krzemionkowego.

Po pewnym czasie ciągłego działania pobrano próbki materiałów wypływających z obu młynów w celu sprawdzenia jakości optycznej i zanieczyszczenia pigmentu.

Zanieczyszczenie produktu pigmentowego przy stosowaniu mielnika z występującego w naturze piasku z krzemianu cyrkonu było minimalne przy mierzeniu przy rentgenowskim badaniu fluorescencyjnym cząstek materiału stałego w pigmencie w produkcie górnym młyna. Poziomy zanieczyszczeń metalicznych również mierzonych przez fluorescencję rentgenowską były podobne do obserwowanych w przypadku pigmentów mielonych przy użyciu konwencjonalnego mielnika z piasku krzemionkowego. Optyczna jakość pigmentu zmielonego za pomocą piasku z krzemianu cyrkonu występującego w naturze, zmierzona poprzez suchy test barwy i jaskrawości B381, definiowana jako całkowita ilość światła odbitego od zwartej powierzchni proszku i widmo światła odbitego, to znaczy barwa, była porównywalna z otrzymywaną dla próbek zmielonych przy użyciu konwencjonalnego piasku krzemionkowego. Wynik tych testów zestawiono w tabeli 3.

Tabela 2

Dane dotyczące wielkości cząstek pigmentu

Parametr	Młyn B	Młyn C
Natężenie przepływu (l/min.)	49,96	49,96
Średnia średnica cząstek	0,37	0,24
Frakcja cząstek <0,5 pm	86,94	99,55
Natężenie przepływu (l/min.)	133,23	133,23
Średnia średnica cząstek	0,38	0,37
Frakcja cząstek <0,5 pm	75,64	87,55

Tabela 3

Skład chemiczny i właściwości optyczne pigmentu

Właściwość	Młyn B	Młyn C
% Al2O3	0,71	0,72
% ZrO2	0,01	0,01
% kalgonu	0,06	0,06
Fe ppm	35	34
N1 ppm	10	8
Jaskrawość B381	97,87	97,94
Barwa B381	1,14	1,09

176 837

Po dziewiętnastu dniach działania z piaskiem z krzemianu cyrkonu występującego w naturze młyn C skontrolowano pod względem oznak zużycia na gumowej wykładzinie stosując sondę światłowodową wprowadzoną przez kołnierz od spodu młyna. Zasadniczo nie zaobserwowano żadnych oznak zużycia wykładziny gumowej, o czym świadczy stan pofalowań gumowej wykładziny młyna, jakie normalnie istniejąna powierzchni świeżej wykładziny w młynach. Przeciwnie, w młynie, który pracował tylko przez jeden tydzień z zastosowaniem konwencjonalnego mielnika z piasku krzemionkowego, wykładzina młyna wykazywała znaczne zużycie, zwłaszcza przy przednich krawędziach prętów wirnika młyna, gdzie pofalowania zostały prawie całkowicie zużyte.

Przykład III. Poniższy przykład podano w celu przedstawienia różnic rozmiaru cząstek, zawartości zanieczyszczeń i działania mielącego pomiędzy piaskami z krzemianu cyrkonu występującego w naturze, otrzymanymi z różnych źródeł naturalnych.

Trzy próbki piasku krzemianu cyrkonu występującego w naturze, określane dalej jako próbka 1, próbka 2 i próbka 3, były oceniane pod względem wielkości cząstek przy zastosowaniu analizy sitowej prowadzonej przez 30 minut na urządzeniu Rotap™. Na podstawie danych przedstawionych w tabeli 4 próbka 2 i próbka 3 sąpodobne pod względem wielkości cząstek, natomiast próbka 1 ma mniejsze cząstki, co może utrudniać utrzymywanie piasku próbki 1 w młynie klatkowym podczas procesu ciągłego.

Tabela 4

Wielkości cząstek próbek piasku z krzemianu cyrkonu

Pochodzenie próbki	Próbka 1	Próbka 2	Próbka 3
% 180 μιη	0,61	75,1	67,2
% 150 μΓη	5,73	16	32,1
% < 150	93,66	8,9	0,7

Te trzy próbki piasku z krzemianu cyrkonu występującego w naturze poddano również analizie pierwiastkowej techniką fluorescencji rentgenowskiej. Wyniki analizy pierwiastkowej podano w tabeli 5.

Tabela 5

Pierwiastkowa analiza chemiczna piasków z krzemianu cyrkonu·

Pochodzenie próbki	Próbka 1	Próbka 2	Próbka 3
l	2	3	4
% pierwiastek
% Na	0,38	0,41	0,2
% Al	0,16	0,16	0,73
% Si	15,15	15,43	14,5
%Cl	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
Analiza pierwiastków śladowych
P(ppm)	659	-	-

176 837 cd Tabeli nr 5

1	2	3	4
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(pp^m)	180	200	220

Przeprowadzono również badania mielenia na skalę laboratoryjną z zastosowanie trzech piasków z krzemianu cyrkonu występującego w naturze.Badania te przeprowadzono w młynie klatkowym przy normalnym laboratoryjnym wsadzie piasku przy stosunku 1,8:1 piasku cyrkonowego do pigmentu. W tabeli 6 podano procent cząstek przechodzących przez sito 0,5 pm, to znaczy cząstek o wielkości mniejszej niż 0,5 pm ,po 2,4 i 8 minut mielenia, jak również średnią średnicę cząstek w tych czasach. Pigmentem był nieobrobiony pigment z dwutlenku tytanu,gatunku przeznaczonego na emalie wewnętrzne. Wielkości cząstek określano przy zastosowaniu analizatora wielkości cząstek Microtrac™, jak już opisano powyżej.

Tabela 6

Wyniki mielenia pigmentu

Pochodzenie próbki	Próbka 1	Próbka 2	Próbka 3
	wielkość cząstek	wielkość cząstek	wielkość cząstek
Czas	średnia	%<0,5 pm	średnia	%<0,5 pm	średnia	%<0,5 pm
średnica	średnica	średnica
Doprowadzenie (0 minut)	1	21,09	1	21,09	1	21,09
2 min.	0,45	61,93	0,48	53,45	0,48	53,66
4 min.	0,38	80,96	0,42	69,84	0,42	71,53
8 min.	0,33	94,02	0,35	87,97	0,36	88,66

Departament Wydawnictw UP RP. Nakład 70 egz. Cena 2,00 zł.

Claims

Zastrzeżenia patentowe

1. Sposób mielenia proszku, w którym miesza się ten proszek, mielnik i ciekłe medium, tworząc zawiesinę mielącą, miele się tę zawiesinę mielącą przez okres czasu wystarczający do utworzenia zawiesiny produktu zawierającej proszkowy produkt mający żądaną wielkość cząstek oraz oddziela się zawiesinę produktu od zawiesiny mielącej zawierającej mielnik, znamienny tym, że stosuje się mielnik zawierający występujący w naturze piasek z krzemianu cyrkonu mający gęstość bezwzględną od 4,0 g/cm³ do 6,0 g/cm³ oraz wielkość cząstek od 100 pm do 500 pm, natomiast zawiesinę mielącą miele się w młynie o wysokiej energii mielenia.
2. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że zawiesinę mielącą miele się w młynie mającym nominalną szybkość ścinania od 6000 do 14000 l/min. i prędkość odwodowąmieszadła od 305 do 762 m/min.
3. Sposób według zastrz. 2, znamienny tym, że zawiesinę mielącąmiele się w młynie tarczowym, lub młynie klatkowym.
4. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że jako proszek początkowy stosuje się proszek zaglomerowany.
5. Sposób według zastrz. 4, znamienny tym, że stosuje się proszek zaglomerowany o wielkości cząstek w zakresie od 0,01 pm do 500 pm.
6. Sposób według zastrz. 5, znamienny tym, że stosuje się proszek zaglomerowany o wielkości cząstek w zakresie od 0,01 pm do 200 pm.
7. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, żejako proszek początkowy stosuje się proszek zbrylony.
8. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że stosuje się proszek początkowy o gęstości bezwzględnej od 0,8 g/cm3 do 5 g/cm3.
9. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, żejako proszek początkowy stosuje się proszek organiczny.
10. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, żejako proszek początkowy stosuje się proszek nieorganiczny.
11. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że jako proszek początkowy stosuje się zaglomerowany pigment z dwutlenku tytanu.
12. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że stosuje się piasek z krzemianu cyrkonu o wielkości cząstek w zakresie od 150 pm do 250 pm.
13. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że stosuje się ciekłe medium będące cieczą kompatybilną z proszkiem.
14. Sposób według zastrz. 2, znamienny tym, że miele się zawiesinę mielącąw młynie o pionowym przepływie.
15. Sposób według zastrz. 2, znamienny tym, że miele się zawiesinę mielącąw młynie o poziomym przepływie.
16. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że oddziela się zawiesinę produktu od zawiesiny mielącej na podstawie różnicy właściwości fizycznych pomiędzy proszkiem początkowym, mielnikiem a produktem proszkowym, przy czym właściwości fizyczne są wybrane z grupy złożonej z wielkości cząstek, gęstości cząstek i prędkości osadzania się cząstek.
17. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że jego etapy prowadzi się metodąciągłą.
18. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że jego etapy prowadzi się metodą periodyczną.
19. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że oddziela się proszkowy produkt od zawiesiny produktu i dysperguje się proszkowy produkt w medium dyspergującym, tworząc zawiesinę.
20. Sposób według zastrz. 19, znamienny tym, żejako medium dyspergujące stosuje się ciekłe medium kompatybilne z proszkiem.

176 837
21. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że stosuje się piasek z krzemianu cyrkonu o wielkości cząstek będącej najmniejszą możliwą wielokrotnością wielkości cząstek zmielonego produktu proszkowego, jakie można oddzielać od zmielonego produktu proszkowego.
22. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że stosuje się ciekłe medium wybrane z grupy złożonej z wody, oleju, związków organicznych i ich mieszanin.
23. Sposób według zastrz. 22, znamienny tym, że stosuje się zawiesinę mielącąo lepkości w zakresie od 1,0 mPa-s do 10000 mPas.
24. Sposób według zastrz. 23, znamienny tym, że stosuje się zawiesinę mielącąo lepkości w zakresie od 1,0 mPa-s do 500 mPas.
25. Sposób według zastrz. 24, znamienny tym, że stosuje się zawiesinę mielącąo lepkości w zakresie od 1,0 mPa-s do 100 mPa-s.
26. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że stosuje się mielnik mający gęstość bezwzględną w zakresie od 4,6 g/cm³ do 4,9 g/cm<
27. Sposób według zastrz. 26, znamienny tym, że stosuje się mielnik mający gęstość bezwzględną w zakresie od 4,75 g/cm3 do 4,85 g/cm3.