Способ механической обработки пигментного диоксида титана Советский патент 1986 года по МПК C09C1/36 C09C3/04 

Изобретение относится к технологии получения пигментного диоксида титана на стадии конечной стадии механо-химического модифицирования и может быть использовано в лако- красочной, текстильной, бумажной и других отраслях промьшленности.

Целью изобретения является повышение выхода тонкой фракции пигментного диоксида титана в процессе его мокрого измельчения и классификации.

Мокрое измельчение в сочетании с классификацией проводят.перед поверхностной обработкой пигмента для улуч шения физико-химических его свойств

Эффективность мокрого измельчения и классификации оценивают по содержанию в обработанном пигменте тонкой фракции частиц не крупнее 5 мкм При этом под выходом тонкой фракции понимается отношение масс тонкой фракции в целевом продукте после измельчения и классификации и исходном Выход тонкой фракции складывается из содержания ее после измельчения с учетом увеличения ее при классификации .

Способ механической обработки пигментного диоксида титана осу- ществляют путем его мокрого измельчения в водной суспензии в присутствии, добавки полифосфата и алюмината натрия, взятых в массовом соотношении 0,5-3,0:1 в количестве 0,05- 5% к массе пигмента с поспедующей гидроклассификацией измельченного продукта.

Использование смеси полиф.осфата и алюмината натрия в указанном со- отношении и количестве является оптимальным, так как запредельное соотношение в смеси приводит к снижению выхода тонкой фракции; не приводит к увеличению последней и содер- жание добавки менее 0,05 и более 0,5%.

Предлагаемая смесь соединений натрия при размоле обеспечивает снижение поверхностной энергии частиц в суспензии.Лучшие результаты достигаюся при измельчении в бисерной мельнице размером мeлюшJ x тел 0,3-1,0 мм с последуюш;ей классификацией в гидроциклонах СГЦ), преимущественно, с диаметром 20-40 мм и разгрузочным отношением 0,625-0,700 (отношение диаметра шламовой насадки 2 ПД к

диаметру сливного отверстия). Такое аппаратурное оформление ГЦ подобрано экспериментально в расчете на- 1слассификацию суспензии вязкостью 1,10-1,30 сП.

Пример 1. 300 кг диоксида титана рутильной модификации суспендируют в 1 м дистиллированной воды Содержание частиц размером 65 мкм в суспензии 40%.

В суспензию далее при перемешивании вводят 0,3 кг алюмината натрия и 0,5 кг полифосфата натрия (ПФ Na) в виде раствора в 3 л воды, при этом количество добавки этих соединений составляет 0,27% к массе TiO при соотношении алюмината и полифосфата 1:1,7. Суспензию перемешивают 10 мин и после этого измеряют рН суспензии (10,2) и вязкость на вискозиметре ВЗ-4 (1,18 сП) (10,4 с по прибору). Суспензию далее измельчают в бисерной мельнице со стеклянными шариками диаметром 0,8-1,0 мм. Измельченный продукт содержит частицы размером 5 мкм в количестве 74%. Этот продукт далее классифицируют в гидроциклоне со следующими геометрическими параметрами: диаметр цилиндрической части мм, угол конусности конической части ci 5°, диаметр от- верстия сливной насадки мм, диаметр отверстия шламовой насад- мм, разгрузочное отношение ,700.

В результате классификации получают 0,71 м суспензии слива с концентрацией 280 кг/м и 0,29 м суспензии шлама с концентрацией 352 кг/м . Суспензию слива перечищают на гидроциклоне с получением 0,51 м суспензии целевого продукта и 0,2 м суспензии шлама. Последнюю смешивают с 0,29 м суспензии шлама первой стадии классификации и перечищают на аналогично используемому на первой стадии. В результате получают 0,27 м суспензии целевого продукта с концентрацией 270 кг/м .

Шлам с обеих перечисток в количестве 0,14 и 0,08 м возвращают на повторное измельчение в бисерную мельницу..

В результате указанных операций получают 198 кг целевого диоксида :титана с выходом тонкой фракции 1,54 Длительность классификации 0,21 ч.

Необходимость классификации в две стадии в гидроциклонах обусловлена более полным использованием исходного продукта и сокращением отходов.

Пример 2. В исходную суспензию по примеру 1 вводят смесь из 0,1 кг алюмината калия и 0,05 кг ПФ Na (соотношение соединений 1:0,5 при общем количестве 0,05% к мае- се TiOj).

Полученную суспензию с рН 0,5 и вязкостью 1,30 сП (11,0 с по вискозиметру,ВЗ-4) измельчают и классифицируют в две стадии с перечистками анало- гично примеру 1 при использовании ГЦ диаметром 30 мм и с разгрузочным отношением 0,625 (5 мм/8 мм). Параметры процесса: содержание частиц 5 мкм в исходной суспензии 40%, в размолотом продукте 79%, доля целевого продукта от исходного 0,71, выхо тонкой фракции 1,61, длительность классификации 0,34 ч..

Пример 3. Б исходную суспен зию по примеру 1 вводят смесь из 0,375 кг алюмината натрия и 1,125 кг ПФ Na в виде раствора в 5 л воды. Соотношение соединений 1:3,0 при общем количестве 0,5% к массе TiO. Полу- ченную суспензию с рН 11,0 и с вязкостью 1,10 сП (10,0 с по вискозиметру ВЗ-4) измельчают в бисерной мельчице мелющими телами, представляющими собой частицы кварцевого пес ка размером 0,3-0,5 мм. Количество тонкой фракции в измельченной суспензии 83%. Классификацию размолотой суспензии осуществляют в ГЦ диаметром. 20 мм и с диаметрами отверстий слива 8 мм и шламового 5 мм. В результате получают 210 кг целевого продукта с выходом тонкой фракции 1,58, длительность классификации . 0,40 ч.

Пример 4. Измельчение и классификацию суспензии пигмента осуществляют аналогично примеру 2, но при условии перечистки суспензии шлама отстаиванием в отстойнике 9 ч-. В результате всех операций получают 216 кг целевого продукта с содержанием тонкой фракции 93% и выходом ее 1,63.

Пример 5. В условиях приме- ра 3 измельчение проводят в трубной мельнице мелющими телами 35-50 M:-I. После классификации получают 200 кг

пелевого продукта с содержанием тонкой фракции 80% и выходом ее 1,53, при длительности классификации 0,40 ч.

Пример 6. В10м водной суспензии диоксида титана с содержанием твердого 600 кг/м вводят алюминат натрия в количестве 0,02 кг/кг TiO и 0,05% ПФ Na к массе TiO, вязкость полученной суспензии по ВЗ-4 19,6 с.

Суспензию далее измельчают в шаровой мельнице 6 ч, затем репуль- пируют до содержания твердого 130 кг/м и классифицируют в центрифуге ЦЛС-3 со скоростью 1500 об/мин Получают 870 мп тонкой фракции с содержанием твердого 105 кг/м и тонкой фракции 81%. Выход последней 1,73.

Пример 7 (сравнительный). 300 кг диоксида титана суспендируют в дистиллированной воде до объема 0,96 м . Содержание тонкой фракции в исходной суспензии 40%. В суспензию добавляют 1,95 кг гексаметафос- фата натрия (ГМФ Na) и 0,9 кг три- этаноламина (ТЭА), тщательно перемешивают и измельчают далее суспензию в трубной мельнице 3 ч мелющими телами мм. Содержание тонкой фракции в размолотой суспензии 61%. Суспензию после размола классифицируют на центрифуге НОГШ-375 (анало центрифуги Бэрда).

Выход тонкой фракции в конце процесса 1,40 при длительности класси- фик ации 0,27ч.

Пример 8 (сравнительный). В 1 м суспензии диоксида титана с концентрацией 300 кг/м вводят 0,65 мае. ПФ Na и 0,05 мас.% ТЭА. Суспензию измельчают в бисерной мельнице стеклянными шариками диаметром 1,0 мм, при расходе через мельницу 5,56 . Б измельченную суспензию добавляют 0,15% ПФ Na и гидроксида натрия до рН 9,0, после.чего классифицируют в ГЦ в две стадии с перечистками. Выход тонкой фракции 1,42.

Пример 9 (сравнительный). В 1 м суспензии по примеру 8 вводят 0,1 мас.% ПФ Na и гидроксид натрия до рН 7,0. Суспензию измельчают и классифицируют аналогично примеру 8. Выход тонкой фракции 1,33.

Пример 10 (сравнительный). В суспензию по примеру 1 вводят

0,1 мае i % ПФ Na и силикат натрия до достижения суспензией рН 7,0. Суспензию перемешивают и измельчают в трубной мельнице 3 ч. Измельченный пигмент репульпируют дистиллирован- ной водой до концентрации 180 г/м , добавляют 0,15% 1М Na и NaOH до рН 9,0, нагревают суспензию до 60 С и классифицируют на центрифуге НОГШ-375. Получают 1,48 м суспензии тонкой фракции с концентрацией 165 кг/м. Выход тонкой фракции 1,41.

Предлагаемая добавка соединений натрия перед размолом в суспензию диоксида титана способствует увеличе-

Редактор Н. Гунько

Составитель Л. Романцева

Техред Л.Олейник Корректор И.Эрдейи

Заказ 4786/29Тираж 644Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР

по делам изобретений и открытий 113,35, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4

нию выхода тонкой фракции в 1,2-1,5 раза при снижении диспергируемости пигмента на мкм.

Измельчение пигмента в бисерной мельнице мелющими телами 0,3-1,0 мм снижает энергоемкость размола в 5- 6 раз по сравнению с размолом в трубной мельнице.

Классификация суспензии с предлагаемой добавкой перед размолом в гидроциклонах с указанным диаметром и разгрузочным отношением многократно увеличивает производительность процесса по сравнению с отстаиванием.