一种二氧化钛的有机包膜处理方法与流程

本发明属于钛白粉生产领域，特别涉及一种二氧化钛的有机包膜处理方法。

背景技术：

二氧化钛，俗称钛白粉，广泛应用于涂料、油漆、塑料、造纸、化妆品及医药工业中。在金红石型钛白的生产过程中，结合直接客户的需要，对钛白粉的耐候性、分散性和遮盖力等应用提出专业性要求，都要进行无机包膜和有机包膜。无机包膜主要功能是提高二氧化钛耐候性和化学稳定性。有机表面处理可以提高二氧化钛在各种分散介质中的润湿性、分散性和流变性。

目前，在各大钛白粉生产企业有机包膜的主要方式是将液体有机剂和钛白粉送入汽粉机腔室内，并从汽粉机底部向腔室内注入高压蒸汽进行雾化，完成有机包膜。但从实际生产指标反馈该方法有机包覆并不完全，在不同体系中分散并不稳定。且由于有机剂上膜率较低，后续经汽粉袋滤器过滤时汽粉袋滤器的仓壁挂料量增大，汽粉袋滤器停机清洗频率增加，系统后续返料压力大。

技术实现要素：

本发明要解决的技术问题是提供一种工艺合理，包膜效果好，有机剂在钛白粉表面包覆均匀，产品质量合格稳定的二氧化钛的有机包膜处理方法。

本发明的技术解决方案是：

一种二氧化钛的有机包膜处理方法，其具体步骤如下：

1)采用二氧化钛汽粉处理系统，该系统包括汽粉料仓、有机物料罐和雾化喷枪，所述汽粉料仓的出料口依次连接有螺旋输送机、汽粉机，在汽粉机的出料口通过输送上升管道连接有汽粉袋滤器，其特殊之处在于：在靠近汽粉机出料口的输送上升管道上设有有机剂进口，所述有机物料罐的出料口通过管道与雾化喷枪的进料口相连通，所述雾化喷枪的喷嘴与输送上升管道上的有机剂进口相连通，所述汽粉袋滤器的出料口连接有成品料仓；

2)汽粉料仓内的二氧化钛由汽粉料仓底部的出口放料至螺旋输送机，通过螺旋输送机的进料口送至汽粉机，在汽粉机的底部通入的蒸汽，二氧化钛在汽粉机内汽粉处理，得到二氧化钛细粉料，然后，二氧化钛细粉料由汽粉机的出料口进入输送上升管道；

3)有机硅物料罐内的有机包膜剂经雾化喷枪雾化后，由雾化喷枪的喷嘴经有机剂进口喷入输送上升管道内，在输送上升管道内对汽粉处理后的二氧化钛有机剂包膜，有机剂总加入量占钛白粉重量的0.4％，加入速度控制在0.01m³/h～0.013m³/h；雾化喷枪的压力控制在0.3mpa～0.5mpa，送入汽粉袋滤器进行气固分离，有机包膜后的二氧化钛的由汽粉袋滤器的底部出口送入成品料仓。

进一步的，在所述输送上升管道内设置螺旋翅片，且螺旋翅片安装在有机剂进口的上端位置，以提高有机剂分散包覆均匀性，使之形成微小分散的雾滴与钛白细粉料进行充分均匀的包覆。

进一步的，所述螺旋翅片直径与输送上升管道的内径相匹配，所述螺旋翅片的高度为0.8m～1m。

进一步的，所述输送上升管道的内径为425mm。

进一步的，汽粉机的蒸汽压力为1.6mpa～2.5mpa、蒸汽温度为290℃、蒸汽用量为4.0t/h～5.5t/h、汽固比(蒸汽与二氧化钛的比值)为1.5:1～2.0:1。

进一步的，所述雾化喷枪为蒸汽雾化喷枪，雾化喷枪内蒸汽加入速度控制在12公斤/小时～14公斤/小时。

进一步的，在有机物料罐和雾化喷枪之间的管道上依次设有隔膜泵、阻尼机，使有机剂的流量趋于平稳。

本发明的有益效果：

(1)采用机剂雾化喷枪加有机剂，其喷出的雾化液体分子更细微，所得到雾化的效果好，增加与钛白粉颗粒物料充分混合包覆的效果。有机剂充分包膜后大大削弱了钛白粉表面极性，降低了表面自由能，使得钛白粉具有良好的润湿性和去离子水，搅拌分散均匀后，达到在不同体系中分散稳定状态的目的。

(2)对有机剂进行雾化后在汽粉后进行加入，使之减少对汽粉机的磨损及增加分散均匀效果；即延长了汽粉机使用寿命(延长1倍使用周期)，同时也降低了钛白粉杂质含量，降低了物料挂壁量，减少了系统内汽粉袋滤器清理系统频率，提高了系统的运行周期，从而使钛白粉有机剂达到在不同体系中分散稳定状态的目的。

附图说明

图1是本发明的用二氧化钛汽粉处理系统的结构示意图。

图中：1-汽粉料仓，2-螺旋输送机，3-汽粉机，4-输送上升管道，401-有机剂进口，5-螺旋翅片，6-汽粉袋滤器，7-成品料仓，8-有机物料罐，9-雾化喷枪，10-隔膜泵，11-阻尼机。

具体实施方式

实施例1

1)采用二氧化钛汽粉处理系统，该系统包括汽粉料仓1和有机物料罐8，所述汽粉料仓1的出料口依次连接有螺旋输送机2、汽粉机3，在汽粉机3的出料口通过输送上升管道4连接有汽粉袋滤器6，所述汽粉袋滤器6的出料口连接有成品料仓7；所述有机物料罐8的出料口通过管道连接有雾化喷枪9，所述雾化喷枪9为蒸汽雾化喷枪；在有机物料罐8和雾化喷枪9之间的管道上依次设有隔膜泵10、阻尼机11，使有机剂的流量趋于平稳。在靠近汽粉机3出料口的输送上升管道4上设有有机剂进口401，所述雾化喷枪9的喷嘴与输送上升管道4上的有机剂进口401相连通，在所述输送上升管道4内设置螺旋翅片5，且螺旋翅片5安装在有机剂进口401的上端位置，以提高有机剂分散包覆均匀性，使之形成微小分散的雾滴与钛白细粉料进行充分均匀的包覆；其中，输送上升管道4的内径为425mm，所述螺旋翅片5直径与输送上升管道4的内径相匹配，所述螺旋翅片5的高度为0.9m；

2)汽粉料仓1内的二氧化钛由汽粉料仓1底部的出口放料至螺旋输送机2，通过螺旋输送机2的进料口送至汽粉机3，在汽粉机3的底部通入的蒸汽，二氧化钛在汽粉机3内汽粉处理，汽粉机3的蒸汽压力为2mpa、蒸汽温度为290℃、蒸汽用量为5t/h、汽固比(蒸汽与二氧化钛的比值)为1.8:1，得到二氧化钛细粉料，然后，二氧化钛细粉料由汽粉机3的出料口进入输送上升管道4；

3)有机硅物料罐内的有机包膜剂(有机包膜剂为三羟甲基乙烷、聚羧酸盐分散剂进行复配，复配时，先将200g三羟甲基乙烷加入100g水中配成溶液，然后再加入60g聚羧酸盐分散剂)经雾化喷枪9雾化后(雾化喷枪9内蒸汽加入速度控制在12公斤/小时)，由雾化喷枪9的喷嘴经有机剂进口401喷入输送上升管道4内，在输送上升管道4内对汽粉处理后的二氧化钛有机剂包膜，有机剂总加入量占钛白粉重量的0.4％，加入速度控制在0.012m³/h；雾化喷枪9的压力控制在0.4mpa，送入汽粉袋滤器6进行气固分离，有机包膜后的二氧化钛的由汽粉袋滤器6的底部出口送入成品料仓7。

实施例2

1)采用二氧化钛汽粉处理系统，该系统包括汽粉料仓1、有机物料罐8和雾化喷枪9，所述汽粉料仓1的出料口依次连接有螺旋输送机2、汽粉机3，在汽粉机3的出料口通过输送上升管道4连接有汽粉袋滤器6，在靠近汽粉机3出料口的输送上升管道4上设有有机剂进口401，所述有机物料罐8的出料口通过管道与雾化喷枪9的进料口相连通，所述雾化喷枪9的喷嘴与输送上升管道4上的有机剂进口401相连通，在有机物料罐8和雾化喷枪9之间的管道上依次设有隔膜泵10、阻尼机11，使有机剂的流量趋于平稳；所述汽粉袋滤器6的出料口连接有成品料仓7；

2)汽粉料仓1内的二氧化钛由汽粉料仓1底部的出口放料至螺旋输送机2，通过螺旋输送机2的进料口送至汽粉机3，在汽粉机3的底部通入的蒸汽，二氧化钛在汽粉机3内汽粉处理，汽粉机3的蒸汽压力为1.6mpa、蒸汽温度为290℃、蒸汽用量为4.0t/h、汽固比为1.5:1，得到二氧化钛细粉料，然后，二氧化钛细粉料由汽粉机3的出料口进入输送上升管道4；所述输送上升管道长度大于1m；

3)有机硅物料罐内的有机包膜剂经雾化喷枪9雾化后，由雾化喷枪9的喷嘴经有机剂进口401喷入输送上升管道4内，在输送上升管道4内对汽粉处理后的二氧化钛有机剂包膜，有机剂总加入量占钛白粉重量的0.4％，加入速度控制在0.01m³/h；雾化喷枪9的压力控制在0.3mpa，送入汽粉袋滤器6进行气固分离，有机包膜后的二氧化钛的由汽粉袋滤器6的底部出口送入成品料仓7。

实施例3

1)采用二氧化钛汽粉处理系统，该系统包括汽粉料仓1和有机物料罐8，所述汽粉料仓1的出料口依次连接有螺旋输送机2、汽粉机3，在汽粉机3的出料口通过输送上升管道4连接有汽粉袋滤器6，所述汽粉袋滤器6的出料口连接有成品料仓7；所述有机物料罐8的出料口通过管道连接有雾化喷枪9，所述雾化喷枪9为蒸汽雾化喷枪；在有机物料罐8和雾化喷枪9之间的管道上依次设有隔膜泵10、阻尼机11，使有机剂的流量趋于平稳。在靠近汽粉机3出料口的输送上升管道4上设有有机剂进口401，所述雾化喷枪9的喷嘴与输送上升管道4上的有机剂进口401相连通，在所述输送上升管道4内设置螺旋翅片5，且螺旋翅片5安装在有机剂进口401的上端位置，以提高有机剂分散包覆均匀性，使之形成微小分散的雾滴与钛白细粉料进行充分均匀的包覆；其中，所述输送上升管道4的内径为425mm所述螺旋翅片5直径与输送上升管道4的内径相匹配，所述螺旋翅片5的高度为1m；

2)汽粉料仓1内的二氧化钛由汽粉料仓1底部的出口放料至螺旋输送机2，通过螺旋输送机2的进料口送至汽粉机3，在汽粉机3的底部通入的蒸汽，二氧化钛在汽粉机3内汽粉处理，汽粉机3的蒸汽压力为2.5mpa、蒸汽温度为290℃、蒸汽用量为5.5t/h、汽固比为2.0:1，得到二氧化钛细粉料，然后，二氧化钛细粉料由汽粉机3的出料口进入输送上升管道4；

3)有机硅物料罐内的有机包膜剂(有机包膜剂为三羟甲基乙烷、聚羧酸盐分散剂进行复配，复配时，先将200g三羟甲基乙烷加入100g水中配成溶液，然后再加入60g聚羧酸盐分散剂)经雾化喷枪9雾化后(雾化喷枪9内蒸汽加入速度控制在14公斤/小时)，由雾化喷枪9的喷嘴经有机剂进口401喷入输送上升管道4内，在输送上升管道4内对汽粉处理后的二氧化钛有机剂包膜，有机剂总加入量占钛白粉重量的0.4％，加入速度控制在0.013m³/h；雾化喷枪9的压力控制在0.5mpa，送入汽粉袋滤器6进行气固分离，有机包膜后的二氧化钛的由汽粉袋滤器6的底部出口送入成品料仓7。

对比例1

有机包膜剂的加入方式采用在汽粉袋滤器入口管道处加入，有机包膜剂总加入量占钛白粉重量的0.5％，汽粉机汽源温度为350℃，其他与实施例1相同。

上述实施例1～实施例3半成品指标(汽粉料仓内的二氧化钛)为cbu9.0、l*98.1、fe≤20ppm、分散性50μm；本发明实施例和对比例使用的半成品指标(汽粉料仓内的二氧化钛)为同一工艺条件下制备的无机包膜钛白粉浆料。

表1

本发明实施例1～实施例3制备的产品成品指标为cbu为13-15、l*(≥98.3)、fe(≤30ppm)、分散性(≤10μm)、综合合格率(≥82％)。产品符合针对二氧化钛产品为cr510系列的要求。

以上仅为本发明的具体实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。