Способ механической обработки пигментного диоксида титана

 

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (19) (11) (51)4 С 09 С 1/36 3/04

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3592326/23-26 (22) 13.05.83 (46) 07.09.86, Бюл. У 33 (72) М. Д. Барский, Г. Г. Пацеля, Г, А. Горюнов, А. А. Гузаирова, P. А, Почековский, В, П. Марченко, Е. В. Третьяк, Н. И. Лобко, И. С. Сутягин, 3. М. Новгородский и А. И. Хаконов (53) 667.662.118-22(088.8) (56) Ермилов П. И. Диспергирование пигментов. М.: Химия, 1971, с. 41-42.

Патент Франции 9 1531403, кл. С 09 С) 1968.

Новое в технологии получения двуокиси титана. Сборник. Челябинск, 1976, с. 120-127.

Горюнов Г. А. и др. Усовершенствование технологии классификации двуокиси титана. — Лакокрасочные материалы, 1981, 9 3 с. 39-40. (54) (57) СПОСОБ МЕХАНИЧЕСКОЙ ОБРАБОТКИ ПИГМЕНТНОГО ДИОКСИДА ТИТАНА, включающий измельчение водной суспензии пигмента в присутствии добавки соединений натрия, содержащей полифосфат натрия, и последующую гидроклассификацию измельченного продукта, отличающийся тем, что, с целью повышения выхода тонкой фракции целевого пигмента, добавку соединений натрия берут из полифосфата и алюмината натрия в массовом соотношении 0,5-3,0:1 в количестве

0,05-5Х к массе пигмента.

1255630

Изобретение относится к технологии получения пигментного диоксида титана на стадии конечной стадии механо †химическо модифицирования и может быть использовано в лако- 5 красочной, текстильной, бумажной и других отраслях промышленности.

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- 15 шения физико-химических его свойств.

Эффективность мокрого измельчения и классификации оценивают по содержанию в обработанном пигменте тонкой фракции частиц не крупнее 5 мкм. 20

При этом под выходом тонкой фракции понимается отношение масс тонкой фракции в целевом продукте после измельчения и классификации и исходном.

Выход тонкой фракции склацывается из содержания ее после измельчения с учетом увеличения ее при классификации.

Способ механической обработки пигментного диоксида титана осу- 30 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 0,055Х к массе пигмента с последующей гидроклассификацией измельченного продукт а, Использование смеси полифосфата и алюмината натрия в указанном соотношении и количестве является оп40 тимальным, так как запредельное соотношение в смеси приводит к снижению выхода тонкой фракции; не приводит к увеличению последней и содержание добавки менее 0 05 и более

0,5Х.

Предлагаемая смесь соединений натрия при размоле обеспечивает снижение поверхностной энергии частиц в S0 суспензии,Лучшие результаты достигаются при измельчении в бисерной мельнице с размером мелющих тел 0,3-1,0 мм с последующей классификацией в гидроциклонах (ГЦ), преимущественно, с у диаметром 20-40 мм и разгрузочным отношением 0,625-0,700 (отношение диаметра шламовой насадки 2 ГЦ к диаметру сливного отверстия) . Такое аппаратурное оформление ГЦ подобрано экспериментально в расчете на классификацию суспензии вязкостью

1,10-1,30 сП.

Пример 1 ° 300 кг диоксида титана рутильной модификации суспенэ дируют в 1 м дистиллированной воды.

Содержание частиц размером 65 мкм в суспензии 40Х °

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 0,27Х к массе

Ti0 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,О мм. Измельченный продукт содержит частицы размером (5 мкм в количестве 74Х, Этот продукт далее классифицируют в гидроциклоне со следующими геометрическими параметрами: диаметр цилиндрической части D=40 мм, угол конусности конической части оС =5, диаметр отверстия сливной насадки d =10 мм, диаметр отверстия шламовой насадки Й =7 мм, разгрузочное отношение

de/dc =О, 700, В результате классификации полу3 чают 0,71 м суспензии слива с концентрацией 280 кг/м и 0,29 м суспензии шлама с концентрацией з

352 кг/м . Суспензию слива перечищают на гидроциклоне с получением

0,51 м суспензии целевого продукта э и 0,2 м суспензии шлама. Последнюю смешивают с О, 29 м суспензии шлама

9 первой стадии классификации и перечищают на аналогично используемому на первой стадии. В результате полу3

/ чают 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 з 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.

1255630

Необходимость классификации в две стадии в гидроциклонах обусловлена более полным использованием исходного продукта и сокращением отходов, 5

Пример 2. В исходную суспензию по примеру 1 вводят смесь иэ

О,1 кг алюмината калия и 0,05 кг ПФ Na (соотношение соединений 1:0,5 при общем количестве 0,05Х к массе Т О ) .

Полученную суспензию с рН 0,5 и вязкостью 1,30 сП (11,0 с по вискозиметру В3-4) измельчают и классифицируют в две стадии с перечистками анало- г5 гично примеру I при использовании

ГЦ диаметром 30 мм и с разгрузочным отношением 0,625 (5 мм/8 мм). Параметры процесса: содержание частиц

i5 мкм в исходной суспенэии 40%, в 20 размолотом продукте 79%, доля целевого продукта от исходного 0,71, выход тонкой фракции 1,61, длительность классификации 0,34 ч,.

Пример 3. В исходную суспен-2 зию по примеру 1 вводят смесь из

0,375 кг алюмнната натрия и 1,!25 кг

- ПФ Na в виде раствора в 5 л воды, Соотношение соединений 1:3,0 при общем количестве 0 5% к массе Ti0 . Полученную суспензию с рН 11,0 и с вязкостью 1,10 сП (10,0 с по вискоэиметру ВЗ-4) измельчают в бисерной мельнице мелющими телами, представляющими собой частицы кварцевого пес-3S 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 40 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, 45

Пример 4. Измельчение и классификацию суспенэии пигмента осуществляют аналогично примеру 2, но при условии перечистки суспензии шлама отстаиванием в отстойнике 9 ч. 50

В результате всех операций получают 216 кг целевого продукта с содержанием тонкой фракции 93Х и выходом ее 1,63.

Пример 5 ° В условиях приме- 55 ра 3 измельчение проводят в трубной мельнице мелющими телами 35-50 ьс4, После классификации получают 200 кг целевого продукта с содержанием тонкой фракции 80% и выходом ее 1,53, при длительности классификации

0,40 ч.

Приме р 6. В 10 м водной суспензии диоксида титана с содерз жанием твердого 600 кг/м вводят алюминат натрия в количестве

0,02 кг/кг TiO< и 0,05Х ПФ Na к массе TiO, вязкость полученной суспензии по В3-4 19,6 с.

Суспензию далее измельчают в шаровой мельнице 6 ч, затем репульпируют до содержания твердого д

130 кг/м и классифицируют в центрифуге ЦЛС-3 со скоростью 1500 об/мин.

Получают 870 мл тонкой фракции с содержанием твердого 105 кг/м и тонэ кой 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

3 в исходной суспензии 40%. В суспензию добавляют 1,95 кг гексаметафосфата натрия (ГМФ Na) и 0,9 кг триэтаноламина (ТЭА), тщательно перемешивают и измельчают далее суспензию в трубной мельнице 3 ч мелющими телами .35 мм. Содержание тонкой фракции в размолотой суспензии 61%.

Суспенэию после размола классифицируют на центрифуге НОГШ-375 (аналог центрифуги Бэрда).

Выход тонкой фракции в конце процесса 1,40 при длительности классиl фикации 0,27 ч.

Пример 8 (сравнительный). В

1 м суспенэии диоксида титана с концентрацией 300 кг/м вводят 0,65 мас.Х

ПФ Na и 0,05 мас ° % ТЭА, Суспенэию измельчают в бисерной мельнице стеклянными шариками диаметром 1,0 мм, при расходе через мельницу 5,56 10 м /с. В измельченную суспенэию добавляют 0,15% ПФ Иа 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,Х ПФ Na и гидроксид натрия до рН 7,0 ° Суспензию измель- . чают и классифицируют аналогично примеру 8, Выход тонкой фракции 1,33, Пример 10 (сравнительный).

В суспензию.по примеру 1 вводят

Составитель Л. Романцева

Техред Л.Олейник Корректор И.Эрдейи

Редактор Н, Гунько

Подписное

Заказ 4786/29 Тираж 644

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113,35, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

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

5 12556

0,1 мас.7 ПФ Na и силикат натрия до достижения суспензией рН 7,0. Суспензию перемешивают и измельчают в трубной мельнице 3 ч. Измельченный пигмент репульпируют дистиллированной водой до концентрации 180 г/м, Ъ добавляют 0,15Х ПФ Na u NaOH до ь рН 9,0, нагревают суспенэию до 60 С и классифицируют на центрифуге

НОГШ-375, Получают 1,48 м суспенэии 10 тонкой фракции с концентрацией

165 кг/м . Выход тонкой фракции 1,41.

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

30 4 нию выхода тонкой фракции в 1,2-1,5 раза при снижении диспергируемости пигмента на 7-10 мкм, Иэмельчение пигмента в бисерной мельнице мелющими телами 0,3-1,0 мм снижает энергоемкость размола в 56 раз по сравнению с размолом в трубной мельнице.

Классификация суспенэии с предлагаемой добавкой перед размолом в гидроциклонах с укаэанным диаметром и разгрузочным отношением многократно увеличивает производительность процесса по сравнению с отстаиванием,