纳米钛白粉在涂料中的应用
2019-02-13 10:12:38
正是因为纳米TiO2具有多种奇特功用,因此也就具有普通颜料TiO2所不具备的多种共同的用处。
因为纳米TiO2的颗粒尺度小,具有紫外线吸收才能强、光学功用安稳、涣散性好、比表面积大、表面结合能高级特色,将其运用于涂料,可使涂料功用安稳,涂层的光学功用、磁功用、电能、力学功用得到进步或显现新的功用。可使附着力结实、柔韧性进步、抗冲击才能增强、抗老化才能大幅度进步。当添加量为1%~3%时,附着力由5级变为1级;柔韧性由5mm进步到lmm;抗冲击功用由20kg·cm进步到60kg·cm;抗老化时刻由500h进步到2000h。特别是随角异色效应尤为明显。其在涂料上的运用主要有下列几方面。
1.作为效应颜料用于随角异色效应轿车面漆中,这是现在纳米TiO2最重要的用处。若与云母珠光颜料(或铝粉颜料)以1:1或2:1拼用时,会发生双色效应,即随角异色效应。这种金属亮光涂层,从不同方向调查,能看到不同的闪色和变角异色的蓝光;若与银白色珠光钛白颜料(或铝粉颜料)拼用,正视时涂膜呈金色金属外观,掠视或平视时则呈蓝色亮光,而金色光和蓝色光之间的接连改变会贯穿涂膜表面的一切弧面和棱角,因此能添加金属面漆色彩的丰满度和色彩美感(见下图)。这种效应颜料的富于变幻的色彩和共同的光学功用很快便得到了轿车涂料商的欢迎,使之成为最高层次的颜料,而且用于豪华轿车的面漆。将纳米TiO2添加在轿车用金属亮光漆中,不只能使涂层发生很好的色彩效应,而且能够明显地进步轿车漆的附着力、抗冲击性和耐候性。1985年BASF公司初次将纳米TiO2用于金属色轿车面漆,并于1985年申请专利,1989年由福特轿车公司在其金属亮光轿车面漆中首要运用取得成功。到现在国际上至少有11种含有纳米TiO2的金属亮光面漆被运用。现在国际上有一半以上的轿车选用金属亮光面漆。
顾客对轿车色彩的挑选往往都倾向于金属灰色、金属银色、赤色和白色。纳米TiO2能使这些色彩增辉,因此遭到轿车配色专家的偏心。
为使含有珠光颜料的轿车面漆能发生诱人的乳光效应,需求选用三涂层体系,因此涂装进程复杂化,修补也比较困难,参加纳米TiO2,不只可省去三涂层体系中的干与层,而且修补也较简单,所发生的乳光效应更好。纳米TiO2的呈现,使之发生新一代轿车涂料。
用纳米TiO2制备的轿车面漆,既可为上色面漆,也可为底色漆/通明面漆体系中的底色漆(中涂漆)。这种漆的基料可为酸、醇酸、聚酯、聚酯或基树脂。可为水性,也可为溶剂型。
所用的纳米TiO2最佳粒径为20~30nm,通明度最好为8~10级,紫外线吸收度最好为6级左右。配套运用的铝粉颜料或珠光颜料应当是轿车级的。中涂漆中的通明五颜六色颜料是炭黑、苝红、透铁红、透铁黄、酞菁蓝、酞菁绿、蒽嘧啶黄、喹酮红、咔唑二噁嗪紫、阴丹士林蓝、黄烷酮黄等。[next]
一种仅含有纳米TiO2和铝粉颜料的随角异色效应轿车面漆的配方见表1。
表1 随角异色效应轿车面漆配方质料商品名体积分数/%稀释剂含量/%干基/%出产商铝粉浆SS5245-AR62芳族溶剂汽油6.714.21超细TiO2UV-TitanL530100 1.001.02增稠剂Aerosil R812100 1.001.03乙酸纤维素CAB381.0118乙酸丁酯55.4310.04聚酯树脂AlftalatAN95170Solvesso10014.372.55脲醛树脂ResaminHF450100 2.552.55三聚胺树脂Maprenal MF59055/二4.63 5芳族溶剂汽油ShellsolA 10.92 6丁二醇Butyl Oxitol 0.67 6豆油卵磷脂Colorol75石油溶剂油0.120.17十氢化Dekalin 1.56 8硅油Baysilon10二1.040.19算计 100.031.4
一种仅含有铝粉和纳米TiO2的水性随角异色轿车面漆体系的底色漆(中涂漆)的制法如下。
先制备纳米TiO2涣散体。为此,取70g纳米TiO2如UV-Ti-tanL530与45g蒸馏水和2.5gPolysalz S混合。
然后制备底色漆的另一部分。为此取Silberline公司水性铝粉浆Aquavex303AR-107Pn1(69%)50g,与80g丁二醇、l0gDis-pexG40(10%蒸馏水溶液)、140g蒸馏水和280gAlberdingKAPU1012(42%)混合。将250g蒸馏水、38gDMAE(5%蒸馏水溶液)和38gViscalex HV30混合,并参加到上述混合物中。调理混合物的pH值为6.8.再将20g蒸馏水与45gDMAE(5%蒸馏水溶液)混合,并参加到上述混合物中。此刻混合物的pH值约为7.6。然后参加40g。
将纳米TiO2涣散体与上述混合物混合,并经恰当涣散,即得所要求的水性轿车面漆,其喷涂黏度约为25~30s。
含有通明颜料的纳米TiO2的3种灰色和2种金色随角异色轿车面漆,具有优异的乳光效应。含有五颜六色颜料的轿车效应涂料颜料组成及色彩见表2。
表2 含有五颜六色颜料的轿车效应涂料组成及色彩 灰色1灰色2灰色3灰色1灰色2超细TiO263.4464.8254.4661.3356.61炭黑2.53—13.65—2.15铝粉浆34.0334.7829.2932.8929.83苝红—0.402.60——透铁红———5.7812.41算计100100100100100正视色浅灰色金属
外观银色金属
外观棕色金属
外观浅金色金属
外观中深金色金属
外观闪视色浅灰色金
外观银色金属
外观棕色金属
外观浅金色金属
外观中金色金属
外观掠视色蓝灰色陶瓷
外观浅紫色陶瓷
外观暗蓝灰色金属
外观灰色非金属
外观中金色承包单位外观
现在我国出产的铝粉颜料和珠光颜料没有用于轿车面漆中,纳米TiO2还处于开发阶段。将各种效应颜料参加到树脂中构成轿车、面漆,这自身就是一个很大的课题。再加上改善我国效应颜料的质量,需求做更多的作业,我国随角异色面漆的开发作业,任重而道远。[next]
2.使用纳米TiO2具有紫外线屏蔽的功用,将其制成防紫外线涂料,运用于需求紫外线屏蔽的场所。如涂覆在制造阳伞的布料上,能够制成防紫外线的阳伞;使用纳米TiO2在悉数紫外区都具有有用的紫外线滤除才能,加上其化学性质安稳(熔点大于1800℃,热分化温度超越2000℃)、无毒(大鼠的LD50>5000mg/kg)而得到广泛运用。在清漆和淡色涂猜中能够作为紫外线吸收剂,例如,在清漆中含有0.5%~4.0%的纳米TiO2,便能避免木材受光照后发黑。一起能够制成耐候性优异的建筑外墙涂料和进步轿车涂料的耐老化性。将纳米TiO2添加到外墙乳胶漆中,可减免涂膜遭受紫外线的腐蚀,进步涂膜的色彩鲜艳度、抗老化功用和耐擦拭性,然后进步涂料质量。
3.因为纳米TiO2具有高活性的巨大表面积与成膜物和溶剂构成强壮的相互效果,可极大地改善涂料的流变性,将其用于建筑涂料,能够进步涂层的附着力,避免涂料流挂。
4.因为纳米TiO2与树脂之间构成强壮的界面结合力,因此能够进步涂层的强度、硬度、耐磨性和耐刮伤性等。
5.因为纳米TiO2是具有半导体性质的粒子,将其参加到树脂中,并涂覆到家用电器上构成涂层,有很好的静电屏蔽功用。为了避免电磁波的搅扰,电子屏蔽涂料应运而生。
6.因为锐钛型纳米TiO2具有光催化特性和亲水性,因此在玻璃、镜面、瓷砖、铝合金等建材表面涂以纳米TiO2涂层,能够使这些材料的表面经光照后,具有防尘、防尘垢堆积、易洗、易干等自洁功用,而且具有很强的氧化复原才能,以及净化空气、除臭等功用,可制成抗菌、防霉内墙涂料。纳米TiO2对不同细菌的灭菌率都在92%以上,而且其灭菌效果不会随时刻的延伸而逐步下降,乃至消失。
7.使用纳米TiO2的光催化特功用够制得光催化净化大气的环保涂料,将这种涂料涂覆在高速公路、桥梁、建筑物、广告牌等的表面上,在太阳光或室内自然光的效果下,可将大气中的NOx催化转化为硝酸。而且该涂料在催化活性下降后,只需用水冲刷,即可康复催化活性。它在消除室表里大气和工厂中的NOx等污染物方面和消除化石燃料(石油和天然气)及柴油引擎的催化转化器中发生的硫化物方面,具有潜在的运用远景。
除此之外,纳米TiO2还运用于军事隐身涂料、绝缘涂料、通明耐磨涂料、静电屏蔽涂料和包装用阻隔性涂层纳米涂料等。
粉末涂料对钛白粉性能的要求
2019-02-26 10:02:49
据我国环氧树脂行业协会专家介绍,聚酯环氧粉末涂料的颜料首要包含各种钛、中铬黄、铁绿、铁红、铁黄、耐晒黄G、酞菁绿、酞菁蓝BGS、大红BBN、艳红、永固红F3RK、永固红F5RK炭黑等种类。其间是白色聚酯环氧粉末涂料常用的白色颜料。在按照常用的白色聚酯环氧粉末涂料配方,对不同类型的钛A0101、R940、R902、R244、R930、R706进行比较实验后,可发现不同类型钛对白色聚酯环氧粉末涂料的影响。
不同类型的钛,因为制作工艺、晶型和表面处理办法不同,其化学成分和性质不同,对聚酯环氧粉末涂料的化学反应活性和分散性影响也不同,对粉末涂料的胶化时刻和熔融水平流动性有显着的影响,对涂膜的流动性、光泽、色差和耐冲击性也有影响。数据标明,锐钛型钛(A0101)制造的粉末涂料比金红石型(R型)钛制造的粉末涂料,活性大、胶化时刻短、熔融水平流动性小、涂膜平坦性差、光泽低。金红石型钛之间的技术指标也有显着的不同。
因而依据粉末涂料功能的要求,挑选可以满意粉末涂料和涂膜功能要求的钛种类是很重要的。研讨标明消光聚酯环氧树脂粉末涂料中,锐钛型钛比金红石型钛更易使涂膜变色或泛黄,因而这种涂料系统最好运用金红石型钛。
钛白粉术语
2019-02-13 10:12:44
折射率:当光从一种介质射入另一种介质时,有时会因速度发作改动而改动方向,这种现象叫做折射,当光从真空射入某一种介质而发作折射时,入射角和折射角的正弦的比值叫做折射率,折射率又称光指数。 白度:白度是表明物质对可见光吸收与反射两部分之比,相对白度是波长和粒度的函数。白度归纳了白色颜料的亮度与色彩两种光学效果。 隐瞒力:隐瞒力是指当一件物体涂以某种涂料时,涂猜中的颜料能隐瞒被涂物体表面的底色,使这底色不能再透过涂料而显露出来的才能。 颜料质量(g)隐瞒力=颜料质量(g)/ 被涂物体表面积(cm2)颜料的隐瞒力越大,则这个数值越小。隐瞒力也可以用每克颜料能隐瞒被涂物体的表面积来表明,就是上一种表明办法的倒数。这种办法表明的颜料隐瞒力越大,则其数值便越大,涂膜便可以越薄,所需的涂料量便越小。 消色力:颜料的消色力,就是这种颜料与另一种色彩的颜料混合后,能使得到的混合物显现它自身颜料的才能。以白色颜料而言,当它与一深色颜料混合后,混合物的色彩越浅,表明它的消色力越强。 吸油量:颜料的吸油量是指每100g颜料,在到达彻底湿润时需求用油的最低质量,吸油量常用百分率来表明。 有用酸:在酸解产品浸取所得的钛液中,硫酸主要以三种不同方式存在:(1)与钛结合的硫酸;(2)与其他金属(主要是铁)结合的硫酸;(3)未被结合的,过剩的游离酸。由于无法独自测定与钛结合的酸和游离酸,只能测定这二者的总和,因而就把二者的总和称为有用酸。 有用酸=与钛结合的酸+游离酸 酸比值:钛液中有用酸与总钛含量之比叫酸比值。酸比值又名酸度系数,通常用F来表明。 钛液的安稳性:安稳性又称安稳度,就是在钛出产中,钛液在条件改动的情况下,有发作前期水解而分出白色胶体粒子的倾向,这种倾向的强弱程度叫做钛液的安稳度。表明这种倾向强弱的特性叫做钛液的安稳性。 钛液的前期水解:一般来说,从酸解后到未进行后期水解之前,钛液中不该含有偏钛酸和正钛酸这两种胶体粒子,可是有时在钛液的浸取、复原、运送和寄存进程中,由于操作不妥或条件改动,而在钛液中呈现上述两种白色胶体物质,这种现象称为钛液的前期水解。 酸解率:溶液中的可溶性钛盐总量(以TiO2计)占所投钛铁矿中所含钛总量(以TiO2计)之百分比,叫做酸解率。 溶液中总钛含量 酸解率(%)=(溶液中总钛含量/矿粉中总钛含量) *100 钛液的残渣:用硫酸分化钛铁矿后,经浸取所得到的溶液,是一种混浊不清的杂乱系统。这种溶液既具有真溶液的性质,又具有胶体溶液的性质,既含有以钛和铁为主的可溶性硫酸盐,又含有不溶性的、颗粒较大的悬浮的机械杂质和颗粒较小的、具有较高安稳性的胶体杂质。后两种不溶性的固体杂质,称之为钛液的残渣。 铁钛比:钛液中总铁含量和总TiO2含量之比叫做铁钛比,其公式如下: 总Fe含量(g/l)铁钛比=总Fe含量(g/l)/ 总TiO2含量(g/l)铁钛比的凹凸,对水解产品的偏钛酸的颗粒巨细和结构有必定的影响。因而在钛出产中,特别是在涂料钛出产时,有必要控制在必定的铁钛比范围内。 钛液的浓缩:钛液中的水是溶剂,是可蒸发的,而钛液中的硫酸氧钛、硫酸钛和硫酸亚铁等是溶质,是不行蒸发的。借助于加热的效果,使钛液中的溶剂(水)逐步气化蒸发而扫除,使溶质的浓度逐步增大,这个进程称为浓缩。 涂料用钛的质量要求:A、白度好;B、研磨潮湿性好;C、耐候性好;D、化学安稳性好;E、粒度小,隐瞒力大,消色力高,不透明度和光泽度好。 水解率:水解率是反映水解完结程度的一个值。即液相TiO2转变成固相TiO2的百分比。水解率的高或低,别离表明钛液中TiO2转变成固相TiO2的转化率的高和低。 沉降率:偏钛酸颗粒在水解后浆液中沉降速度的快慢叫做沉降率。它是反映水解好坏和偏钛酸粒子巨细的一个值。沉降率高,偏钛酸粒子就细;沉降率低,偏钛酸粒子就粗。 [next] 盐处理:偏钛酸在煅烧前参加少数化学品添加剂进行改性处理的进程,称为盐处理,亦称为前处理。 钛的后处理:钛的后处理是对通过损坏的钛粒子进行粒度分级后,将符合要求的粒子进行表面改性处理的进程。 粉化、老化、耐候性:用于室外的漆料,通过日晒雨淋,漆膜逐步被损坏,其表层逐步失去光泽,颜料颗粒离分出来,成为一层可被擦去的疏松粉末,这种现象称为粉化。在粉化的一起,白漆会泛黄,色漆会褪色,这种现象称为漆膜老化。漆膜能耐受这种老化的程度,称为耐候性。 涣散性:涂料的制作,实际上是通过研磨或拌和,将颜料很好地涣散在各种基料的胶粘液体中。颜料在介质中的易涣散程度和在涣散系统中的涣散安稳性,称为涣散性。 硫酸分化钛铁矿的办法:依据参加反响的硫酸浓度和终究反响产品的状况,钛铁矿的酸解办法分为三种,即液相法、两相法、固相法。 固相法酸解:选用80%以上的硫酸,反响剧烈敏捷,在5~30min内完结,反响最高温度达250℃。 熟化的意图:酸解反响后要进行熟化,其意图是让固相物逐步冷却,在这个冷却进程中,让一部分未酸解的矿粉持续与存在的游离酸效果,以利进步酸解率。 钛液的复原:浸取的钛液中既有硫酸亚铁(FeSO4),又有硫酸高铁Fe2(SO4)3,硫酸亚铁在酸性溶液中是安稳的,只要在pH值大于5时才开端水解;硫酸高铁在pH为2.5的酸性溶液中,即开端水解,生成氢氧化高铁沉积。在偏钛酸洗刷时,当pH到达2.5就会生成氢氧化沉积稠浊在偏钛酸中,待到煅烧时即变成红棕色的三氧化二铁混在产品中,而影响钛的白度。因而,钛液中就不允许有三价铁的存在,有必要把三价铁复原成二价铁。 钛液冷冻结晶的意图:从钛铁矿通过酸解再通过加水浸取所得到的钛液中,含有很多的硫酸亚铁。冷冻结晶的意图主要是使硫酸亚铁成为晶体分出,然后通过过滤,使硫酸亚铁从钛液中别离出来。 钛液的净化:经沉降除掉绝大部分残渣和经冷冻结晶除掉硫酸亚铁晶体后的钛液,尚含有一些沉降不彻底而带来的颗粒细微的微量固相物。这些固相物极细,表面或许带有必定电荷,是一种胶体物质,由于颗粒小,在硫酸亚铁晶体粗滤时,可以穿滤而留在滤液中;别的钛液还存在着除钛以外的可溶性杂质,有害的杂质有必要除掉。将钛液进行过滤,就是除掉固相物,使钛液净化的一种手法。 液浓缩的意图:浓度低的钛液制得的偏钛酸的颗粒较粗,进而制得的钛的颜料功能较差。为使钛液通过水解得到颗粒较细均匀的偏钛酸,进而得到颜料功能优越的钛,就有必要将通过结晶过滤的浓度较低的钛液进行浓缩。 水解先加晶种的效果 由于晶种是决议水解产品粒子形状、巨细和终究产品功能的要害,是诱导热水解正确进行的导游。加晶种有两方面的效果,一是确保制得的粒子巨细恰当和均匀,而且有必定结构的水合二氧化钛;二是能使水解速度加速,使水解效果进行得较彻底,得到较高的水解率和取得优秀颜料功能的钛。 钛液水解的意图:钛液的水解是使二氧化钛组分从液相的钛液转变为固相的偏钛酸,然后与母液中的可溶性杂质别离,以提取纯洁的二氧化钛。 偏钛酸水洗的意图:水洗的意图是运用偏钛酸的水不溶性和杂质离子的水溶性进行液固别离,然后除掉偏钛酸所吸的母液中的很多的铁、硫酸及其他可溶性杂质,使之得到比较纯洁的偏钛酸。 真空过滤洗刷法:运用抽真空构成的压力差,将滤液吸过过滤介质,而将固体吸附在过滤介质表面。水洗时清水不断将溶解的杂质离子带过滤层而除掉。 叶滤机的作业原理:运用一种具有很多毛细孔的物料为介质,在真空的效果下,使溶液从小孔通过,而将固体截留,然后到达固液别离和固体水洗的意图。 漂白的意图:运用三价钛溶液漂白,把氢氧化高铁除掉,煅烧后就不会发生与金红石型钛同晶型结构的Fe2O3,这样钛的白度和消色力就不会下降。 煅烧的意图:在高温下使偏钛酸脱水、脱硫,而且构成具有必定晶型、到达必定质量指标的钛。 损坏钛的意图:经煅烧的钛大都是粒子的聚结物,需通过损坏才能使粒度到达颜料标准的要求,然后取得尽或许高的不透明度及其他颜料功能。 钛包膜的效果:包膜也叫表面处理,就是在钛颗粒表面包上一层特殊的膜,使钛颗粒自身与外面介质(空气或油料)离隔,这样就可以防止钛的光化学活性影响油料的安稳性和防止太阳光中紫外线的直接照耀,然后进步钛的耐候性,使其更适合于室外运用。 无机包膜:在钛浆液中添加无机处理剂,并使其金属离子以氧化物或氢氧化物的方式沉积在钛颗粒的表面,以下降光化学活性,进步耐候性。 有机包膜:在钛浆液中参加有机处理剂,以物理吸赞同化学吸附二种方式吸附在钛颗粒表面,改动钛的表面性质,以改善钛在不同介质中的涣散性。 不透明性:指光对颜料颗粒不能通过的程度。不透明性的巨细,首要取决于颜料的折射率和粒度,当然也与颜料体积浓度及吸油量等次级特性有关。 光泽度:表明某一物质对一投射来的光线的反射才能。反射才能越强,光泽度越大。 色相:就是颜料给予人们的色光感觉。 上色底相:上色底相又称灰漆色彩,它受颜料的均匀粒径及其散射力巨细的影响非常显着。 上色力:上色力是指一种颜料与另一颜料混合后,所给予另一种颜料的上色才能。 钛的类型区别:涂料用钛分为金红石型和锐钛型二种。按世界贯例,金红石型用其英文Rutile的第一个字母R表明,称为R型;锐钛型用其英文Anatase的第一个字母A来表明,称为A型。未经后处理的金红石型和锐钛型别离称为R1和A1型;通过后处理的金红石型和锐钛型别离称为R2、R3和A2型。 我国还把塑料用的锐钛型钛称为AP型;把化学纤维用的锐钛型钛称为AH型。 珐琅用钛质量要求:1.纯度高;②杂质少(若含有Fe2O3或Cr2O3,则产品会发生黄荫);③颗粒细微而均匀(使熔制时与其他材料易于混合而使在熔制进程中的熔制时易于控制);④具有很强的折射率和较高的消色力,在瓷釉中作乳浊剂,具有很强的乳浊度和不透明性,使涂搪后涂层薄、润滑和耐酸性强。 电焊条用钛的质量要求:(1)杂质含量少,硫和磷的含量不能超过0.05%,由于硫和磷在焊接时不蒸发而转移到焊缝金属中去,硫能使焊缝发生气泡和热裂缝(热脆性),磷能发生冷裂缝(冷脆性);(2)颗粒小而均匀,45μm筛孔筛余物要少0.5%;(3)视比容在0.8~0.9g/ml之间,如过小则粘性差,在配方中要添加水玻璃用量,致使影响焊接操作的焚烧。
硫酸法钛白粉的生产--钛白粉的粉碎
2019-02-15 14:21:16
一、颜料用钛的光学功能首要是取决于颗粒特性和表面性质 颜料用钛首要的光学功能是在于它被涣散在介质中和涂在表面上(作涂料)时的不透明性。与不透明性在不同程度上互相相关的重要光学功能是亮度、白度、色相、消色力和遮盖力。钛的不透明性很大程度上取决于它对光的折射率和颗粒特性。颗粒特性包含粒度、粒度散布和颗粒形状。别的,钛在各种介质中的涣散才干也是很重要的要素。因为在大多数状况下,颜料的光学功能能否充沛显现出来,还取决于钛的涣散性怎么,而涣散性往往又和颗粒特性及表面性质亲近相关。 二、钛的颗粒特性对颜料功能的影响 颗粒特性对颜料功能的影响有以下三方面。 1.颗粒粒度对颜料功能的影响 关于必定波长的人射光,当颜料颗粒巨细为半波长时,对光的散射率最高,也就是不透明度最高。可见光的波长为0.4-0.7μm,故理论上颜料颗粒的最佳粒径为0.2-0.35μm。若颗粒度过小,则发作光的衍射,导致不透明度下降。且颜料功能与散射系数联系甚大。当散射系数在粒径为0. 2μm时为最高,这时颜料的消色力和遮盖力最优,白度和光泽都最好。但各种颜料功能之间有时互相对立,如粒径变小时,耐候性就相应下降,因而关于一些耐候性要求高的颜料,粒径应该恰当大一些。 2.粒度散布对颜料功能的影响 颜料功能优秀的钛,其颗粒的粒度散布宽度应尽或许狭隘,即颗粒粒径在0.2-0.3μm之间的要占绝大多数,而0.lμm以下和0.37μm以上者简直不存在。 3.颗粒形状对颜料功能的影响 颜料的颗粒形状对光散射也有影响,一般粒子为圆形时,散射率最高,对油滑规整的颗粒,其颜料功能最优。要尽或许避免角状颗粒,因其不只光学功能差,并且堆积在一一起,空间体积大,相应的吸油量高。 三、钛需求破坏的原因及破坏的办法 经锻烧的钛大都是粒子的聚结物,需进行破坏才干使粒度到达颜料标准的要求,然后取得尽或许高的不透明度及其他颜料功能。 颜料钛对颗粒巨细和粒度散布有严厉的要求,因而挑选适宜的破坏设备和工艺流程是很必要的。破坏钛的办法可分为湿式破坏和干式破坏。湿式破坏如湿法球磨及砂磨,均在介质水中进行;干式破坏有雷蒙磨、锤磨、离心磨(全能磨)、流能磨(气流破坏机)等。破坏可选用单一的研磨设备,也可选用由两种或两种以上研磨设备组合运用,如将锻烧物先经雷蒙磨研磨后,再经气流破坏,也可用同一种设备进行屡次破坏,如二次气流破坏。破坏工艺流程的挑选首要取决于钛种类的需求。出产非颜料型产品,如电焊条、冶金、珐琅、电容器级钛时,不强调单个颗粒的粒度,只需求320目筛余物不超越必定规模即可,锻烧物只经过一次干式破坏,如离心磨或雷蒙磨,即可符合要求,有些锐钛型颜料钛也只经过一次干式破坏。 四、离心式破坏机磨粉的原理、影响磨粉作用的要素及取得抱负细度的办法 离心式破坏机的磨粉是借助于物料在破坏机内高速旋转时的离心力的碰击作用,是将固体物料内部的凝聚力战胜而割裂的操作。大块物料割裂成小块物料的操作称为破碎,小块物料变成细粉的操作称为破坏。 在离心式破坏机破坏锻烧物的进程中,物料在机内的碰击办法有三种:一是锻烧品颗粒与机壳的碰击;二是锻烧品颗粒与刀具的碰击;三是锻烧品颗粒之间的碰击,曾经两种碰击办法为主。磨粉的细度就取决于这些碰击的程度。碰击的时机越多,钛的细度越细,离心式破坏机内物料碰击时机的多少是由物料在机内逗留的时刻和物料取得的离心力两个要素决议的。刀具与机壳的距离小,进风量小,物料逗留时刻长,破坏机主机电机的功率大,物料取得的离心力就大。出产中只需操控较小的距离,适宜的进风量和加料量,就能取得较抱负的细度。[next] 五、雷蒙磨破坏的工艺流程 雷蒙磨又称环辊磨,钛工业都用摆轮式环辊磨。雷蒙磨可用来破坏非颜料型钛产品,也可用在颜料钛的一次性破坏和初级破坏上。雷蒙磨破坏钛工艺流程如图1所示。锻烧物从贮料斗接加人雷蒙磨的机体内,此机有竖轴,在轴顶穿插的十字横梁上有自在下悬且附有悬辊的2-6个摆,悬辊除自转外,还随摆一同绕竖轴旋转。竖轴翻滚时,离心力使悬辊紧贴于停止的环形衬垫上。物料在悬辊与衬垫之间经过。大块及未被破坏的物料坠于机底,并被轮子从头将其投掷于翻滚很快的悬辊前的衬环面上,已被破坏的物料为空气流携出,在上部离析器中别离出粗颗粒回来研磨区从头研磨,磨细的钛随气流进人旋风别离器内,别离出的钛自下部星形下料器卸出,制品细度可由调理吹人空气量的巨细来操控,空气经过鼓风机从头回来雷蒙机底部构成闭路循环。如一级旋风别离器达不到要求,则可设备两级旋风别离器,或与布袋收尘器串联。 六、雷蒙磨粉机与离心式破坏机比较所具有的长处 雷蒙磨粉机与离心式破坏机比较具有以下五方面的长处。 ①雷蒙磨粉机不只能够磨钛,也能够磨钛铁矿。 ②因为雷蒙磨内部附有离析器,能够调理细度,因而磨粉的细度好,产品粒度均匀,粗粒子少。 ③因为雷蒙机是经过摆轮离心力对物料的揉捏和研磨而到达破坏意图的,因而其破坏的钛粒子外形比较油滑,粒子较健壮,钛制品的吸油量显着下降,白度和消色力也有所进步。但假如破坏前的钛过于松软,则经破坏后的钛黏性大,简略堵塞管道,简略发作结块。处理的办法是进步风压。 ④产值大、用电省。一台五辊雷蒙磨每小时产值约1吨,而一台Φ600mm型的离心式磨机破坏颜料型钛每小时产值只要160-300kg。破坏非颜料型钛的产值可达1. 5-2.0吨。 ⑤因为离心式破坏机的机体大都用铸铁制成,破坏钛时,机体磨损较严峻,铁的污染有时可使钛中铁的含量增加0.02%左右,严峻影响到钛的色泽和光泽,有的单位选用在内壁堆积碳化钨焊条的办法削减磨损,取得了必定的作用,但污染仍很大,而雷蒙磨的材料磨损的污染就少得多。 七、钛工业常用的气流破坏机、选用的破坏介质及扁平式气流破坏机的作业原理 气流破坏机又称流能磨,是一种功能优胜的超微破坏设备。气流破坏机内的物料在高速气流(等于或超越声速)的作用下,互相发作剧烈磕碰和研磨而被破坏。钛工业常用的气流破坏机有扁平式和环办法两种,选用的破坏介质(气体)为过热蒸汽或高压空气或惰性气体。[next] 扁平式气流破坏机是由上下盖、进料管、喷嘴圈及喷嘴、卸料管、排气管组成。其作业原理为:气流破坏机作业时,高压工质,常用的是高压蒸汽,经过喷嘴进人破坏室,构成高达每秒几百米乃至每秒上千米的超声速喷气流,物料经过文氏管吸人破坏室,喷气流夹藏着物料粒子在破坏室内以极高的速度旋转着,在这样强壮的旋风流中,遍地的流体动力学特性均不相同,即在半径方向上存在有梯度,在接近破坏室外圆周处,除了有微弱的气流之外,尚有许多小漩涡流,使物料呈高度湍动状况,物料在这里以巨大的动量互相磕碰(占破坏量的80%左右),又与圆周壁相冲突(占20%左右),完结破坏进程,这一带称为破坏区(见图2)。 在破坏区与中心搜集区之间,工质以适当高的流速构成主旋风流。被破坏了的物料在这里以层流的流型随主旋风流而运动,然后在向心力的作用下,发作分级作用,这一带称为分级区。破坏区与分级区的分界处称为分级圆。喷嘴的轴线也就是喷气流的轴线与此圆相切。被别离出来的合格粒子,以阿基米德螺线的轨迹,战胜离心力,跑人搜集区而被搜集下来。 八、气流破坏的工艺流程 图3为气流破坏钛工艺流程。由锅炉房发作的高压蒸汽(一般为0.637-1.176MPa表压),经过过热炉加热到必定温度(250-350℃),经过流量计进人气流破坏机的破坏室,少数蒸汽导人文丘里加料器,将料斗中物料吸人破坏室。破坏后的产品部分从主体下料筒中捕集下来,并经星形下料器卸出,部分随气流进人旋风别离器及布袋收尘器,搜集的钛从卸料筒及布袋中卸出。如经过布袋的气流中仍残留有细料钛,可再设备一水喷淋塔收回之后,废气放空。
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九、气流破坏工艺条件的挑选 1.加料量 气流破坏机的加料量与工质、所破坏的物料、要求的细度等要素有亲近的联系。不同规格的气流破坏机关于某一断定的物料,都有一个最佳的加料量,此刻既可使物料粒子的冲击速度最大,又可使物料在工质中的浓度适中,然后使破坏作用处于最佳状况。Φ280mm的扁平式气流破坏机,工质用压力0.784MPa以上的过热蒸汽,破坏锐钛型钛的加料量每小时约65-80kg。跟着气流破坏机直径的增大产值增加很快。直径增大40%,产值就增加200%。一般来说,下降加料量会使粒子的破坏进程大大加快,在破坏室的逗留时刻加长,磕碰时机增多,然后进步粒子的细度。为使破坏产品质量安稳,特别要注意加料的均匀性,一般以为加料量改变起伏应不大于±2%。 2.进料粒度 进料粒子不能太大,关于坚固的物料,最大进料粒度为4-14目,最小为20-100目;软、脆的物料,最大为2-5目,最小为10-100目。 3.工质、压力和温度 可用作气流破坏机工质的有过热蒸汽、压缩空气、惰性气体。一般来说,破坏矿石型物料时,大多用过热蒸汽;破坏药物型物料时,大多用压缩空气;惰性气体一般只用在物料有必要避免氧化等特殊场合中。 一般运用过热蒸汽较压缩空气好,因为蒸汽易得并且廉价,其本钱约为压缩空气的1/2以下。蒸汽压力能够很高,其供给的动能比空气高得多,并且不存在空气压缩机润滑油的污染问题,用过热蒸汽破坏钛时,不易发作黏结现象,钛的内聚现象小,长时刻运送和储存不发作结块现象。因而凡能用蒸汽破坏的物料,一般不必压缩空气。在钛工业中,Φ200mm以上的气流破坏机都用过热蒸汽作工质,Φ200mm以下的气流破坏机,因为不易处理蒸汽冷凝问题,而选用高压空气。 工质的压力是发作喷气流速度的首要参数,也是影响破坏作用的最重要的参数之一。关于缩短型喷嘴,压力增大到临界值后,气流速度不再增加,但气流密度能够增加,因而气流的动能便增加,然后强化破坏进程,一般都以为工质的压力越高越好,但工业上受设备的约束,大都选用压力为0.98MPa的过热蒸汽。 4.汽固比 汽固比是影响破坏作用的重要参数,因为气流破坏机类型、规格、工质条件及物料的不同,汽固比改变很大,文献中报导的汽固比能够在(0.5-1.0):1之间改变。这和原始物料粒度的联系很大,如经过雷蒙磨破坏的粗碎、包膜后气粉时,其汽固比一般为(l.2-2.5):1。破坏未处理过的锐钛型钛最好的汽固比为(0.8-1.2):l。一般来说,选用高汽固比,能使钛的颜料功能充沛发挥出来,对进步消色力和下降吸油量有利,但会危害颜料的涣散性;假如汽固比太低,涣散功能好了,颜料功能要下降。无论是粒度散布仍是颜料功能,均以气流破坏→表面包膜处理→气流破坏的流程为最佳,其间第一次破坏选用高汽固比的更为抱负。 5.破坏后物料的别离和捕集 经过破坏的物料的一级收尘大都选用旋风别离器。两级收尘有湿法和干法两种,湿法能够使用蒸汽冷凝的办法收回被夹藏的制品,也能够选用别的的喷淋设备。湿法收尘的作用尽管杰出,但搜集的浆料有必要再进行枯燥处理,因而,流程长、占地大、设备多,现在较少选用。干法收尘一般可选用两级旋风收尘后再用脉冲反吹式布袋收尘。干法收尘时有必要使收尘体系的温度高于蒸汽露点14-22℃,避免发作黏结和堵塞。 6.气流破坏机中的化学反应 许多物料在气流破坏的一起,加人一种物料进行包膜处理。例如,美国公司曾提出在二氧化钛中增加微量铝。铝先溶于,再和二氧化钛混合后进入气流破坏机,在过热蒸汽的高温下,铝发作水解,沉积出氢氧化铝包覆在二氧化钛的表面。 气流破坏机进行的另一种处理是增加破坏助剂。因为气流破坏机中物料处于高度湍动状况,因而即便增加极少数助剂,亦能高度均匀地混合在制品之中,国外为进步二氧化钛的涣散性,遍及使用在气流破坏机中物料吸附某些有机化合物的办法进行有机包膜。[next] 十、气流破坏与机械破坏比较所具有的长处 气流破坏与机械破坏比较具有以下六大长处。 ①气流破坏后物料的粒度和粒度散布较机械破坏优胜得多。当需求将物料破坏到亚微米级细度,粒度散布又要求较窄时,气流破坏是最重要和最有用的手法之一。颜料钛的抱负粒度要求在0.2μm左右,粒度散布宽度要求很窄,一般机械破坏无法做到这一点,只要经过气流破坏才干到达这一要求。图4为气流破坏与机械破坏后物料粒度散布曲线,两条曲线的均匀粒径持平,但粒度散布相差很悬殊。气流破坏粒度散布宽度很窄,即破坏后颗粒巨细均匀而规整。其颜料功能优秀,这是一般机械破坏难以到达的。 ②一般机械破坏周期长、功率低,有时虽经屡次长时刻的破坏,仍不能到达所要求的细度。 ③机械破坏在长时刻的磨细进程中,发作许多的热量,对热敏性物料不适宜。 ④气流破坏的产品粒度散布很少随时刻改变,产品的质量比较安稳。而一般机械破坏不只粒度散布宽,并且每天会发作改变,形成产品质量动摇。 ⑤气流破坏机械磨损小,对被破坏物料不易形成污染。 ⑥气流破坏在物料破坏时髦能进行一些简略的化学反应,这对钛工业是极有价值的,人们曾使用这一特性,在气流破坏的一起进行表面处理。 十一、钛破坏工艺流程的挑选 合理挑选破坏工艺流程是一个很杂乱的问题,它有必要依据产种类类、质量要求及技能经济指标归纳考虑。尽管气流破坏是最有用的破坏,但其操作本钱高,耗用动力较多,而机械破坏的操作本钱较低。因而在初级破坏上仍遍及选用离心式破坏和雷蒙破坏等机械破坏。在破坏锐钛型钛时,选用雷蒙磨~水选~包膜~枯燥一雷蒙磨(或气流破坏)的工艺流程,产品的质量仍是比较好的;破坏金红石型钛时,因为硬度较高,选用雷蒙磨~水选一包膜~枯燥~气流破坏的工艺流程比较多。当然也有供应商是将煅烧物直接进行气流破坏的。 十二、各种钛种类对细度的要求 因为各种钛的用处不同,其对磨粉的细度要求也各不相同(见表)。不同种类的钛对细度的要求种类颜料级颜料级电焊条级珐琅级电容器级冶金级(金红石型)(锐钛型)一二优一二一二一二级级等级级级级级级品品品品品品品品品筛余物(45μm筛孔)/%≤0.10.10.050.10.30.50.50.10.30.3经过160目筛子筛余量不大于0.5%[next]
十三、锐钛型颜料钛的吸湿状况及避免吸湿的办法 锐钛型颜料钛的吸湿性很大,从图5可知,暴露在空气中2h即吸水0.5%,而钛对含水量的要求也仅仅0.5%,这样,从冷却的钛到破坏好、包装好超越2h的话,就很或许形成水分吸湿超支。为此破坏人员有必要敏捷破坏并敏捷包装。包装好今后,仍要防潮、防压。 若是出产非颜料级钛,则破坏后即为制品;若是出产不包膜的BA-0101锐钛型颜料钛或出产不包膜的金红石型颜料钛(如柳州厂),则其破坏后亦成为制品;若是出产包膜的BA-0102锐钛型颜料钛(如上海焦化厂)或出产包膜的BA-0103金红石型颜料钛,则破坏后尚需求进行表面处理。
不同型号钛白粉对粉末涂料的影响
2019-03-08 11:19:22
钛是白色聚酯环氧粉末涂料常用的白色颜料。挑选常用的白色聚酯环氧粉末涂料配方,对不同类型的钛A0101、R940、R902、R244、R930和R706进行比较实验。
不同类型的钛,因为制作工艺、晶型和表面处理办法不同,它们的化学成分和性质不同,对聚酯环氧粉末涂料的化学反应活性和分散性影响不同,对粉末涂料的胶化时刻和熔融水平流动性有显着的影响,对涂膜的流动性、光泽、色差和耐冲击性也有影响。锐钛型钛(A0101)制造的粉末涂料比金红石型(R型)钛制造的粉末涂料活性大,胶化时刻短,熔融水平流动性小,涂膜平坦性差,光泽低。金红石型钛之间的技术指标也有显着的不同。因而,依据粉末涂料功能的要求,挑选可以满意粉末涂料和涂膜功能要求的钛种类是很重要的。消光聚酯环氧树脂粉末涂料中,锐钛型钛比金红石型钛更易使涂膜变色或泛黄,因而这种涂料系统最好运用金红石型钛。
钛白粉性能及其在涂料中的作用和应用
2019-03-08 11:19:22
1.颜料级钛的分类和质量标准
钛颜料分为锐钛型和金红石型2种,按国际惯例,别离称为R型和A型。未经后处理的金红石型和锐钛型别离称为RI型和AI型;通过后处理的金红石型和锐钛型别离称R2、R3和A2型。现在市售的金红石型钛绝大多数归于R2和R3型,其间R2型供应量占70%以上。R2和R3别离占涂料用金红石型钛的77%和22%。
现在我国运用的类型与国际惯例有所不同。颜料钛只分3种,即BA0101型、BA0102型和BA0103型。BA0101型和BA0102型为锐钛型,BA0103型为金红石型,BA0101是未经后处理的,BA0102和BA0103是通过后处理的。我国颜料钛的质量标准拜见GB/T1706—93。
我国的标准与国外标准距离很大。特别是金红石型钛只要一个类型,使许多新开发的、引入的和专用的钛种类无法与我国现行标准对照运用。一起我国生产厂和用户长期以来只按照国家标准来操控和检验产品质量,而不是依据用户需求通过改变工艺进程,生产出满意客户不同需求的产品。据悉我国很快就要出台新的标准。
为什么BA0102锐钛型和BA0103金红石型的钛要通过包膜后处理呢?原因是通过包膜后处理后,钛的水溶物下降,不易凝集,吸油量下降,并且白度、电阻率、消色力、隐瞒力、颜料研磨分散性、漆浆储存安稳性、漆膜耐水性、耐光性、耐候性和耐久性等都得到进步,然后进步钛的质量。
在我国不管采纳硫酸法仍是氯化法,制备的金红石型钛的质量都比进口的R一930和R一902等金红石型钛差,首要表现在消色力低、隐瞒力低、耐候性差、油分散性差、吸油量高。因而国产金红石型钛至今仍抵挡不了进口金红石型钛的竞赛,以致每年都要进口很多金红石型钛。
2.颜料级钛的功能和用处
根据颜料级钛具有折射率高、消色力强、隐瞒力大、分散性好、白度好、无毒、物理和化学性质安稳,并且具有优秀的光学、电学功能。因而其用处非常广泛,涂料、塑料、造纸、化纤、油墨、橡胶、化妆品等都要用到颜料级钛。其间用量最大的是涂料,约占57%。特别是金红石型钛,大部分被涂料工业所耗费。跟着我国轿车工业、建筑工业和水性涂料的敏捷兴起,涂料工业不仅从数量上需求更多的钛,并且对质量要求更高、种类要求更多。
金红石型钛的折射率为2.76,锐钛型钛的折射率为2.55。隐瞒力是由颜料的折射率和介质的折射率之差来决议的,它们的相对数值可依据公式计算出来。金红石型钛的反射系数比锐钛型钛高25%~30%,阐明若与锐钛型钛发生平等的隐瞒力,则金红石型钛的用量能够削减25%~30%。别的,金红石型钛的结构细密,比较安稳,光化学活性小,本领紫外光的照耀,在室外不易粉化,耐候性、光泽度比锐钛型钛好。因而广泛用于高度耐候性的各种高档船只、桥梁、轿车、建筑等室外用涂料,其在涂料的用量约占70%,而锐钛型钛易粉化、易泛黄,一般只用于室内涂料或底漆,其用量只占涂料所用钛的30%。
3.颜料级钛在涂猜中的作用
涂料是由基料、颜料、填料、溶剂和助剂等组成的黏稠悬浮液。将其涂布在物体表面构成一层坚韧的涂膜,对物体起到装修和防护的作用。
涂猜中的颜料具有必定的隐瞒力,它不仅能遮住被涂物面本来的颜色,还能赋于涂膜艳丽的颜色,到达漂亮和装修的作用。一起颜料与固着剂紧密结合,融成一体,能增强涂膜的机械强度和附着力,避免裂纹,并且能增加涂膜厚度,避免紫外线及水分等的穿透,进步涂膜耐老化功能,延伸运用寿数。
不管溶剂型仍是水性涂料,若运用了钛,其作用不仅仅是隐瞒和装修,更重要的作用是改进涂料的物化功能,增强化学安稳性,以致进步隐瞒力、消色力、防腐蚀性、耐光、耐候性,增强漆膜的机械强度和附着力,避免裂纹,避免紫外线和水分的透过,然后推延老化,延伸漆膜寿数。一起还可节约用料和增多种类。
在颜猜中,白色颜料用处最广,白色涂料和淡色涂料都要用到它,所以在涂料生产中,白色颜料的用量要比其他颜料多得多。涂料常用的白色颜料有锌白、锌白、钛白等。因为有些合成树脂涂料聚合度较大,若参加锌白,则因锌白有碱性,与涂猜中的游离脂防酸作用而有变稠的倾向;若参加锌白,则耐候性差。可是运用了钛白就能够改进上述缺陷。因为钛白粒子细微而均匀,光化学安稳性高,在隐瞒力方面,金红石型钛白是锌白的7倍、是锌白的5.56倍,锐钛型钛白是锌白的5.57倍、是锌白的4.3倍;在消色力方面,金红石型钛白是锌白的8.3倍,是锌白的6.25倍,锐钛型钛白是锌白的6.4倍,是锌白的4.8倍。在运用作用方面,1t钛白至少相当于4t锌白;在运用寿数方面(指室外抗粉化性),用钛白作颜料的涂层比锌白作颜料的涂层高3倍。因而,运用钛白能够大大下降整个涂猜中颜料的用量,一起制成的涂料颜色艳丽、不易泛黄、耐光、耐热、耐磨、耐候、耐碱、耐硫、耐稀酸。正是因为钛白具有比锌白、锌白更优越的功能,以致成为涂料生产中必不可少的最好的白色颜料。钛白用量占涂料用颜料总量的90%以上,占涂料用白色颜料的95%以上。在涂料原材料本钱中占10%~25%。
纳米钛白粉抗菌机理
2019-02-15 16:44:47
纳米钛产品抗菌效果耐久,机理不同于一般的无机和有机抗菌剂,并非靠药物的渗出和游离而发生抗菌效果,而在于光催化效果。粒子在吸收光能后生成电子一空穴对,发生的电子一空穴对搬迁速度极快,敏捷抵达纳米粒子表面,和表面吸附的水、空气反响,如O2+e→.O-2和H2O+e-→.OH+H-等,生成化学生动性很强的氢氧自由基(·OH)和超氧化物阴离子自由基(·O2-) ,进犯有机物。当遇到细菌时,直接进犯细菌的细胞,致使细菌细胞内的有机物降解,以此灭细菌,并使之分化。 一般的纳米钛产品必须有紫外光照才干激起电子发生电子一空穴对,起到抗菌、分化有机污染物的效果。激起光源只是限制在紫外光光源,会使产品的使用限制性很大,难以获得很好的光催化氧化效果。现在已有采纳无机、有机等多层表面包覆技能,开宣布抗菌谱宽、抗菌力强、不变色、成本低的纳米钛粉体系列产品。本产品的特色在于只需有天然光源存在,无论是长波光源仍是短波光源,都可以作为纳米钛光催化剂的激起光源,使材料起到抗菌和降解有机污染物的效果。具有高安全性的纳米钛进行灭菌时,靠别离电子一空穴对激活表面吸附物质,发生强氧化剂和强还原剂,进犯细菌有机体,起到灭菌效果。一般常用的灭菌剂如银、铜等能使细菌细胞失掉活性,但细菌身后,尸身可释澎执七有害的组分,如内毒素等,纳米钛不仅能影响细菌繁殖力,而且能进犯细菌细胞的外层,穿透细胞膜,损坏细菌的细胞膜结构,到达完全降解细菌,而且进一步避免内毒素引起二次污染的意图。 纳米钛的毒性试验经我国防备医学科学院消毒检测中心进行检测其成果如下:
硫酸法钛白粉的生产
2019-02-27 12:01:46
一、偏钛酸与母液的别离
水解产品在冷却槽中经盘管水冷却至40℃左右,即送人上片槽,将叶滤器接通真空管线,并使整组叶片浸没在偏钛酸浆猜中。真空叶滤机每组由10-15块叶片组成,并联摆放。每块叶片包上滤布,上片前先开动槽底拌和机或压缩空气,将浆料拌和均匀。因为真空的压力差,滤液逐步渗过滤布,而偏钛酸则沉积在叶片表面,跟着浆料的不断上片,槽内液位相应下降,需求不断弥补偏钛酸浆料,坚持液面高度。当偏钛酸滤饼沉积到厚度25一35mm时,用电动吊车将整组叶片吊起,稍稍抽干后,即放人一次水洗槽内进行水洗。此刻偏钛酸中一半以上的母液已被别离。母液抽人吸液罐,主动排出。前期的母液称为浓废酸,收回到酸解工序运用;一次水洗的母液流到沉降槽,收回稀废酸中少数穿滤的悬浮偏钛酸。
二、偏钛酸水洗的意图及其操作
水洗的意图是运用偏钛酸的水不溶性和杂质离子的水溶性进行液固别离,然后除掉偏钛酸以外的母液中的很多非钛的可溶性杂质和游离硫酸,得到比较纯洁的偏钛酸。
因为杂质含量的凹凸直接影响到钛产品的色相,例如,制品含0.009%的Fe203,即影响到锐钛型颜料钛的白度,含0.003%的Fe203将使金红石型颜料钛产品呈现黄相。原因是铁在锻烧进程中会转化为红棕色的Fe203。由此可见,水洗的好坏对产品的质量影响很大。
水洗的操作是将经过一次水洗(1-2h)后的叶片吊起来放到二次水洗槽中进行水洗。依据不同种类估量水洗大约的时刻。加压水解的颜料钛约洗8h左右,常压水解的颜料钛约洗4h左右。即从抽水总管顶用部分扫除真空之办法,取出少数水洗液,用0.5%的赤血盐(铁)试液进行定性查验,如呈蓝色,表明含亚铁离子尚多,需持续水洗;如呈绿色,表明行将洗净;如呈黄色,表明现已洗净。也可用硫酸铵试液进行查验,先将洗水用把亚铁离子氧化为高铁离子,然后加人硫酸铵试液,如呈赤色或棕黄色,表明需求持续水洗;如呈无色,表明现已洗净。洗净后的偏钛酸,可将整组叶片吊起,放到打浆槽上部,预备刮料,此刻滤饼含水尚多,可坚持真空到表面呈现很多裂缝中止,使其进一步下降含水量,再堵截真空,偏钛酸块料便落人打浆槽内。打浆槽内事前放置部分清水,并开动卧式拌和机拌和。残留在滤布上的偏钛酸可用塑料铲子人工刮落,或用高压水冲下。物料拌和均匀后,用泵送到漂白工序进一步除铁。有些供应商没有漂白工序,就直接送去进行盐处理。
三、偏钛酸别离和水洗操控的条件及留意事项
偏钛酸的别离与水洗需求操控下列八项条件:
①浆料温度坚持在25-40℃;
②真空度坚持在≥5.3*104Pa;
③滤饼厚度坚持在25-35mm;
④上片时刻约1.5h;
⑤滤饼含水量≤65%;
⑥偏钛酸含铁量≤0.01%;
⑦水洗时刻,加压水解浆料约8~12h,常压水解浆料约3~6h;
⑧水洗工序收回率≥94%;
需求留意下列事项:
①上片抽滤时要留意调理浆料进料量,要始终坚持液面刚刚高过叶滤机上端。既要避免浆料太少构成吸片上薄下厚,又要避免过满而溢出槽外;
②水洗槽要定时整理沉积在槽底的沉积物;
③常常清洗和定时互换滤布;
④避免断水、缺水,坚持水清洁、不污浊。
四、偏钛酸别离与水洗的办法及其常用设备
偏钛酸别离与水洗的办法有下列两种。
1.直空过滤洗刷法
这种办法是运用抽真空构成的压力差,将滤液吸过过滤介质,而将固体吸附在过滤介质表面。水洗时清水不断将溶解的杂质离子带过过滤层而除掉。
常用的设备有叶滤机、真空反转过滤机等。被广泛应用的是叶滤机,叶滤机体积小,过滤面积大,洗刷时刻能够恣意操控,对各种不同颗粒度的沉淀物都能适用。
2.离心过滤洗刷法
这种办法是运用高速旋转发生的离心力,在过滤介质两头构成压力差,将滤液甩出滤层,然后到达固液别离和固体水洗的意图。此法常能够用于别离洗刷非颜料级常压法水解制得的颗粒较粗的偏钛酸。
常用的设备有离心机,用离心机过滤和洗刷的速度快,但劳动强度大。
五、叶滤机的结构及其作业原理
叶滤机是由叶片和吸液罐组成的。
叶滤机的每一组叶片,一般由10-30片叶片组成,每片双面过滤面积为2-5m2,并联摆放,与真空管线相连通。叶片由厚5mm左右的聚氯乙烯或聚硬塑料板及必定粗细的塑料管焊接而成,塑料板上布满直径5mm左右的小孔,外面包以涤纶布袋过滤介质。其作业原理是运用一种具有很多毛细孔的物料为介质,在真空的效果下,使溶液从小孔经过,而将固体截留,然后到达固液别离和固体水洗的意图。引入的摩尔过滤机(又叫叶片过滤机)单片过滤面积为6m2,每组过滤面积到达180m2。
六、真空吸液罐的结构、作业原理和优缺陷
真空吸液罐是配套于叶滤机运用的,它是由聚氯乙烯硬塑料或钢板内衬橡胶而制成,分为上、下两罐,内由连通管、上浮阀和下浮阀组成。
真空吸液罐的作业原理如下:当抽真空时,进气口及出料口均被橡胶皮板阻塞。从叶片中抽出来的滤液接连流入上罐,并经下液口流至下罐,跟着下罐内水位的不断上升,下浮阀逐步浮起,将连通管下口堵死,此刻上、下两罐彻底阻隔,上罐持续坚持真空,抽入的滤液只能逗留在上罐内,而下罐因为已与真空体系阻隔开,从进口边际不断涌人少数空气,使下罐内真空度逐步下降,至必定程度后,进气口及出料口的橡皮板便因为滤液的压力而主动翻开,使下罐压力敏捷上升至常压,罐内滤液便借自重力而排出。当液面降至下浮阀以下时,下浮阀因为所受吸力小于它的自重力而落下,由连通管将下罐从头与真空体系衔接,至下罐有必定真空时,上浮阀也因为自重力而主动下落,进行下一循环操作(见图1).真空吸液罐的内部运作和排液是接连的,但水洗抽滤和滤液的搜集过滤是接连的,不需求人工切换阀门。缺陷是每台真空叶滤机有必要配一台真空主动倒液罐,并且上浮阀、下浮阀、排气口等几个运动部件常常失灵需求修理。每一次排液进程,真空都要在短时刻内被损坏一次。
七、卧式主动接连排液体系的操作及其长处
卧式主动接连排液体系的操作如下:从真空叶滤机抽来的滤液进入别离罐,别离罐上部一根主真空管与真空体系(真空泵)衔接,副真空管作为平衡管与分流器衔接,滤液由罐底的出口经离心泵先送至lom以上的分流器,然后再从溢流槽排出,然后使离心泵的进出口均处于真空状态下,两头的肯定压力持平,处理了离心泵在真空状态下的工作问题。别离罐内设有液位操控器与离心泵联锁,避免液位过高将滤液抽至真空体系内,或液位过低构成离心泵空工作。卧式水洗主动接连排液体系如图2所示。这种卧式主动接连排液体系与上述真空吸液罐比较具有下列长处。
1.多台真空叶滤机可共用一台卧式主动接连排液器,假如不考虑水洗废酸的分类,原则上一台卧式主动接连排液器就能满意出产的需求。
2.用离心泵接连向外排液,排液时不损坏真空,可节省真空能耗,其技能关键是处理了离心泵在真空状态下的正常工作问题。
3.卧式安置,排液器的进口能够低于或等于叶滤机滤液的出口高度,削减无功丢失,节省真空能耗,因为真空提高高度每添加lm,实践真空丢失10%左右。
4.能够接连主动操作,修理量很小,因为不需求每台真空叶滤机都装备一台主动倒液罐。因而设备台数能够大幅度削减,占地面积不大,具有显着的经济效益。
八、SS型三足式上部卸料离心机的结构和操作程序
这种离心机在小型非颜料钛厂仍有运用。其结构主要是由转鼓、主轴、底盘、机壳、机盖、刹车、机座、离心离合器和电动机组成。转鼓经过主轴支承在底盘上,主轴笔直装置于轴承箱内。底盘经过柱足上的3根吊杆悬挂支承,柱足经过螺栓与机座衔接在一起。离心机经过离心离合器和三角皮带传动动力。偏钛酸浆料在全速下加人转鼓内,以确保布料均匀。当加料量到达装料极限后当即中止加料。在离心力的效果下,悬浮的偏铁酸浆猜中的液相废硫酸经过滤布排出转鼓构成滤液,而固相偏钛酸则被搜集在转鼓内构成滤饼,再在上口加人自来水洗刷至合格,即停机用人工从转鼓上部卸料。因为整个处理进程都是在酸性环境中,因而一切与物料触摸的零部件均选用不锈钢制作。
运用这种离心机对偏钛酸浆料的过滤和洗刷,虽然有必定的劳动强度,可是其过滤和水洗速度快,关于珐琅和电焊条非颜料钛的常压水解得到的偏钛酸粒子较大的情况下,仍是适用的。运用离心机不必负压的那套真空设备,出资少、上马易、见效快、运用方便、占地不多、滤饼含水少,偏钛酸的锻烧快。一台这样的离心机每年可出产100多吨钛。其操作程序如下。
①按转鼓的尺度,用耐酸涤纶布制好过滤袋。
②开动储存偏钛酸浆料高位槽的拌和器,把浆料拌和均匀。
③开动离心机,将高位槽出口的橡胶管伸人离心机内,并敞开放料阀让浆料自流进人离心机内。
④浆料借助于离心力将母液(废酸液)经过滤布甩出去,固体的偏钛酸被滤布阻住在转鼓内壁的过滤袋内构成滤饼。甩出的废酸用管接到废酸池中,经弄清后将上层废酸送至酸解工段运用,穿滤在废酸池底的偏钛酸送回偏钛酸浆料槽。
⑤当滤饼到达必定厚度,中止加偏钛酸浆料,改通自来水进行洗刷。自来水受离心力效果,经过滤饼将可溶性杂质带走,当水洗至取洗水用赤血盐试液查验呈现黄色即为合格。
⑥中止加水,持续甩干,当看到出水口无水流出来时,即停机将滤饼从上口取出供下道工序运用。
钛白粉原料来源及加工
2019-02-15 16:44:47
现在,主要有两种具有经济挖掘使用的钛矿—岩矿和砂矿。如图所示,大都钛矿在其用于钛颜料加工之前,需求进行浓缩与富集或用其他的加工办法以进步Ti02在原猜中的含量。其加工工艺如图所示,选用一般的选矿办法如重选、磁选、静电选等进行选矿,进一步的加工是电炉冶炼成高钛渣和铁复原与化学处理出产人工金红石。
钛白粉性质及应用
2019-03-08 11:19:22
钛学名为二氧化钛( TitaniumDioxide),分子式为TiO2,相对分子质量79.90。归于慵懒颜料,被以为是现在世界上功能最好的一种白色颜料。它有金红石型(RutileR型)和锐钛型(Anatase A型)二种结构,金红石晶体结构细密,比较安稳,光学活性小,因而耐候性好,一起有较高的遮盖力,消色力。根本介绍
钛颜料是精选结构外型和粒度散布等与钛白相似,且表面具有反响活性的无机粉体为根本质料(内核),TiO2为包膜物,运用新材料改性复合制备、无机包膜、粉体均化等高新技能,经过二者的切割细化,表面羟基化改造和机械力化学反响等办法制备而成的新式复合白色颜料,它具有与钛相同或近似的物化性质,因而具有二氧化钛颜料性质。广泛运用于涂料、塑料、橡胶、油墨职业,可取得与运用钛相同的技能功能,且较大起伏地下降原材料的运用本钱。
钛颜料的出产和运用,是处理钛出产中的钛资源缺少、下降环境污染、进步钛白资源利用率的有效途径。产品的制备和运用技能经过北京市科委安排的专家判定,被鉴定到达国际先进水平,产品被鉴定为安徽省高新技能产品。
功能特色
1、钛颜料制备技能到达国际先进水平,包核物的选用、包核物与包膜物表面羟基化以及复合白色颜料具有与钛挨近或相同功能的特色在国内外均属创始。
2、钛颜料颗粒表面呈结晶TiO2功能,晶型分金红石型和锐钛型,因而产品具有与钛相同或近似的功能,如:遮盖力、白度、吸油量等。
3、钛颜料与钛比:产品的粒度、粒径散布更佳,复合物的异质性质及低密度,使得产品在涂料系统中运用具有更佳的涣散性和适用性。
4、出产进程对环境无污染,契合国家可持续发展的产业政策。
物理性质
1)相对密度
在常用的白色颜猜中,二氧化钛的相对密度最小,平等质量的白色颜猜中,二氧化钛的表面积最大,颜料体积最高。
2)熔点和沸点
因为锐钛型在高温下会转变成金红石型,因而锐钛型二氧化钛的熔点和沸点实际上是不存在的。只要金红石型二氧化钛有熔点和沸点,金红石型二氧化钛的熔点为1850℃、空气中的熔点为(1830±15)℃、富氧中的熔点为1879℃,熔点与二氧化钛的纯度有关。金红石型二氧化钛的沸点为为(3200±300)℃,在此高温下二氧化钛稍有挥发性。
3)介电常数
因为二氧化钛的介电常数较高,因而具有优秀的电学功能。在测定二氧化钛的某些物理性质时,要考虑二氧化钛晶体的结晶方向。锐钛型二氧化钛的介电常数比较低,只要48。
4)电导率
二氧化钛具有半导体的功能,它的电导率随温度的上升而敏捷添加,并且对缺氧也非常灵敏。金红石型二氧化钛的介电常数和半导体性质对电子工业非常重要,可利用该性质出产陶瓷电容器等电子元器件。
5)硬度
按莫氏硬度非常制标度,金红石型二氧化钛为6~6.5,锐钛型二氧化钛为5.5~6.0,因而在化纤消光中为防止磨损喷丝孔而选用锐钛型。
6)吸湿性
二氧化钛虽有亲水性,但其吸湿性不太强,金红石型较锐钛型为小。二氧化钛的吸湿性与其表面积的巨细有必定联系,表面积大,吸湿性高,还与表面处理与性质有关。
7)热安稳性
二氧化钛归于热安稳性好的物质。
8) 粒度
钛粒度散布是一个综合性的目标,它严重影响钛颜料功能和产品运用功能,因而,关于遮盖力和涣散性的评论可直接从粒度散布上进行分析。
影响钛粒度散布的要素较为杂乱,首先是水解原始粒径的巨细,经过操控和调理水解工艺条件,使原始粒径在必定范围内。其次是煅烧温度,偏钛酸在煅烧的进程中,粒子阅历一个晶型转化期和生长期,操控适合的温度,使生长粒子在必定范围内。最终就是产品的破坏,一般对雷蒙磨的改造和分析器转速的调理,操控破坏质量,一起能够选用其它破坏设备,例如:全能磨、气流破坏机和锤磨设备。
化学性质
二氧化钛的化学性质极为安稳,是一种偏酸性的氧化物。常温下简直不与其他元素和化合物反响,对氧、、氮、、二氧化碳、二氧化硫都不起效果,不溶于水、脂肪,也不溶于稀酸及无机酸、碱,只溶于。但在光效果下,钛可发作接连的氧化复原反响,具有光化学活性。这一种光化学活性,在紫外线照射下锐钛型钛尤为显着,这一性质使钛即便某些无机化合物的光敏氧化催化剂,又是某些有机化合物光敏复原催化剂。
应急处理:阻隔走漏污染区,约束收支。主张应急处理人员戴防尘面具(全面罩),穿一般作业工作服。防止扬尘,当心扫起,置于袋中转移至安全场所。若很多走漏,用塑料布、帆布掩盖。搜集收回或运至废物处理场所处置。
二氧化钛(或称钛)广泛用于各类结构表面涂料、纸张涂层和填料、塑料及弹性体,其它用处还包含陶瓷、玻璃、催化剂、涂布织物、印刷油墨、房顶铺粒和焊剂。据统计,2006年全球二氧化钛需求达460万吨,其间涂料职业占58%、塑料职业占23%、造纸10%、其他9%。钛既可用钛铁矿、金红石制取,也可用钛渣制取。钛出产工艺有两种:即硫酸盐工艺和氯化物工艺,硫酸盐法的技能比氯化物法简略,能够用档次低和比较廉价的矿藏。现在世界上约有47%产能选用硫酸盐工艺,53%产能为氯化物工艺。
出产工艺
钛出产办法首要有硫酸法和氯化法。
硫酸法是用钛精矿或酸溶性钛渣与硫酸反响进行酸解反响,得到硫酸氧钛溶液,经水解得到偏钛酸沉积;再进入转窑煅烧产出TiO2。硫酸法以间歇法操作为主,出产设备弹性大,利于开泊车及负荷调整。但其工艺杂乱,需求近二十几道工艺进程,每一工艺进程有必要严格操控,才干出产出最好质量的钛产品,并满足颜料的最优功能。硫酸法既可出产锐钛型产品,又可出产金红石型产品。
氯化法是用含钛的质料,以氯化高钛渣、或人工金红石、或天然金红石等与反响生成,经精馏提纯,然后再进行气相氧化;在速冷后,经过气固别离得到TiO2。该TiO2因吸附必定量的氯,需进行加热或蒸气处理将其移走。该工艺简略,但在1000℃或更高条件氯化,有许多化学工程问题如氯、氯氧化物、的高腐蚀需求处理,再加上所用的质料特殊,较之硫酸法本钱高。氯化法出产为接连出产,出产设备操作的弹性不大,开泊车及出产负荷不易调整,但其接连工艺出产,进程简略,工艺操控点少,产品质量易于到达最优的操控。再加上没有转窑煅烧工艺构成的烧结,其TiO2原级粒子易于解聚,故所所以在表观上人们习气以为氯化法钛产品的质量更优异。
运用范畴
钛在橡胶职业中既作为着色剂,又具有补强、防老化、填充效果。在白色和五颜六色橡胶制品中参加钛,在日光照射下,耐日晒,不开裂、不变色,扩展率大及耐酸碱。橡胶用钛,首要用于汽车轮胎以及胶鞋、橡胶地板、手套、运动器材等,一般以锐钛型为主。但用于汽车轮胎出产量,常参加必定量的金红石型产品,以增强抗臭氧和抗紫外线才能。 钛在化装品中运用也日趋广泛。因为钛无毒,远比铅白优胜,各种香粉简直都用钛来替代铅白和锌白。香粉中只须参加5%-8%的钛就能够得到永久白色,使香料更滑腻,有附着力、吸收力和遮盖力。在水粉和冷霜中钛可削弱油腻及通明的感觉。其他各种香料、防晒霜、皂片、白色香皂和牙膏中也可用钛。一、化装等第二氧化钛分为油性和水性钛。因为它化学性质安稳,折射率高、不通明度高、遮盖力高、白度好、且无毒害,被广泛运用于化装品范畴,起美容美白的成效。功能特色 1.白度高,遮盖力强。2.亲水、亲油产品它克服了一般钛在各自的涣散系统中不易涣散、易沉积等缺点,明显改进了它的涣散性和抗沉积性,使您的产品愈加安稳和满足。 3.耐候性强。4.与化装品其他质料配伍性好。