CN105038329B - 一种二氧化钛的打浆分散方法 - Google Patents
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Abstract
本发明属于化工领域，涉及一种二氧化钛的打浆分散方法，具体是涉及二氧化钛初品湿磨前的高浓度二氧化钛浆料的打浆分散方法。本发明的目的在于提供的该打浆分散方法可以解决现有打浆工艺浆料浓度低、浆料分散稳定性差、粘度大、环境污染大等问题，提高产量和质量、降低单位成本和能耗。本发明打浆分散方法包括以下步骤：(1)处理打浆分散剂：在带搅拌装置的打浆设备中加水和打浆分散剂，打浆分散剂加入量为二氧化钛含量的0.1～0.5％；(2)控制浆料浓度：向打浆设备中加入二氧化钛初品，加水控制浆料浓度为600～1200g/L；(3)分散浆料：将步骤(2)所得浆料分散30～60分钟，即得打浆分散好的二氧化钛浆料。
Description
技术领域
本发明属于化工领域，涉及一种二氧化钛的打浆分散方法，具体是涉及二氧化钛初品湿磨前的打浆分散方法，更是针对高浓度二氧化钛浆料的打浆分散方法。
背景技术
二氧化钛俗称钛白粉，是一种重要的白色颜料，跟传统的铅白、锌白、锌钡白等白色颜料相比，钛白粉具有折射率高、消色力强、遮盖力大、分散性好、白度好、无毒等多种优异性能，被称为白色颜料之王，广泛应用在涂料、塑料、油墨、造纸、化纤、陶瓷等行业。
但是，无论是硫酸法还是氯化法所生产的粗品，虽然纯度很高，均不能作为白色颜料使用，必须经过后处理进行表面改性。钛白粉的后处理包括：打浆分散、湿磨、无机表面处理、水洗、干燥、有机表面处理、汽粉和包装等工序。由于二氧化钛的Ti-O键距离小且不等长，这种不平衡使得二氧化钛分子极性很强，易团聚，打浆过程中分散稳定性差，浆料粘度高，流动性差，不能顺利泵送到湿磨工序，还会影响湿磨和无机表面处理的质量，且浆料浓度越高，浆料的分散稳定性越差，粘度越高，流动性越差，对后续工序的影响越大。因此，钛白粉生产厂家选择在较低浓度下打浆，即二氧化钛含量低于600g/L，且在打浆分散时加入打浆分散剂。但是上述处理方式存在以下缺陷：
1)在较低浓度下打浆会影响产量，单位成本增加，且影响湿磨的效率，加大湿磨设备的损耗和能耗。
2)需要在打浆过程中添加打浆分散剂和酸或碱调节浆料pH值，目前常用的打浆分散剂为醇胺类和磷酸盐类，或醇胺类和磷酸盐类的复配物，但这两类打浆分散剂分别含有氮和磷，不利于环保。
本发明欲提供一种高浓度二氧化钛浆料的打浆分散方法，使用该方法打浆可将打浆浓度提高到600～1200g/L，且得到的钛白粉浆料具有良好的分散稳定性，浆料粘度低，且该打浆分散剂不含氮和磷，对环境无污染，也不需要添加酸或碱调节浆料pH值。
发明内容
本发明的目的在于提供一种二氧化钛初品湿磨前的高浓度二氧化钛浆料的打浆分散方法，以解决现有打浆工艺浆料浓度低、浆料分散稳定性差、粘度大、环境污染大等问题，提高产量和质量、降低单位成本和能耗。
为达到上述目的，本发明提供了一种新的二氧化钛浆料的打浆分散方法，尤其是应用于二氧化钛初品湿磨前的高浓度二氧化钛浆料，所述方法包括以下步骤：
(1)处理打浆分散剂：在带搅拌装置的打浆设备中加水和打浆分散剂，打浆分散剂加入量为二氧化钛含量的0.1～0.5％；
(2)控制浆料浓度：向打浆设备中加入二氧化钛初品，加水控制浆料浓度为600～1200g/L；
(3)分散浆料：将步骤(2)所得浆料分散30～60分钟，即得打浆分散好的二氧化钛浆料。
其中，步骤(1)所述带搅拌装置的打浆设备为打浆罐。
其中，步骤(1)和步骤(2)所述水为去离子水或蒸馏水。
其中，步骤(1)中所述打浆分散剂为聚羧酸盐与硅酸盐的复配物，优选的，所述聚羧酸盐为聚羧酸钠，所述硅酸盐为硅酸钠。
其中，聚羧酸盐与硅酸盐的复配比例按重量计为：聚羧酸盐:硅酸盐＝9:1～1:9。
优选范围：聚羧酸盐:硅酸盐＝9:1～1:1。
最优选值：聚羧酸盐:硅酸盐＝4:1。
进一步，步骤(2)中加入的二氧化钛初品可以是硫酸法工艺生产，也可以是氯化法工艺生产。
本发明打浆分散方法的有益效果包括：
(1)打浆分散剂不含氮和磷，有利于环保；
(2)不需要添加酸或碱调节浆料pH值，同样能达到很好的分散效果，简化了工艺，降低了成本；
(3)可将打浆浓度提高到600～1200g/L，提高湿磨效率和产量，降低湿磨设备的损耗和能耗。
具体实施方式
以下通过实施例形式的具体实施方式，对本发明的上述内容再作进一步的详细说明，说明但不限制本发明。
本发明打浆分散方法实现对高浓度二氧化钛打浆的关键在于采用聚羧酸盐与硅酸盐的复配物作为打浆分散剂。以下为筛选打浆分散剂的试验：通过变动分散剂种类、分散剂比例、分散剂用量、浆料浓度等参数条件进行打浆试验，固定打浆分散时间为45分钟，测定浆料粘度。
(1)向带搅拌装置的打浆罐中加入去离子水或蒸馏水，启动搅拌，往打浆罐中加入打浆分散剂，加入量以二氧化钛含量计；
(2)往打浆罐中加入二氧化钛初品，再补加一定量的去离子水或蒸馏水，控制浆料浓度；
(3)将步骤(2)所得浆料分散45分钟，即得打浆分散好的高浓度二氧化钛浆料。
参数设计及结果见表1。
表1 打浆参数设计及粘度测定结果
| 实例 | 分散剂种类 | 分散剂比例 | 分散剂用量/％ | 浆料浓度/(g/L) | 粘度/cP |
| 1 | 聚羧酸钠 | 无 | 0.1 | 600 | 250 |
| 2 | 聚羧酸钠 | 无 | 0.3 | 900 | 315 |
| 3 | 聚羧酸钠 | 无 | 0.5 | 1200 | 382 |
| 4 | 硅酸钠 | 无 | 0.1 | 600 | 405 |
| 5 | 硅酸钠 | 无 | 0.3 | 900 | 410 |
| 6 | 硅酸钠 | 无 | 0.5 | 1200 | 420 |
| 7 | 六偏磷酸钠 | 无 | 0.1 | 600 | 320 |
| 8 | 六偏磷酸钠 | 无 | 0.3 | 900 | 351 |
| 9 | 六偏磷酸钠 | 无 | 0.5 | 1200 | 403 |
| 10 | 聚羧酸钠和硅酸钠 | 9:1 | 0.3 | 900 | 135 |
| 11 | 聚羧酸钠和硅酸钠 | 4:1 | 0.3 | 900 | 115 |
| 12 | 聚羧酸钠和硅酸钠 | 1:1 | 0.3 | 900 | 150 |
| 13 | 聚羧酸钠和硅酸钠 | 9:1 | 0.5 | 1200 | 158 |
| 14 | 聚羧酸钠和硅酸钠 | 4:1 | 0.5 | 1200 | 122 |
| 15 | 聚羧酸钠和硅酸钠 | 1:1 | 0.5 | 1200 | 180 |
| 16 | 聚羧酸钠和硅酸钠 | 9:1 | 0.1 | 600 | 118 |
| 17 | 聚羧酸钠和硅酸钠 | 4:1 | 0.1 | 600 | 105 |
| 18 | 聚羧酸钠和硅酸钠 | 1:1 | 0.1 | 600 | 127 |
从表1可以看出，单独使用聚羧酸钠、硅酸钠或六偏磷酸钠作打浆分散剂的打浆效果均不如聚羧酸钠和硅酸钠复配使用的打浆效果。将聚羧酸钠和和硅酸钠复配作为打浆分散剂，打浆效果好，可进行高浓度打浆，不含氮和磷，有利于环保，且不需要额外添加酸或碱调节浆料pH值。
Claims (7)
1.二氧化钛的打浆分散方法，所述方法包括以下步骤：
(1)处理打浆分散剂：在带搅拌装置的打浆设备中加水和打浆分散剂，打浆分散剂加入量为二氧化钛含量的0.1～0.5％；
(2)控制浆料浓度：向打浆设备中加入二氧化钛初品，加水控制浆料浓度为600～1200g/L；
(3)分散浆料：将步骤(2)所得浆料分散30～60分钟，即得打浆分散好的二氧化钛浆料；
其中所述步骤(1)所述打浆分散剂为聚羧酸盐与硅酸盐的复配物，复配比例按重量计为：聚羧酸盐:硅酸盐＝9:1～1:9。
2.根据权利要求1所述的二氧化钛的打浆分散方法，其特征在于：所述聚羧酸盐与硅酸盐的复配比例按重量计为：聚羧酸盐:硅酸盐＝9:1～1:1。
3.根据权利要求2所述的二氧化钛的打浆分散方法，其特征在于：所述聚羧酸盐与硅酸盐的复配比例按重量计为：聚羧酸盐:硅酸盐＝4:1。
4.根据权利要求1-3任一项所述的二氧化钛浆料的打浆分散方法，其特征在于：所述聚羧酸盐为聚羧酸钠，所述硅酸盐为硅酸钠。
5.根据权利要求1所述的二氧化钛的打浆分散方法，其特征在于：所述步骤(2)中加入的二氧化钛初品采用硫酸法工艺生产或氯化法工艺生产。
6.根据权利要求1所述的二氧化钛的打浆分散方法，其特征在于：步骤(1)所述带搅拌装置的打浆设备为打浆罐。
7.根据权利要求1所述的二氧化钛的打浆分散方法，其特征在于：步骤(1)和步骤(2)所述水为去离子水或蒸馏水。
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