钛白粉的粉碎

钛白粉的粉碎(二氧化钛 TiO₂粉碎 / 解聚)

煅烧后的钛白粉是大量烧结团聚体,粉碎不是把晶体原粒打碎,主要是打碎团聚、聚结颗粒,把粒度调控到颜料最优区间 0.2‑0.4 μm,保障遮盖力、白度、分散性、光泽。分为干式粉碎、湿式粉碎两大路线;工业分为煅烧后粗粉碎、包膜干燥后后粉碎(解聚)两道工序。
钛白粉莫氏硬度 6‑6.5,磨蚀性强,设备必须做耐磨内衬,严防金属杂质污染,否则会发黄、色相变差。

一、干式粉碎(粉体状态,硫酸法 / 氯化法后处理主流)

1)雷蒙磨(悬辊磨,预粉碎 / 粗碎)

  • 原理:磨辊‑磨环碾压剪切,内置风选分级,80‑400 目可调。

  • 用途:煅烧块料初级粉碎,非颜料级、普通钛白;也常作为气流磨前置预处理。

  • 缺点:碾压会产生挤压附聚颗粒;高要求颜料产品雷蒙磨之后还需要气流磨解聚。

  • 控制要点:入料水分<2%,稳定喂料,定期检查磨辊内衬磨损,避免铁杂质引入。

2)蒸汽气流磨(流化床对喷气流磨,颜料钛白终粉碎 / 后解聚核心设备)

高端涂料、塑料金红石钛白几乎都用蒸汽气流磨做最后一道粉碎(后粉碎),在无机包膜‑干燥之后,有机包膜之前,可同步喷入有机处理剂完成有机包膜。
  • 原理:1.6‑2.0 MPa 过热蒸汽(290‑310℃)形成超音速射流,颗粒之间高速碰撞摩擦实现解聚,无介质磨损,自带涡轮分级,合格细粉被带出,粗颗粒循环再粉碎。

  • 优点:

  1. 只打散团聚,不破坏 TiO₂原生晶粒,粒度分布窄;

  2. 蒸汽膨胀降温,物料温升小;

  3. 可直接把有机包膜药剂随蒸汽喷入,实现粉碎 + 表面改性一步完成;

  4. 金属污染极低,保障白度与色相。

  • 关键工艺参数:蒸汽压力、过热度、进料速率、分级轮转速;物料水分要严格控制,水分高易粘壁堵磨。

  • 扁平式气流磨也可用,但钛白行业主流是流化床蒸汽气流磨。

    二、湿式粉碎(浆料状态,包膜前湿磨)

    包膜之前钛白是水浆料,用砂磨机做湿法研磨,打碎煅烧残留硬团聚,消除微米级粗颗粒,提升包膜均匀性,氯化法钛白普遍采用。

    卧式砂磨机(钛白湿磨主力)

    • 介质:氧化锆微珠(0.2‑0.8 mm);内衬聚氨酯 / 氧化锆,防金属污染。

    • 典型工艺条件参考:

      • 浆料固含 45‑55%;

      • 介质填充率 65‑75%;

      • 加合适分散剂;

      • 循环 / 多道研磨,消除>1 μm 粗颗粒。

    • 作用:打碎湿态硬团聚;研磨完成再去过滤洗涤、干燥,干燥之后还要经过蒸汽气流磨干式解聚(干燥过程会再次产生团聚)全国科技企...。

    三、典型完整工艺路线

    路线 A:硫酸法钛白经典流程

    煅烧出料块料 → 雷蒙磨干式预粉碎 → 打浆制浆料 → 湿式砂磨(打碎硬团聚)→ 无机包膜(硅 / 铝 / 锆)→ 压滤洗涤 → 干燥 → 蒸汽气流磨(后粉碎 / 解聚 + 有机包膜) → 成品包装。

    路线 B:非颜料级钛白粉(填料级)

    煅烧块料 → 雷蒙磨 / 立磨粉碎 → 分级 → 直接出料,不做气流磨精粉碎。

    四、关键质量风险与控制要点

    1. 过粉碎风险
      不要追求越细越好。原生颗粒打碎会产生大量<0.2 μm 超细粉:吸油量上升、遮盖力下降、体系粘度升高。设备必须带动态分级,合格颗粒及时分离出去,避免无效循环过磨。
    2. 金属杂质污染(Fe、Cu 等)
      钛白粉硬度高,磨辊、砂磨盘磨损会引入铁等重金属杂质,造成产品黄相。对策:耐磨内衬、定期点检磨损件;对应你之前 SGS 报告的 ICP‑OES 金属元素检测,就是监控这类杂质。
    3. 团聚问题
    • 煅烧产物是烧结硬团聚,需要较强能量打碎;

    • 干燥工序会产生软团聚,主要靠气流磨解聚,不是把晶体磨碎。

    1. 水分影响

    • 干磨物料水分高,粘壁、堵磨、分级失效;

    • 湿磨要控制 pH、分散剂,防止浆料絮凝,否则研磨无效。

    五、干式粉碎 vs 湿式粉碎对比表

    表格
    项目干式(雷蒙磨 / 蒸汽气流磨)湿式砂磨
    物料形态干粉水浆料
    主要目的干粉解聚、终成品粒度、可同步有机包膜打碎煅烧硬团聚,改善无机包膜均匀性
    所处工序干燥之后包膜之前
    杂质风险设备磨损,气流磨金属污染更低介质 / 内衬磨损风险,选氧化锆 / 聚氨酯
    后序需要直接成品必须过滤、干燥,干燥后还要气流磨解聚


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