安徽金星钛白(集团)有限公司;
王智、陶厚东、齐飞
摘要：钛白粉后处理必须将粗品研磨分散,以满足包膜需求。为了使粗品研磨效果更好,更加节能降耗,我公司研磨粗品采用辊压磨和球磨机配合使用。文章主要介绍辊压磨与球磨机配合使用的优点。
关键词：硫酸法钛白粉；辊压磨；球磨机
前言
经锻烧的钛白粉大都是粒子的聚结物，需进行粉碎才能使粒度达到颜料标准的要求，从而获得尽可能高的不透明度及其他颜料性能。钛白粉对颗粒大小和粒度分布有严格的要求，因此选择合适的粉碎设备和工艺流程很必要[1] 。
我公司根据生产需要，采用辊压磨和球磨机配合使用的方式，将落窑品研磨分散，在实际生产中取得了较好的效果。粗品经过辊压磨碾压之后，经过辊压磨打浆槽，在搅拌的作用下加入脱盐水和分散剂制成浆料，浆料经球磨机研磨后转入浆料储槽，供砂磨岗位使用。在这个岗位关键是要控制浆料的筛余，如果筛余过大，将增加砂磨机的压力，不利于后续的研磨分散。
1、辊压磨与雷蒙磨比较
1.1 辊压磨的结构
辊压磨工作时，依靠一套液压机构，对两个辊子施加巨大压力，将粉碎所需要的能量作用于物料上，使得辊子之间的物料被粉碎和压实，形成片状。在这个过程中，物料颗粒内部产生大量裂纹，结构被破坏，可磨性得到了极大改善，更易于粉碎和分散[2]。
1.2 辊压磨的优点
国际上最早用辊压磨粉碎钛白粉的是德国的克朗诺斯，他们于2001年前后与设备生产商HOSOKAWA共同试验开发出适用于钛白粉生产的辊压磨，在此之前，国际上都用雷蒙磨来粉碎钛白粉[3] 。
辊压磨与雷蒙磨的优缺点对比：（1）运行维护费用对比：因辊压磨是靠静压力挤碎钛白粉晶粒，所以该设备在运行时噪音很低，易损部件少，运行费用很低，每年不超过30万元。雷蒙磨噪音大、梅花架、辊子、磨环等部件经常损坏，备件只能从国外进口，每年运行费用多达500多万元[4]。（2）能耗对比：辊压磨运行只需要1台电机，电耗低；雷蒙磨运行除主体电机外，还要1台大型风机将物料从磨中带出来，能耗高。（3）产品质量对比：由于辊压磨粉碎物料时，所有物料都从辊子之间通过，所有钛白粉晶粒都受高压力挤压，因此，其产品粒度更均匀，质量更好。雷蒙磨在粉碎时，总有一部分物料没有经过粉碎就被强风带出，因此，其产品粒度均匀性差，质量也稍差。此外，辊压磨在粉碎钛白粉时，辊子磨损很少，因此不污染产品，保证了产品的质量。
2、球磨机与胶体磨比较
我公司原来所选用的粉碎设备为辊压磨与胶体磨，两种设备配套进行钛白粉的研磨粉碎。但是有许多缺点与不足，主要是胶体磨磨盘的寿命过短，更换频繁，且带入产品的杂质量较高。故我公司拟用球磨机代替胶体磨，此设备生产量大、粉碎效率高、使用周期长。
2.1 球磨机原理
当球磨机回转时，钛白粉浆料由于离心力的作用，随筒体一起回转，被带到一定的高度时，由于其本身的重力作用抛落下来，对物料进行冲击，同时，陶瓷珠在磨腔内滑动和滚动，对物料起研磨作用，在研磨介质冲击和研磨的共同作用下对物料被粉碎和磨细[5] 。
2.2 球磨机与胶体磨研磨效果比较
我们在浆料浓度一定的情况下，分别取球磨机和胶体磨的浆料，测定筛余。
筛余的测定方法如下：等机器运转稳定后（约30min）在球磨機或胶体磨出口取得研磨后浆料，测其浓度C（g/L），体积V（ml）。然后其次将浆料倒至检验筛，用水冲洗至下清液无色为止（约10min），将检验筛拿至干燥箱烘干（温度设定为135℃，时间为1h）。最后将烘干后带有干基浆料的检验筛取出，冷却至室温后，称得检验筛中浆料干基质量m，得到其筛余W=m×1000/C×V×100%
通过一个月的跟踪，球磨机与胶体磨数据分别为：浓度平均值（g/L）558，553；筛余的最大值（%）7.08/10.89；最小值2.2/3.12，平均值4.66/7.26.可见，相同浓度下，球磨机效果要好于胶体磨，并且球磨机筛余比胶体磨稳定。
2.3 球磨机与胶体磨筛余变化趋势对比
为了考察球磨机和胶体磨的筛余随着产量增加的变化趋势，我们将一个新胶体磨和球磨机一个月跟踪的筛余数据，每周统计一次平均值，为了数据有代表性，我们将浆料浓度都控制在550-600g/L。试验结果如图2所示。
由图2可见，胶体磨随着产量的增加，筛余不断上升，按每天产量50t计算，到第四周也就是1500t左右时，筛余已经大于10%。我们一般在筛余大于10%时调整胶体磨的间隙，当产量达到2000t左右时，就要更换磨盘。而球磨机磨损较小，筛余较稳定，一般在3%-7%之间波动。
2.4 胶体磨与球磨机经济效益对比
我公司后处理生产量为10万吨/年，每条线产量约为3.33万吨/年，每条线需用两台胶体磨进行研磨粉碎，而胶体磨生产2000t后就必须更换磨盘，磨盘价格约为8000元/台。在生产中一台球磨机可代替两台胶体磨，产量相同。每年需更换胶体磨50台，所需成本就要40万，而球磨机每年检修、维护、保养等只需花费约3万元。由此来看，一台球磨机每年可为公司节约37万。
3、结束语
我公司采用辊压磨和球磨机配合的方式在后处理中对粗品进行初步研磨分散，在实际生产中有很多优势。通过实验数据，我们发现辊压磨相对于雷蒙磨有维护费用低，能耗低，产品质量好，杂质少的优点，而球磨机相对于胶体磨有产量大，粉碎效率高，研磨效果好，浆料筛余低，粒径均匀、磨损小的特点。因此，辊压磨和球磨机配合使用在钛白粉后处理生产中的应用效果较好。
参考文献：
[1]符永生，李爱华.金红石钛白粉后处理工艺的改进[J].化工技术与开发，2010，39（12）：59-61.
[2]张益都.硫酸法钛白粉生产技术创新[M].北京：化学工业出版社，2010.
[3]陈德彬.浅谈金红石钛白粉后处理技术[J].湖南化工，1994（2）：48-50.
[4]刁东侠.钛白粉初级成品粉碎生产工艺及设备选型[J].硫磷设计与粉体工程，2009（4）：8-10.
[5]唐文骞.硫酸法钛白粉生产中工艺技术及设备的分析和评论[J].化工设计，2004，14（3）：13-16.
(0)
