Trituradora mecánica SAM
Trituradora mecánica SAM. La trituradora mecánica SAM, que incorpora tecnología de Japón y Alemania,…
El proceso de producción de los pigmentos en polvo se divide principalmente en dos categorías según su origen: pigmentos minerales naturales (vía de procesamiento físico) y pigmentos sintéticos (vía de síntesis química) . En los apartados siguientes se describen los flujos de proceso y los equipos principales de cada ruta.
A partir de minerales naturales (por ejemplo, turquesa o jarosita) como materia prima, se produce el pigmento en polvo mediante trituración, molienda y purificación.
Extracción de mineral natural → trituración gruesa → trituración media/fina → molienda en húmedo → lavado y purificación → secado → clasificación/tamizado → envasado del producto terminado
| Paso | Equipamiento básico | Detalles del proceso |
|---|---|---|
| Trituración | Trituradora (por ejemplo, trituradora de turquesa) | En primer lugar, se trituran los minerales de gran tamaño para convertirlos en partículas pequeñas, a fin de prepararlos para la molienda. |
| Esmerilado / Fresado | Molino de piedra tradicional / Industrial molino de bolas en húmedo | Molienda en húmedo prolongada (proceso tradicional de unos 10 días). Mediante la molienda, la sedimentación y la estratificación, se separan las partículas de pigmento de diferentes tamaños. |
| Molienda en húmedo y clasificación | Molino de molienda en húmedo, equipo de cribado, clasificador de aire | El carbonato cálcico natural (por ejemplo, la piedra caliza) puede procesarse mediante molienda en seco (el producto se separa mediante un clasificador de aire y las partículas de tamaño excesivo se devuelven para volver a molerlas) o mediante molienda en húmedo (lo que permite obtener calidades más finas y de mayor intensidad). |
| Purificación / clasificación | Tanques de lavado, tanques de decantación, filtro prensa | Elimine las impurezas mediante lavado y decantación. La fabricación del pigmento de jarosita requiere pasos como la molienda en húmedo → prensado con filtro → lavado → prensado con filtro → secado. |
| Secado | Secador de alta intensidad, unidad combinada de trituración y secado | Seque el polvo húmedo hasta alcanzar el contenido de humedad especificado. La unidad combinada de trituración y secado puede triturar y cribar simultáneamente, lo que mejora la eficiencia del secado. |
| Molienda ultrafina (para alta precisión) | Molino de chorro (de lecho fluidizado o de discos) | Desaglomerar el pigmento en pequeños agregados para obtener partículas estables, un tamaño de partícula uniforme, una buena dispersabilidad y evitar la aglomeración o la sedimentación. |
Entre ellos se encuentran el dióxido de titanio (TiO₂), los pigmentos de óxido de hierro (rojo, amarillo, negro, etc.) y el negro de humo, entre otros. El precursor del pigmento se sintetiza mediante reacciones químicas, a lo que le sigue un tratamiento posterior para obtener el polvo.
El dióxido de titanio es el pigmento blanco más producido. El proceso de fabricación consta de más de 30 pasos, y tanto la estructura cristalina como la distribución del tamaño de las partículas deben controlarse rigurosamente.
Proceso de sulfato (produce los tipos anatasa y rutilo)
: Materia prima: ilmenita. Digestión con ácido sulfúrico concentrado → filtración → cristalización al vacío para eliminar el hierro → concentración → hidrólisis → lavado y blanqueo → calcinación → molienda en seco para obtener TiO₂. Ventajas: materias primas económicas, equipo sencillo. Desventajas: proceso largo, grandes volúmenes de residuos (ácido, sales de hierro).
Proceso del cloruro (solo para el tipo de rutilo de alta calidad)
: Materia prima: rutilo / escoria con alto contenido en titanio mezclada con coque. Cloración a 800–1000 °C para producir TiCl₄ → purificación por rectificación → oxidación en fase de vapor → filtración y lavado → secado y molienda. Ventajas: proceso corto, continuo y altamente automatizado, bajo consumo energético, menos residuos, alta calidad del producto. Desventajas: elevada inversión de capital.
El sulfato ferroso (subproducto de la producción de TiO₂) se purifica y se somete a un tratamiento térmico para producir pigmentos de óxido de hierro de color rojo, amarillo, negro, marrón, etc. (los que registran mayor producción y demanda entre los pigmentos inorgánicos de color). Tras la síntesis, el prensado por filtro y el secado, las partículas se aglomeran debido a las fuerzas de van der Waals y a los enlaces de hidrógeno. Molinos de lecho fluidizado o de chorro de tipo plano se utilizan para la molienda ultrafina y la desaglomeración. Tras la molienda por chorro: la finura Hegman del óxido de hierro rojo alcanza un valor de 5,5-7,0, la del óxido de hierro amarillo de 7,5 y la del óxido de hierro negro de 7,0.
Independientemente de la ruta, también es imprescindible contar con el siguiente equipamiento auxiliar:
| Tipo de equipo | Equipos representativos | Objetivo |
|---|---|---|
| Equipos de secado | Secador de alta intensidad, unidad combinada de trituración y secado QGS | Entrada radial de aire caliente; el material se seca en 4-5 segundos. Gran capacidad de procesamiento y alta eficiencia térmica. |
| Equipos de cribado y clasificación | Clasificador de aire, mecanismo de cribado (con válvula y malla de cribado) | Separe las partículas de gran tamaño y devuélvalas para su remolienda, garantizando así una distribución uniforme del tamaño de las partículas. |
| Equipos de procesamiento en fase sólida-líquida / líquida | Dispositivo de premezclado sólido-líquido (con cámara de trituración, rueda trituradora y pala agitadora), unidad de dispersión de alta velocidad (con eje de dispersión) | Realice un corte previo y una trituración previa del polvo y, a continuación, dispérselo a alta velocidad en fase líquida para lograr un procesamiento ultrafino eficaz, evitando la aglomeración y las obstrucciones. |
| Instalaciones medioambientales y de seguridad | Equipos anticorrosión, sistemas de ventilación y captación de polvo, colectores de polvo, instalaciones de tratamiento de aguas residuales | La producción de pigmentos genera grandes cantidades de polvo e implica el uso de productos químicos corrosivos; por ello, se requieren instalaciones bien equipadas. |
Los pigmentos orgánicos (por ejemplo, los pigmentos azoicos o el verde de ftalocianina) se producen mediante un síntesis química → acabado de pigmentos proceso similar al de los colorantes, y suelen fabricarse en plantas de producción de colorantes. Entre los tipos más representativos se encuentran los pigmentos de condensación azoica (para recubrimientos de alta calidad para automoción y recubrimientos arquitectónicos) y el verde de ftalocianina (para pinturas, recubrimientos y coloración textil). El proceso implica múltiples etapas de química fina: diazotación, reacción de acoplamiento, acabado del pigmento, modificación de la superficie, etc.
| Aspecto | Pigmentos minerales naturales (vía física) | Pigmentos sintéticos (vía química) |
|---|---|---|
| Principio fundamental | Trituración de minerales + purificación + clasificación | Síntesis química + postratamiento |
| Equipo principal | Trituradoras, molinos de bolas en húmedo, molinos de chorro, clasificadores de aire | Reactores, hornos de calcinación, prensas de filtro, molinos de chorro, unidades de dispersión de alta velocidad |
| Productos típicos | Colorantes minerales naturales, excipientes de carbonato cálcico | Dióxido de titanio, pigmentos de óxido de hierro, negro de humo, polvo de aluminio ultrafino |
| Puntos clave de control | Tamaño de las partículas y pureza | Forma cristalina, tono, tamaño de partícula, capacidad de dispersión |
| Preocupaciones medioambientales | Recogida de polvo | Tratamiento de gases residuales ácidos y clorados, tratamiento de aguas residuales, recuperación de gases de escape |
En la producción de pigmentos, trituración, molienda y molienda ultrafina en molino de chorro son los pasos finales comunes a ambas rutas. Se trata de las operaciones fundamentales que garantizan la estabilidad de las partículas, un tamaño uniforme de las mismas y una buena dispersabilidad, lo que determina directamente el tono final y el rendimiento del pigmento en la aplicación.
