Роторная дробилка
Типы ударных дробилок Ударная дробилка — это устройство, в котором используется ударное…
Процесс производства сырьевых пигментных порошков в основном подразделяется на две категории в зависимости от их происхождения: натуральные минеральные пигменты (метод физической переработки) и синтетические пигменты (метод химического синтеза) . В следующих разделах описаны технологические схемы и основное оборудование для каждого технологического маршрута.
Используя природные руды (например, бирюзу, ярозит) в качестве сырья, пигментный порошок получают путем физического дробления, измельчения и очистки.
Добыча природной руды → грубое дробление → среднее/мелкое дробление → мокрое измельчение → промывка и очистка → сушка → классификация/просеивание → упаковка готовой продукции
| Шаг | Основное оборудование | Подробности процесса |
|---|---|---|
| Дробление | Дробилка (например, дробилка для бирюзы) | Сначала крупные куски руды разбивают на мелкие частицы для подготовки к измельчению. |
| Шлифование / Фрезерование | Традиционная каменная мельница / Промышленная мокрая шаровая мельница | Длительное мокрое измельчение (традиционный процесс длится около 10 дней). В процессе измельчения, осаждения и расслоения происходит разделение частиц пигмента разного размера. |
| Мокрое измельчение и классификация | Мельница для влажного измельчения, просеивающее оборудование, воздушный классификатор | Природный карбонат кальция (например, известняк) можно перерабатывать методом сухого измельчения (продукт отделяется с помощью пневмоклассификатора, крупнозернистая фракция возвращается на повторное измельчение) или методом мокрого измельчения (позволяет получать более мелкие и яркие сорта). |
| Очистка / классификация | Промывочные резервуары, отстойники, фильтр-пресс | Удалите примеси путем промывки и отстаивания. Производство пигмента ярозита включает в себя такие этапы, как мокрое измельчение → фильтрование под давлением → промывка → фильтрование под давлением → сушка. |
| Сушка | Высокопроизводительная сушилка, комбинированная установка для дробления и сушки | Высушите влажный порошок до заданной влажности. Комбинированная установка для измельчения и сушки позволяет одновременно осуществлять измельчение и просеивание, что повышает эффективность сушки. |
| Ультратонкое измельчение (для обеспечения высокой точности) | Гидромельница (с псевдоожиженным слоем или дисковая) | Разбивать агломераты пигмента на мелкие агрегаты для получения стабильных частиц, однородного размера частиц, хорошей диспергируемости, а также для предотвращения агломерации и осаждения. |
К ним относятся диоксид титана (TiO₂), пигменты на основе оксидов железа (красные, желтые, черные и т. д.), сажа и т. д. Предшественник пигмента синтезируется в ходе химических реакций, после чего проходит дополнительную обработку для получения порошка.
Диоксид титана — это белый пигмент, который производится в наибольших объемах. Процесс производства включает более 30 этапов, при этом необходимо строго контролировать как кристаллическую структуру, так и гранулометрический состав.
Сульфатный процесс (производит анатаз и рутил)
: Сырье: ильменит. Выщелачивание концентрированной серной кислотой → фильтрация → вакуумная кристаллизация для удаления железа → концентрирование → гидролиз → промывка и отбеливание → прокаливание → сухое измельчение для получения TiO₂. Преимущества: недорогое сырье, простое оборудование. Недостатки: длительный процесс, большие объемы отходов (кислота, соли железа).
Хлоридный процесс (только для рутила высокого качества)
: Сырье: рутил / высокотитановый шлак в смеси с коксом. Хлорирование при температуре 800–1000 °C с получением TiCl₄ → очистка ректификацией → окисление в паровой фазе → фильтрация и промывка → сушка и измельчение. Преимущества: короткий технологический процесс, непрерывный и высокоавтоматизированный, низкое энергопотребление, меньший объем отходов, высокое качество продукции. Недостатки: высокие капиталовложения.
Сульфат железа (побочный продукт производства TiO₂) подвергается очистке и термической обработке для получения красных, желтых, черных, коричневых и т. д. пигментов оксида железа (наибольший объем производства и спрос среди неорганических цветных пигментов). После синтеза, фильтровального прессования и сушки частицы агломерируются под действием сил Ван-дер-Ваальса и водородных связей. Мельницы с псевдоожиженным слоем или плоскостные струйные мельницы используются для ультратонкого измельчения и деагломерации. После струйного измельчения: показатель тонкости по шкале Хегмана для красного оксида железа достигает 5,5–7,0, для желтого оксида железа — 7,5, для черного оксида железа — 7,0.
Независимо от маршрута, также необходимо следующее вспомогательное оборудование:
| Тип оборудования | Типовое оборудование | Цель |
|---|---|---|
| Оборудование для сушки | Высокопроизводительная сушилка, комбинированная установка для дробления и сушки QGS | Радиальный вход горячего воздуха; материал высыхает за 4–5 секунд. Большая пропускная способность, высокая тепловая эффективность. |
| Оборудование для сортировки / классификации | Воздушный классификатор, просеивающий механизм (с клапаном и ситом) | Отделяйте крупные частицы и направляйте их на повторное измельчение, обеспечивая равномерное распределение частиц по размерам. |
| Оборудование для переработки в твердо-жидкой и жидкой фазах | Устройство для предварительного смешивания твердых и жидких веществ (с камерой измельчения, измельчающим колесом и перемешивающей лопаткой), высокоскоростной диспергатор (с диспергирующим валом) | Сначала измельчите и раздробите порошок, а затем проведите его высокоскоростную диспергирование в жидкой фазе для эффективной ультратонкой переработки, предотвращая агломерацию и забивание. |
| Оборудование для обеспечения экологической безопасности и охраны труда | Антикоррозионное оборудование, системы вентиляции и пылеудаления, пылесборники, очистные сооружения | При производстве пигментов образуется большое количество пыли и используются коррозионные химические вещества; для этого требуются специализированные производственные мощности. |
Органические пигменты (например, азопигменты, фталоцианиновый зеленый) получают путем химический синтез → пигментная отделка процесс, аналогичный производству красителей, и, как правило, изготавливаются на красильных заводах. К типичным видам относятся азоконденсационные пигменты (для высококачественных автомобильных и архитектурных покрытий) и фталоцианиновый зеленый (для красок, покрытий и окрашивания текстиля). Процесс включает в себя несколько этапов тонкой химии: диазотирование, реакцию соединения, доработку пигмента, модификацию поверхности и т. д.
| Аспект | Натуральные минеральные пигменты (физический метод) | Синтетические пигменты (химический способ) |
|---|---|---|
| Основной принцип | Дробление руды + обогащение + сортировка | Химический синтез + последующая обработка |
| Основное оборудование | Дробилки, шаровые мельницы с мокрым режимом, струйные мельницы, пневмоклассификаторы | Реакторы, печи для прокалки, фильтр-прессы, струйные мельницы, высокоскоростные диспергаторы |
| Типичные продукты | Натуральные минеральные красители, наполнители на основе карбоната кальция | Диоксид титана, пигменты на основе оксида железа, технический углерод, ультрадисперсный алюминиевый порошок |
| Основные контрольные точки | Размер частиц и чистота | Кристаллическая форма, оттенок, размер частиц, диспергируемость |
| Экологические проблемы | Пылеудаление | Очистка отработанных газов от кислоты и хлора, очистка сточных вод, рекуперация отходящих газов |
При производстве пигментов, измельчение, дробление и ультратонкое измельчение в струйной мельнице — это заключительные этапы, общие для обоих технологических процессов. Они представляют собой основные операции, обеспечивающие стабильность частиц, однородность их размера и хорошую диспергируемость, что напрямую определяет конечный оттенок и эксплуатационные характеристики пигмента.
