中国粉体网讯 钛白粉学名为二氧化钛(TiO2)，是一种白色无机颜料，具有无毒、极佳的不透明性、白度和光亮度等特点，被认为是目前世界上性能最好、最重要的一种白色颜料，钛白粉占全部白色颜料使用量的80%以上，广泛应用于涂料、塑料、造纸、印刷油墨、化纤、橡胶和化妆品等行业。
为什么要进行后处理？
当前金红石型钛白粉的生产主要有两种途径：硫酸法和氯化法。二者相较之下，多数情况下都倾向于使用氯化法，因为硫酸法造成污染较为严重同时成品质量不高。然而这两种方法虽然在具体的实施中有着细节性的不同，但大体的生产过程都是一致的，都是由钛白粉基料的生产以及对其进行后处理加工两部分构成。
后处理加工是对钛白粉基料进行表面处理，克服二氧化钛粉体存在的一些固有缺陷(如光化学活性)，防止二氧化钛与光、空气、水的直接接触，提高产品的光泽度、白度和耐候性等。而当前国内的钛白粉后处理工艺还不成熟，很多企业出于规避麻烦和节省成本的目的，选择粗糙性的处理，有些极端的直接就删除了后处理这一不可或缺的环节，基料生产完成后直接进行使用和销售。这种做法极大降低了钛白粉的工业价值，因此，如何改进后处理的工艺成为重要研究方向。
后处理工艺
当前国内一般的钛白粉后处理工艺流程如图所示：
1、研磨
研磨又称为研磨分散，该工序是将加入分散剂分散后的TiO2浆料进行机械研磨，目的是使团聚在一块的TiO2颗粒分离成单个粒子。常用的机械研磨设备为振动磨、珠磨和砂磨。经过研磨后的钛白粉颗粒呈球状，没有棱角，在2μm以下的粒径比较集中，对于氯化法钛白粉研磨后的目标粒径通常控制在0.2～0.4μm范围内。
2、分级
分级即将经过研磨的浆料中的大颗粒物料分离出来，进一步控制钛白粉的粒径，使钛白粉粒子达到原级粒子状态，满足包膜的要求。国内厂家普遍使用重力水选的方法对钛白粉粒子进行分级，但这个方法效率低，产能小，而且难以控制产品的粒径分布。
3、包膜
包膜即表面处理，这是整个后处理工艺中的核心步骤也是难点所在。当前包膜的方法种类较多，如图所示。而国内一般是在包膜罐中，利用化学反应在分级后的粒子表面形成一层薄膜，而后通过添加不同的包膜剂以及改变反应时的相关条件，从而得到各种型号的钛白粉成品。但由于国内包膜产业起步较晚，技术生产条件相对不足，因此包膜的整体水平还有待提高。
4、洗涤
经过表面处理后，TiO2浆料的表面在反应过程中会附着少许水溶性盐，特别是氯化物盐类的氯根，这些都将严重影响产品的应用性能(如耐候性、白度等)，所以必须采用水洗的方式将盐类除去。国内广泛采用的洗涤设备是叶滤机。叶滤机洗涤方案工艺流程简单、投资少、操作要求不高，设备易于维修。但洗涤水耗高，滤饼的含固量低(35%～40%)，且需要消耗大量的燃料，最终表现为生产成本高。
5、干燥
钛白粉结束洗涤和过滤后，里面含有大量的水分，需要对其进行干燥处理。常见的生产工序中，主要有旋转闪蒸干燥、带式干燥以及喷雾干燥。喷雾干燥的热利用率比较高，不过只适合固含量低的物料，而带式干燥的热利用率低，且出料凝聚块的直径比较大，会给后续处理工艺增加麻烦。旋转闪蒸干燥所使用的干燥机是一种连续式干燥设备，其对热的利用率很高，不过，国内钛白粉生产厂主要使用煤气为干燥机提供燃料，其对煤气有较高的要求，要求煤气中的硫和灰含量都比较低。
6、粉碎
经干燥后收集下来的钛白粉大都是粒子聚集物，需要粉碎后才能使粒度达到标准要求，从而获得尽可能高的不透明度及遮盖性能。由于没有合适的超微粉碎设备，国内一些钛白粉厂家直接取消粉碎的工序，干燥后的钛白粉即成为成品。即使少数厂家有粉碎工序，其粉碎后的产品质量也达不到国际要求。
后处理工艺的改进
1、分级工艺的改进
不同于国内主流的重力水选法，国外多数使用水力旋流器进行分级处理，这种处理方法在极大提升分级效率的同时，也可以使得分级出的粒子的质量也有极大地提升，使其能够更好的进入到下一步包膜的工序之中。以往的分级工艺分离出的粒径＞20μm的粒子占比小于0.005%，＞2μm的粒子占比小于0.1%，而这种相对先进的分级工艺可以使得粒径达到＞20μm的粒子占比小于0.001%，＞2μm的粒子占比小于0.05%，同时可以保证粒径整体的合格率在99.95%。而这个合格率已经是相当精细的水准了。鉴于其多项优点，国内近段时间也开始积极引进相关设备，对以往一直使用的分级工艺进行改进，改用这种先进的方法进行分级处理。
2、包膜工艺的改进
钛白粉后处理中最关键的工序之一就是包膜，选择包膜罐时，最好选择大型包膜罐。国外包膜工序由全自动控制完成，通过DCS系统来操作整个包膜过程，DCS系统首先会根据包膜的配方进行计算，并在控制系统中进行演示，通过计算结果来进行包膜，等到包膜结束后，再次对包膜工艺的各种数据进行计算，再次修正。该全自动控制通过数据计算并修正，精确控制了包膜剂的加入量，进而使产品的质量更加稳定，同时极大地降低了人力成本，提高了生产效率和企业的经济效益。
参考来源：
[1]王永珊等.金红石型钛白粉后处理工艺技术分析.
[2]张成国.金红石型钛白粉后处理工艺技术研究
[3]姜亚玲.金红石型钛白粉后处理工艺技术进展
（中国粉体网编辑整理/山川）
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