|
为了稳定控制钛白生产,消除产品质量大起大落现象,研究盐处理及煅烧条件对成品质量影响的内在规律十分必要。为此,进行探索试验,试图通过试验达到三个目的:第一,确定偏钛酸盐处理的最佳配方和煅烧条件;第二,探索盐处理剂数量和煅烧条件对成品白度,消色力、水分散性、遮盖力等质量指标和物理性能的影响规律;第三,探索盐处理剂数量变化与煅烧强度对应关系。 原料的制备 从生产现场取一定量合格的偏钛酸(矿种为攀矿和化州矿各50%),经检测,其组成为TiO2·2.5H2O·0.3SO4,Fe3+=65ppm,调整偏钛酸浓度为400~430g/l,待用。100~130g/l浓度的K2CO3溶液,100~130g/l浓度的H3PO4溶液待用。 实验仪器 煅烧高温炉1台,美国LINDBERG公司生产,BF51732型,16段折线升温,最高温度1200℃;磁力搅拌器1台,平磨仪1台,干粉白度计1台,标准光源1台,100ml坩埚若干。 实验方案 采用高温炉模拟现场回转煅烧,通过探索试验确定盐处理和煅烧条件的范围,以及各因素对成品质量影响的内在规律,为寻求最佳方案创造条件。 试验方法 盐处理和煅烧影响成品质量因素很多,如盐处理剂的种类、数量和浓度,偏钛酸料浆浓度,杂质浓度,盐处理搅拌强度和时间,煅烧强度,窑内气氛,并且各因素的影响程度不一。根据查阅的资料和对生产经验数据的分析,认为盐处理剂碳酸钾和磷酸的加量,以及煅烧温度和保温时间是影响质量的四个主要因素,并分别设定三个水平进行正交试验,试验方案及结果见表1。 综合分析 从表1经数据处理到的各因素极差值R可见,在设定的水平范围内,四个因素对成品某一项质量指标影响的程度是不同的,影响白度的主要因素是煅烧温度和保温时间,即煅烧强度是影响白度的主要因素;消色力主要取决于煅烧温度,遮盖力主要取决于煅烧温度和碳酸钾的加入量。分散性主要取决于煅烧温度和磷酸的加入量可见,影响各质量指标的因素中都煅烧温度因素,而温度的高低对各质量指标的影响有正有负。这说明钛白生产中,成品是否具有高白度、高消色力、高遮盖力、良好的分散性等一系列好的颜料性能,最主要取决于是否控制在一个恰当的煅烧强度。 由此得出以下规律:煅烧强度是影响成品质量的最主要因素,其中煅烧温度又是决定性的因素;增加K2CO3的用量可以提高白度和消色力,降低落窑品硬度,但对分散性和遮盖力产生负作用;增加H3PO4的用量对分散性是有益的。 确定盐处理配方 从试验结果看,只要保证适宜的煅烧强度,分散性、遮盖力二个质量指标就能达到成品质量要求。可见在实验范围内,盐处理剂的加入量对分散性和遮盖力的影响不是很明显,为此主要根据9次试验结果中具有较好白度和消色力的试验条件,选择盐处理最佳配方,并在下一步试验中仅考核白度和消色力两个质量指标。 最佳白度配方是4号试验,其K2CO3加量为0.65%,H3PO4加量为0.3%,而数据处理后确定的优水平K2CO3加量为0.65%,H3PO4加量为0.2%。最佳消色力配方是9号试验,其K2CO3加量为0.65%,H3PO4加量为0.1%,而数据处理后确定的优水平K2CO3加量为0.65%,H3PO4加量为0.1%。 综合上述白度和消色力最佳方案,K2CO3加量为0.65%,H3PO4加量取折中数为0.20%,是较理想的盐处理方案,由于该配方是2号试验方案,而该方案的煅烧强度很低,故该验证该配方的煅烧强度,同时在该配方附近进一步选择最佳配方。
|