浆状颜料的同时干燥和研磨方法

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概述：

    本发明涉及到浆状颜料的研磨方法，特别涉及到这类颜料的同时研磨和干燥方
法。

    颜料的生产中往往是先制成浆料，随后再经过干燥和粉碎而得到成品，这是不同
的两道程序。如果能将这两道二序结合在一起进行，则具有减少操作时间、降低生产
成本以及少用设备等优点。

    本发明的目的是为颜料生产提供一种同时研磨和干燥的方法，所生产的产品的质
量相当于通过单独干燥和研磨后的产品。

    在本发明同时干燥和研磨方法中，将温度在室温以上的气流由附图中第一个喷嘴
（1）射入，浆状颜料从（3）加入，被气流携带一起通过与喷嘴（1）成同一轴线但
有一定间隔的第一个文丘里管（2），在与第一个喷嘴和第一个文丘里管的轴线成反
射角的冲击磨表面（5）形成撞击作用，并被反射到与此冲击磨表面有一定距离、且
与第一个喷嘴和文丘里管成平行的第二个喷嘴（6），再由第二个喷嘴射入的气流携
带通过与第二个喷嘴成同一轴线的第二个文丘里管（7），进入圆柱形的分离室
（10），分离室的内壁为圆柱体，设有废气出口（12）和颜料粒子出料口（13）。携
带颜料粒子的气流通过第二个文丘里管，在圆柱形分离室里形成的旋流和撞击作用，
最后经分离后分别由其上下两个出口排出。

    本发明中用于干燥和研磨的颜料是以浆料的形式引入到气流中的，浆料中颜料的
固体份在某种程度上取决于颜料的性质，但通常为60%以上，最好为65～95%（重量
份）。

    本发明的方法适用于粒径范围较小的颜料，尤其是产品性能随粒径而变化的那些
颜料。这些颜料包括：TiO2,SiO2，硅酸盐，Al2O3，锑系和钙系颜料，碳黑，
Fe2O3，氧化铅，ZnO和ZrO2。其它的物料，如有机彩色颜料，以及药物，在一定条件
下（如用合适的研磨用气流）也能应用。

    本发明方法中所用的研磨用气体的温度应高于室温，所提供的热量应足以使浆料
干燥。一般所用的温度为300～900℃，最好是300～550℃。

    任何合适的气体都可用于本发明方法中，除空气以外，隋性气体也可应用。但最
好用过热蒸汽，过热的程度随蒸汽喷射要求的温度而定。

    一般情况，喷射入第一和第二个喷嘴的蒸汽压力至少为0.5Mpa,最好在1Mpa以
上。

   本发明方法可应用在任何规模的操作中，从实验室规模到工厂的实际生产。两个
喷嘴和两个文丘里以及园柱形分离室的大小取决于所要求的产量以及加料速度和气流
通过喷嘴的速度。



(图略) 同时干燥和研磨的TiO2生产设备

    两个喷嘴和与之相连的文丘里颈部尺寸选择范围很大，喷射入两个喷嘴气体的压
力应与喷嘴的大小相配，并能符合所要求的产品特性所需。实施本发明方法的一个特
别优选的方法是使第一个文丘里的颈部截面积对第一个喷嘴截面积之比为11：1，第
二个文丘里的颈部截面积之比为16：1，气流压力均为2Mpa左右。

   喷入两个喷嘴的气流是分别提供的，其中进入第二个喷嘴气流的速度是进入第一
个喷嘴的速度的两倍是很有利的。

   如有必要，可在分离室园柱形的壁上附有一个或多个喷孔，通过这些喷孔将另外
一部份气体引入到分离室内，但这部份气体的引入数量取决于研磨时的用气量，一般
来说，这部份的数量小于或等于通过第一个喷嘴进入的气量。

   本发明方法中所用磨体可用任何合适的材料制成，如不锈钢，也可以将其各个部
件用陶瓷材料制造。用陶瓷制成的气流/粒子冲击面可减少所不希望的少量铁对产品
的污染。

    本发明方法中所用的一种磨的形态如图1和图2表示。从图1中可看出磨体的构
造。第一个喷嘴（1）和第一个文丘里（2）为同一直线排列，但相隔一段距离。浆料
颜料的加入口（3）位于第一个喷嘴和第一个文丘之间，（4）是料仓。撞击颜料粒子
用的磨体表面（5）能接受来自文丘里（2）的颜料颗粒，并将撞击粉碎后的粒子反射
到喷嘴（6），再由（6）中的气流带入文丘里（7），通过粉末入口（8）进入圆柱形
的分离室（10）。

    在圆柱形分离室（10）的环形壁体（9）分布许多互相间隔的气流入口（11），
通过此入口将另外一部份气体导入到分离室。在分离室的中部，设有气流出口
（12），在与气流出口同轴线的分离室另一侧，设有被研磨好的颜料粒子出口
（13）。

    在实际操作中，将需要干燥和研磨的颜料浆料由加料斗（4）加入到入口（3），
再由喷嘴（1）射入的气流携带，进入文丘里（2）后，撞击到磨体内表面（5），从
而形成研磨作用。这粉碎后的物料又被反射到第二个喷嘴（6），再被射入的气流携
带进入第二个文丘里，然后以圆柱形分离室切线的方向通过入口（8）进入分离室
（10）。在分离室内，另外的一部份气流通过入口（11）射入，增大了室内气流的流
速，也使气流中的颜料粒子互相碰撞的速度加大，因此提高了研磨效应。当携带颜料
粒子的气流进入分离室的中心区时，速度降低，颜料粒子不再随气流移动，留存在分
离室由出口（13）放出，而夹带微细颜料粒子的气流从出口（12）排出。

   本发明中所得的研磨后的TiO2颜料粒子完全是干燥的，其质量相当于通过单独干
燥和粉碎所得的产品。

实例:

    将普通TiO2生产厂压力过滤机中所得的TiO2颜料滤饼加入到搅拌机中搅拌，该类
滤饼含有31%水份和69%的TiO2（重量计），搅拌后的浆料块宽约2.5mm,长约6mm。然
后以160kg/hr的速度将此浆料加入到上述加料斗（4）中。

    随后分别以每小时163kg和227kg的速率往第一和第二个喷嘴中喷入压力为2Mpa、
温度为320℃的蒸汽，进入磨体内的气流温度为140℃。

    如此所得的产品完全是干燥的，质量相当于经过分别干燥和气流研磨的产品。