浅谈钛白粉粒度检测

浅谈钛白粉粒度检测一、钛白粉钛白粉的化学名称：二氧化钛，分子式TiO2，分子量79.9，其质量组成中59.95%为Ti，O占40.05%。别名：钛白，钛白粉。钛白粉，是迄今无可替代，性能最优异的白色颜料，其工业产品的形式有两种，粉（称钛白粉）和浆状（称浆状钛白）。TiO2r的工业生产方式只有硫酸法和氯化法，两种全球TiO2的装置能力约为475万吨，实际产销量约为400万吨左右，TiO2仅次于合成氨和磷化工产品，居无机化工产品的第三位。通常人们把在涂料、油墨、塑料、橡胶、造纸、化纤、美术颜料和日用化妆品等行业中以白色颜料为主要使用目的的二氧化钛称为钛白粉、二氧化钛颜料或钛白，而把在搪瓷、电焊条、陶瓷、电子、冶金等工业部门以纯度为主要使用目的的二氧化钛称为二氧化钛或非颜料级钛白粉、非涂料用钛白粉。二氧化钛是一种重要的无机化工原料，无毒、对健康无害，是最重要的白色颜料，占全部白色颜料使用量的80%。从全世界范围来说，所开采的钛矿90％以上用于TiO2颜料的生产。1998年，世界总的TiO2颜料消费量为355万吨，按2000美元/吨的单价计其总价值为70亿美元。许多发达国家都将其列为关键化学品行列，在某些国家和地区，其生产量与国民生产总值成正比，它已成为衡量一个国家经济发展和人民生活水平高低的重要标志之一。二、钛白粉行业发展现状我国钛白粉工业始于20世纪50年代中期。钛白粉主要成分为二氧化钛(TiO2)的白色颜料。钛白粉学名为二氧化钛（titaniumdioxide），分子式为TiO2是一种多晶化合物，其质点呈规则排列，具有格子构造。随着钛白粉行业的不断发展越来越多的品牌被人类认识。数据显示，我国钛白粉总产能占世界的30%，是世界最大的钛白粉生产国，2011年全国钛白粉总产能为约260万吨。此外，我国也已成为世界最大的钛白粉消费国，1999-2011年，我国钛白粉消费量从24.8万吨/年增长至165万吨/年，年复合增长率达17.11%，远超GDP增速。钛白粉在涂料体系中使用GR复合钛白颜料可限得与钛白粉相同或相近的性能指标；GR复合钛白颜料可广泛应用于涂料体系中，改善涂料的性能，较大幅度的降低材料的使用成本2011年中国钛白粉行业进出口总额为18.58亿美元，其中进口额为7.04亿美元，同比增长9.22%;出口额为11.55亿美元，同比增长122.58%;2011年钛白粉国际贸易首次出现贸易顺差，顺差额4.51亿美元2011年，全国钛白粉进口总量20万吨，较上一年减少了6.9万吨，增长率为-25.65%;钛白粉出口总量为38万吨，较上一年增加了11.4万吨，增长率为42.86%。净出口量达18万吨。这表明，国产钛白粉的质量有所提高，能满足国内大部分下游产品的需求，在替代一部分进口产品的同时，也增加了出口量。三、钛白粉粒度控制的重要性粒度是指一个颗粒的大小，对于规则的球形颗粒，我们可以用“直径”来精确描述其大小，在实际的生产中，由于控制的不稳定性，绝大多数情况下颗粒形状都不是球形的，无法用直径表示，因此表示颗粒的大小时引进了“粒径”的概念。所谓粒径，可以把它理解为一因次尺寸。同一颗粒，由于应用场合的不同，往往测量方法会有区别，得到的粒径值也就不同；显微镜下看到的是颗粒与视线垂直平面上的投影尺寸；筛分法所得到的粒径是筛孔的尺寸；沉降测定法得到的是某种沉降特性相同的球形颗粒的直径。在生产实践中，所涉及的往往并非单一粒径，而是包含了不同粒径的若干颗粒的集合体，也就是颗粒群，如何来描述颗粒群所有颗粒粒度特征也成了一个难题。现在一般都是用统计数学的方法来计算颗粒群平均粒径的，然后分段来进行描述颗粒的大小和分布，也就是粒度分布，即颜料粉体中不同粒度区间的颗粒含量。钛白粉粒度分布是一个综合性的指标，它严重影响钛白粉颜料性能和产品应用性能，因此，对于遮盖力和分散性的讨论可直接从粒度分布上进行分析。影响钛白粉粒度分布的因素较为复杂，首先是水解原始粒径的大小，通过控制和调节水解工艺条件，使原始粒径在一定范围内。其次是煅烧温度，偏钛酸在煅烧的过程中，粒子经历一个晶型转化期和成长期，控制适宜的温度，使成长粒子在一定范围内。最后就是产品的粉碎，通常对雷蒙磨的改造和分析器转速的调节，控制粉碎质量，同时可以采用其它粉碎设备，例如：万能磨、气流粉碎机和锤磨装置。钛白粉的颜料性能影响因素较多，其中粒径大小及分布是很重要的影响因素之一，钛白粉颗粒的粒度大小，严重影响其散射系数。当其粒径为200W时，散射系数最高，这时颜料的消色力和遮盖率最优，白度和光泽度最好，但粒径变小时，耐候性就相应下降。颜料性能优良的钛白粉，其颗粒的粒度分布宽度应尽可能的窄。准确检测钛白粉的粒度分布，从分布图中能够初步判断中间产品和成品质量的优劣，有利于指导钛白粉生产。20世纪六七十年代，国内外一些钛白粉厂多采用沉降法和电子显微镜法测定钛白粉粒度分布。沉降法影响因素较多，测定结果有很大差别；电子显微镜测定粒度分布，必须借助大量统计工具，才能得到较为接近实际情况的粒度分布，大大提高了分析速度和准确性。1975年研制成世界上第一台激光粒度仪后，在20世纪80年代初期首先进入我国的石油化工领域，后来在材料化学、化工、制药、地质、涂料、陶瓷、造纸、电池和军工领域得到广泛地应用。目前激光粒度仪在钛白粉行业应用也较普遍。四、激光粒度在钛白粉行业的应用我们所见到的钛白粉无论是锐钛型还是金红石型，都是由直径在0.1~0.3μm的球形颗粒单一晶体所组成。单一晶体粒子的大小和由此凝集集合的二次粒子的结合力数值以及结合量将会导致钛白粉分散体系的白度、消色力、分散性、耐候性等颜料性能很大的变化。因此颗粒粒度和粒度分布是影响颜料性能和应用指标的重要性质之一，对所有的颜料性能几乎都具有决定性的影响。由于颗粒的粒度与形状对其产品的性质与用途影响很大，不同的测量方法适用于不同的粒度范围，由于采用了不同的原理，对于同一样品的检测结果在数据上会有偏差，目前工厂常用的分析方法已经普遍使用激光粒度仪进行检测。以下是使用winner2000E检测的钛白粉粒度，测试报告如下：