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引言

鈦白粉學(xué)名二氧化鈦（TiO2），作為性能最為優(yōu)越的白色顏料被廣泛運(yùn)用在諸多工業(yè)生產(chǎn)領(lǐng)域。當(dāng)前金紅石型鈦白粉的生產(chǎn)主要有兩種途徑：硫酸法和氯化法。二者相較之下，多數(shù)情況下都傾向于使用氯化法，因?yàn)榱蛩岱ㄔ斐晌廴据^為嚴(yán)重同時(shí)成品質(zhì)量不高。然而這兩種方法雖然在具體的實(shí)施中有著細(xì)節(jié)性的不同，但大體的生產(chǎn)過程都是一致的，都是由鈦白粉基料的生產(chǎn)以及對(duì)其進(jìn)行后處理加工兩部分構(gòu)成。其中后處理是指對(duì)鈦白粉進(jìn)行表面加工處理，使其不受自身光化學(xué)活性的限制，從而提升品質(zhì)。而當(dāng)前國內(nèi)的鈦白粉后處理工藝還不成熟，很多企業(yè)出于規(guī)避麻煩和節(jié)省成本的目的，選擇粗糙性的處理，有些極端的直接就刪除了后處理這一不可或缺的環(huán)節(jié)，基料生產(chǎn)完成后直接進(jìn)行使用和銷售。這種做法極大降低了鈦白粉的工藝價(jià)值，因此，如何改進(jìn)后處理的工藝成為重要研究方向。

1.國內(nèi)鈦白粉后處理工藝現(xiàn)狀

當(dāng)前國內(nèi)一般的鈦白粉后處理工藝流程如圖1所示：

圖1 后處理工藝流程圖

(1)研磨

研磨這道工序是通過利用振動(dòng)磨和珠磨等設(shè)備對(duì)二氧化鈦漿料進(jìn)行機(jī)械研磨，將二氧化鈦粒子充分打碎并分離，一般將其粒徑控制在2μm以下，而對(duì)于氯化法制備而言，其對(duì)粒徑的要求相對(duì)較高，一般需保持在0.2～0.4μm之間。對(duì)于這步工序而言，粒徑越精細(xì)就越是需要加大研磨分散的程度，如表1所示。

表1 基礎(chǔ)顏料分散水平設(shè)計(jì)等級(jí)

(2)分級(jí)

目前國內(nèi)主要使用重力水選法進(jìn)行分級(jí)處理，由于機(jī)械研磨無法將全部的粒子都研磨成標(biāo)準(zhǔn)粒徑，因此在包膜之前，需要通過分級(jí)將余下的較大粒徑的粒子進(jìn)行集中，達(dá)到原級(jí)粒子標(biāo)準(zhǔn)，從而能夠順利包膜處理。不過重力水選法存在的缺陷也比較突出，效率低下使得很難保證處理過后的粒子都能達(dá)到規(guī)定要求。

(3)包膜

包膜即表面處理，這是整個(gè)后處理工藝中的核心步驟也是難點(diǎn)所在。當(dāng)前包膜的方法種類較多，如圖2所示。而國內(nèi)一般是在包膜罐中，利用化學(xué)反應(yīng)在分級(jí)后的粒子表面形成一層薄膜，而后通過添加不同的包膜劑以及改變反應(yīng)時(shí)的相關(guān)條件，從而得到各種型號(hào)的鈦白粉成品[2]。但由于國內(nèi)包膜產(chǎn)業(yè)起步較晚，技術(shù)生產(chǎn)條件相對(duì)不足，因此包膜的整體水平還有待提高。

圖2 鈦白粉的表面處理分類

2.后處理工藝的改進(jìn)方法

(1)分級(jí)工藝的改進(jìn)

不同于國內(nèi)主流的重力水選法，國外多數(shù)使用水力旋流器進(jìn)行分級(jí)處理，這種處理方法在極大提升分級(jí)效率的同時(shí)，也可以使得分級(jí)出中的粒子的質(zhì)量也有極大地提升，使其能夠更好的進(jìn)入到下一步包膜的工序之中。以往的分級(jí)工藝分離出的粒徑＞20μm的粒子占比小于0.005%，＞2μm的粒子占比小于0.1%，而這種相對(duì)先進(jìn)的分級(jí)工藝可以使得粒徑達(dá)到＞20μm的粒子占比小于0.001%，＞2μm的粒子占比小于0.05%，同時(shí)可以保證粒徑整體的合格率在99.95%[3]。而這個(gè)合格率已經(jīng)是相當(dāng)精細(xì)的水準(zhǔn)了。鑒于其多項(xiàng)優(yōu)點(diǎn)，國內(nèi)近段時(shí)間也開始積極引進(jìn)相關(guān)設(shè)備，對(duì)以往一直使用的分級(jí)工藝進(jìn)行改進(jìn)，改用這種先進(jìn)的方法進(jìn)行分級(jí)處理。

(2)包膜工藝的改進(jìn)

包膜作為整個(gè)后處理過程中最重要的一步，首先在包膜罐的選擇上就一定要選擇尺寸相對(duì)較大的，這樣能夠使分級(jí)之后的粒子在罐內(nèi)進(jìn)行包膜處理時(shí)能夠處于穩(wěn)定狀態(tài)，進(jìn)而有助于最終產(chǎn)品質(zhì)量的穩(wěn)定性。而國外為了提高生產(chǎn)效率以及加強(qiáng)其連續(xù)作業(yè)的能力，對(duì)其中的相關(guān)細(xì)節(jié)也進(jìn)行了不斷的優(yōu)化。區(qū)別于國內(nèi)的工藝方式，國外在進(jìn)行包膜作業(yè)是會(huì)使用多個(gè)大型的儲(chǔ)存槽進(jìn)行儲(chǔ)物，將分級(jí)后待包膜的基料全部放入其中，這樣做的最大的好處就是避免生產(chǎn)過程中一出現(xiàn)些許問題就自動(dòng)暫停，極大地提升了連續(xù)作業(yè)的能力[4]。同時(shí)，國內(nèi)目前的包膜工藝的自動(dòng)化程度較低，多數(shù)時(shí)候還需要生產(chǎn)相關(guān)工人進(jìn)行操作，而國外已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了全自動(dòng)化處理，其主要采用的DCS系統(tǒng)可以在工序開始之前自動(dòng)計(jì)算加料的具體用量以及時(shí)間，從而在系統(tǒng)中進(jìn)行提前演示，在正式工藝中進(jìn)行指示，最后在工藝結(jié)束后對(duì)實(shí)際和預(yù)算的結(jié)果進(jìn)行比對(duì)從而能夠進(jìn)行自主修正，這樣智能化的生產(chǎn)方式極大的提升了生產(chǎn)效率，同時(shí)機(jī)械的生產(chǎn)也避免了一些人為因素導(dǎo)致影響最終成品質(zhì)量的問題。

另外，國內(nèi)目前的包膜工藝所生產(chǎn)出的產(chǎn)品的雜質(zhì)含量相對(duì)比較高，這也是國內(nèi)鈦白粉成品整體質(zhì)量不高的一個(gè)重要原因，而國外的這種生產(chǎn)方式可以有效提升產(chǎn)品精度，降低雜質(zhì)含量[5]，這也是國外在包膜工藝技術(shù)方面領(lǐng)先國內(nèi)的一個(gè)重要因素。

3.國內(nèi)后處理工藝未來的進(jìn)展方向與目標(biāo)

對(duì)比國內(nèi)外鈦白粉后處理工藝的方式與最終產(chǎn)品的質(zhì)量，不難發(fā)現(xiàn)國內(nèi)在這項(xiàng)生產(chǎn)工藝上還存在很多需要改進(jìn)提升學(xué)習(xí)的地方。幾乎每一項(xiàng)工序都可以對(duì)其進(jìn)行改進(jìn)提升，同時(shí)對(duì)于其中至關(guān)重要的包膜技術(shù)進(jìn)行重點(diǎn)研究以爭取進(jìn)步。通過具體研究其中添加劑的用量、添加時(shí)間以及添加的先后排序等進(jìn)行綜合試驗(yàn)，使用控制變量法[6]，不怕麻煩，耐心研究，根據(jù)對(duì)比最終產(chǎn)品的質(zhì)量的結(jié)果從而得出最優(yōu)的生產(chǎn)方式。對(duì)于添加劑種類的變化對(duì)產(chǎn)品的影響也要加大研究力度。同時(shí)對(duì)于研磨工序的過程也要進(jìn)行研究提高，增加對(duì)研磨機(jī)研發(fā)的投入，在源頭上保證粒徑達(dá)到精細(xì)的要求，從而確保最終產(chǎn)品質(zhì)量過關(guān)。

4.結(jié)束語

在當(dāng)前社會(huì)飛速發(fā)展的大背景下，對(duì)于產(chǎn)品的要求一定要精益求精，切不可偷工減料。作為鈦白粉生產(chǎn)過程中的關(guān)鍵一環(huán)，后處理工藝的水平高低將直接影響最終成品的質(zhì)量優(yōu)劣，雖然目前我國由于相關(guān)工業(yè)起步較晚以及工業(yè)設(shè)備相對(duì)落后等原因，后處理的技術(shù)水平還不足以達(dá)到世界頂尖，但隨著新時(shí)代的發(fā)展，越來越多的高素質(zhì)人才投身這個(gè)行業(yè)，加上國內(nèi)經(jīng)濟(jì)實(shí)力增長帶來的巨大推力，我國的鈦白粉后處理工藝技術(shù)必將迎頭趕上。相關(guān)生產(chǎn)和研發(fā)人員也要加強(qiáng)自我責(zé)任意識(shí)，在實(shí)踐中大膽創(chuàng)新，爭取早日實(shí)現(xiàn)后處理工藝技術(shù)上的突破。