隨著科學技術的發展及人民生活水平的提高，鈦白粉的種類與日俱增，產品質量日新月異。鈦自粉用戶為了滿足其高檔產品的優異性能，對原料鈦白粉的質量提出了更高的要求。而且，硫酸法鈦白粉己喪失價格優勢，要保證性能價格比不下降，就必須提高產品質量。目前，鈦白粉的主要質量問題之一是篩余物偏高。篩余物偏高及分散性較差的鈦白粉，在用戶使用過程中，會使產品表面出現麻點、針孔，產品機械強度下降等問題。這種鈦白粉不能用于汽車漆、高級紙張、印刷油墨、化纖等高檔產品中。降低鈦白粉成品篩余物已成當務之急。
1篩余物高的原因分析
對鈦白粉的篩余物用肉眼觀察就可以發現，其成分主要是未磨細的鈦白粒子以及一些黑色細顆粒。通過仔細分析，我們認為導致鈦白粉篩余物高的原因有：(1)雷蒙磨分級機分級效果不佳，使粗粒子進入產品中；(2)已經磨細的鈦白粉粒子因表面能較高，重新聚集成大顆粒；(3)因鈦白落窯品硬度偏大，造成粉碎效率不高，整體顆粒偏粗；(4)生產過程中，因設備磨損、生銹，使鐵屑及鐵銹帶入產品中。
2改進措施
2．1設備改進
2．1．1將雷蒙磨葉輪分級機改為水平旋轉鼠籠式分級機
(1)改進前的現狀粉體分級是傳統雷蒙磨的一個“瓶頸”環節。它通常采用一個類似風扇的分級機，其葉片少、窄，葉輪直徑龐大且葉片間隙過寬，轉速低，內外線速度不均勻，密封設計不好，漏灰多，造成分級效率差，外泄大顆粒較多等。
(2)改進后的優越性水平旋轉鼠籠式分級機屬磨粉機中所用的分級機之一。其結構特點是，它由左擋板1、右擋板4、若干塊條狀分隔板3、連接軸2、風管5組成(見圖1)。若干塊條狀分隔板3的寬度相同，彼此之間的夾角或間距一致。克服了傳統分級機與蓋體之間必須有2+0．3mm范圍間隙給加工帶來的困難和磨粉精度低的問題。能使粉末顆粒完全控制在90～10mm之間，并可保證分離出的粉末顆粒幾何形狀準確一致，而且還具有加工容易、省工、成本低、安裝使用方便的優點。
圖1 水平旋轉鼠籠式分級機
2．1．2粉碎系統設備、管道材質改造
(1)改變雷蒙磨喂料犁的角度，提高喂料量目前雷蒙磨喂料犁為水平安裝，僅靠犁端部斜面在運轉時將底部物料拋送到對面的磨壁與懸輥之間粉碎。將喂料犁改裝成與水平方向呈10°～15°角，可使喂料量提高，磨的效率也可提高。
(2)雷蒙磨懸輥改造由于雷蒙磨懸輥易磨損，有時甚至出現大塊脫落，會形成鐵屑污染產品。擬將雷蒙磨懸輥改用高耐磨性高韌性的特種鋼，以延長懸輥壽命，減少鐵屑污染產品。
(3)旋風分離器及粉體管道改用不銹鋼材料由于設備易生銹，當下料不暢時工人經常敲打管道，使鐵銹進入產品中。實驗發現，用磁鐵接近篩余物時，其中的黑色粒子吸附于磁鐵之上，可以斷定，黑色粒子為極細的鐵屑及鐵銹。為杜絕這一污染源，將設備內壁襯一層不銹鋼板，管道全部改為不銹鋼。
2．2工藝改進
2．2．1改善產品分散性能研究表明，進窯前偏鈦酸中鹽處理劑的加量對落窯品的粉碎性能以及終產品的分散性有較大影響。K2CO3的加入能降低煅燒溫度，提高產品的白度和消色力，且K2CO3的加量越多，煅燒溫度將隨之降低。如果煅燒溫度降低了，鈦白粉粒子會較松軟有利于粉碎。但是，K2CO3的加量過多，會使產品的水溶性鹽增加，影響產品的漆用性能。
具體措施：調整鹽處理劑K2CO3加量。K2CO3加量由0．45％(對TiO2的質量比)提高到0．5％。
2．2．2采用助磨劑
(1)助磨劑的基本概述國外粉碎作業使用助磨劑已有70多年的歷史，我國對助磨劑的研究和應用起步較晚，目前，助磨劑在國內主要應用于水泥的粉碎。有液體助磨劑和固體助磨劑，基本成分大都屬于有機表面活性物質。固體助磨劑有：硬脂酸鹽類、膠體二氧化硅、膠體石墨、炭黑、粉煤灰、石膏等；液體助磨劑有：有機硅、三乙醇胺、乙二醇、丙二醇、聚丙烯酸酯、聚羧酸鹽等。它的作用：塑性變形、降低物料的表面能、防止凝聚和粘壁物料的新生表面、改善產品應用性能。
(2)助磨劑使用的可行性分析實踐可知，剛粉碎的鈦白粉粒子表面能很大，易相互聚集返粗，還易吸附在設備管道壁面，并最終形成砣料，影響粉碎效率及篩余物。由助磨劑的作用可推斷，通過向雷蒙磨內加入少量(約為待粉碎TiO2重量0．05％左右)的有機硅助磨劑，將使表面能鈦白粉粒子大大下降，亦可減小其凝聚性、粘壁性、提高了流動性，達到提高粉碎效率，降低篩余物的最終目的。另一方面，還可提高鈦白粉在應用中的分散性，創造一舉兩得的雙重效果。
3對比實驗
以上改進措施已于2008年8月在中鹽株洲化工集團鈦白粉廠完成實施，9月份我們對銳鈦型鈦白粉成品細度做了跟蹤實驗，并與改進前進行了對比。實驗數據見表1。
表1 對比實驗
從表1數據可知，改進前鈦白粉成品細度一般在0．05％~0．1％，改進后鈦白粉成品篩余物明顯降低，成品細度可控制在0．05％以下。
4結語
通過上述工藝和設備改進，鈦白粉成品篩余物可降低到理想的效果。銳鈦成品45μm篩余物可穩定控制在0．05％以下，達到國內優等品的細度要求。
1篩余物高的原因分析
對鈦白粉的篩余物用肉眼觀察就可以發現，其成分主要是未磨細的鈦白粒子以及一些黑色細顆粒。通過仔細分析，我們認為導致鈦白粉篩余物高的原因有：(1)雷蒙磨分級機分級效果不佳，使粗粒子進入產品中；(2)已經磨細的鈦白粉粒子因表面能較高，重新聚集成大顆粒；(3)因鈦白落窯品硬度偏大，造成粉碎效率不高，整體顆粒偏粗；(4)生產過程中，因設備磨損、生銹，使鐵屑及鐵銹帶入產品中。
2改進措施
2．1設備改進
2．1．1將雷蒙磨葉輪分級機改為水平旋轉鼠籠式分級機
(1)改進前的現狀粉體分級是傳統雷蒙磨的一個“瓶頸”環節。它通常采用一個類似風扇的分級機，其葉片少、窄，葉輪直徑龐大且葉片間隙過寬，轉速低，內外線速度不均勻，密封設計不好，漏灰多，造成分級效率差，外泄大顆粒較多等。
(2)改進后的優越性水平旋轉鼠籠式分級機屬磨粉機中所用的分級機之一。其結構特點是，它由左擋板1、右擋板4、若干塊條狀分隔板3、連接軸2、風管5組成(見圖1)。若干塊條狀分隔板3的寬度相同，彼此之間的夾角或間距一致。克服了傳統分級機與蓋體之間必須有2+0．3mm范圍間隙給加工帶來的困難和磨粉精度低的問題。能使粉末顆粒完全控制在90～10mm之間，并可保證分離出的粉末顆粒幾何形狀準確一致，而且還具有加工容易、省工、成本低、安裝使用方便的優點。
圖1 水平旋轉鼠籠式分級機
2．1．2粉碎系統設備、管道材質改造
(1)改變雷蒙磨喂料犁的角度，提高喂料量目前雷蒙磨喂料犁為水平安裝，僅靠犁端部斜面在運轉時將底部物料拋送到對面的磨壁與懸輥之間粉碎。將喂料犁改裝成與水平方向呈10°～15°角，可使喂料量提高，磨的效率也可提高。
(2)雷蒙磨懸輥改造由于雷蒙磨懸輥易磨損，有時甚至出現大塊脫落，會形成鐵屑污染產品。擬將雷蒙磨懸輥改用高耐磨性高韌性的特種鋼，以延長懸輥壽命，減少鐵屑污染產品。
(3)旋風分離器及粉體管道改用不銹鋼材料由于設備易生銹，當下料不暢時工人經常敲打管道，使鐵銹進入產品中。實驗發現，用磁鐵接近篩余物時，其中的黑色粒子吸附于磁鐵之上，可以斷定，黑色粒子為極細的鐵屑及鐵銹。為杜絕這一污染源，將設備內壁襯一層不銹鋼板，管道全部改為不銹鋼。
2．2工藝改進
2．2．1改善產品分散性能研究表明，進窯前偏鈦酸中鹽處理劑的加量對落窯品的粉碎性能以及終產品的分散性有較大影響。K2CO3的加入能降低煅燒溫度，提高產品的白度和消色力，且K2CO3的加量越多，煅燒溫度將隨之降低。如果煅燒溫度降低了，鈦白粉粒子會較松軟有利于粉碎。但是，K2CO3的加量過多，會使產品的水溶性鹽增加，影響產品的漆用性能。
具體措施：調整鹽處理劑K2CO3加量。K2CO3加量由0．45％(對TiO2的質量比)提高到0．5％。
2．2．2采用助磨劑
(1)助磨劑的基本概述國外粉碎作業使用助磨劑已有70多年的歷史，我國對助磨劑的研究和應用起步較晚，目前，助磨劑在國內主要應用于水泥的粉碎。有液體助磨劑和固體助磨劑，基本成分大都屬于有機表面活性物質。固體助磨劑有：硬脂酸鹽類、膠體二氧化硅、膠體石墨、炭黑、粉煤灰、石膏等；液體助磨劑有：有機硅、三乙醇胺、乙二醇、丙二醇、聚丙烯酸酯、聚羧酸鹽等。它的作用：塑性變形、降低物料的表面能、防止凝聚和粘壁物料的新生表面、改善產品應用性能。
(2)助磨劑使用的可行性分析實踐可知，剛粉碎的鈦白粉粒子表面能很大，易相互聚集返粗，還易吸附在設備管道壁面，并最終形成砣料，影響粉碎效率及篩余物。由助磨劑的作用可推斷，通過向雷蒙磨內加入少量(約為待粉碎TiO2重量0．05％左右)的有機硅助磨劑，將使表面能鈦白粉粒子大大下降，亦可減小其凝聚性、粘壁性、提高了流動性，達到提高粉碎效率，降低篩余物的最終目的。另一方面，還可提高鈦白粉在應用中的分散性，創造一舉兩得的雙重效果。
3對比實驗
以上改進措施已于2008年8月在中鹽株洲化工集團鈦白粉廠完成實施，9月份我們對銳鈦型鈦白粉成品細度做了跟蹤實驗，并與改進前進行了對比。實驗數據見表1。
表1 對比實驗
從表1數據可知，改進前鈦白粉成品細度一般在0．05％~0．1％，改進后鈦白粉成品篩余物明顯降低，成品細度可控制在0．05％以下。
4結語
通過上述工藝和設備改進，鈦白粉成品篩余物可降低到理想的效果。銳鈦成品45μm篩余物可穩定控制在0．05％以下，達到國內優等品的細度要求。
