專利名稱：一種自由流動(dòng)顆粒狀氧化鐵紅顏料的制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種自由流動(dòng)顆粒狀顏料的制造方法，特別涉及通過(guò)液體漿料噴霧干燥得到的球形狀氧化鐵紅顏料顆粒的制造方法，該液體漿料中至少包含兩種或兩種以上添加劑。
背景技術(shù)：
氧化鐵紅是氧化鐵顏料中最重要的一種顏料，它是鐵的氧化鐵中最穩(wěn)定的化合物，其化學(xué)名稱為三氧化二鐵(Fe2O3),顏色由橙紅到紫紅，色澤鮮艷，具有很高的著色力和優(yōu)良的分散性，耐油，耐酸，耐堿，耐熱和耐候性良好，可廣泛用于涂料，油漆，橡膠，塑料，陶瓷，玻璃，建筑材料，造紙等領(lǐng)域。氧化鐵紅的制造工藝路線比較多，一般分為干法和濕法兩種。目前普遍采用的是以下兩種濕法工藝第一種是混酸鹽濕法制造工藝，先通過(guò)廢鐵片與硝酸制備鐵紅晶種，然后由廢鐵片在晶種，硝酸亞鐵和硫酸亞鐵介質(zhì)中，用空氣氧化而得的紅色氧化鐵顏料;第二種是純硫酸鹽濕法制造工藝，該鐵紅的制造是從晶種制備開(kāi)始的，先將綠礬配成7%的溶液，調(diào)整PH值為2 3，含高鐵極微的藍(lán)綠色透明液體，在攪拌下加入氫氧化鈉配成10%溶液，保持母液中余堿量為O. 4 O. 7g/L，鼓入空氣激烈氧化，在高溫下大約I小時(shí)成熟為紅棕色膠狀懸浮體，最終母液若仍有堿性應(yīng)調(diào)至中性至微酸性。然后將晶種液放入二步氧化桶中進(jìn)行氧化，加入鐵皮，開(kāi)始升溫至60°C后加入硫酸亞鐵，鼓入空氣通風(fēng)氧化，保持熱煮溫度為80 85°C，硫酸亞鐵有損失時(shí)，適當(dāng)補(bǔ)充仍保持少量亞鐵含量，連續(xù)通空氣氧化，使色光達(dá)到和標(biāo)準(zhǔn)相似即可停止。將上述液體色漿與未氧化的鐵屑及其他機(jī)械雜質(zhì)分離，水洗、過(guò)濾、干燥、粉碎、包裝為成品。目前國(guó)內(nèi)氧化鐵紅顏料最終產(chǎn)品形式呈粉末狀，由于此顏料在后續(xù)加工及使用過(guò)程中，會(huì)產(chǎn)生大量粉塵，不利于操作人員的身體健康及環(huán)境衛(wèi)生，另外此粉末產(chǎn)品在容器及管道內(nèi)易產(chǎn)生粘壁現(xiàn)象，無(wú)法進(jìn)行管道輸送及精準(zhǔn)的自動(dòng)計(jì)量，因而使用場(chǎng)合受到限制。國(guó)內(nèi)外對(duì)顆粒狀氧化鐵顏料制造方法雖有過(guò)報(bào)道如德國(guó)BAYER采用機(jī)械擠壓造粒方法，國(guó)內(nèi)浙江杭州蕭湘顏料化工有限公司公開(kāi)了一種顆粒狀氧化鐵紅顏料及其制造方法，專利號(hào)03103924 ;上海一品國(guó)際顏料有限公司，公開(kāi)了一種粉末顏料的造粒方法，專利號(hào)03115597，二者均通過(guò)造粒機(jī)，在氧化鐵粉末顏料上，噴淋一定量液體粘合劑，使粉末顏料和粘合劑在高速攪拌作用下在床內(nèi)環(huán)繞徑向作高速回旋運(yùn)動(dòng)，粉末顏料表面被粘合劑濕潤(rùn)，顆粒互相碰撞粘合，粒徑逐漸增大至工藝要求，然后采用常規(guī)的方法進(jìn)行干燥和篩分，獲得所需的顆粒顏料。以上造粒都有以下缺點(diǎn)，一是顏料有重復(fù)干燥的過(guò)程，這樣會(huì)使產(chǎn)品能耗大大增加；二是顏料顆粒形狀 不規(guī)則、球形度差、大小不一，導(dǎo)致該顆粒自由流動(dòng)性差，最終會(huì)影響使用性能
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是為了克服上述機(jī)械造粒存在的兩大缺點(diǎn)，提供一種能自由流動(dòng)、無(wú)粘壁、顆粒機(jī)械強(qiáng)度適中、分散性優(yōu)異的顆粒狀氧化鐵紅顏料。一是能解決顏料行業(yè)粉塵污染引起的職業(yè)病問(wèn)題、保護(hù)職工健康，改善工作環(huán)境；二是提高顏料使用行業(yè)機(jī)械化、自動(dòng)化水平，提高工作效力。本發(fā)明是這樣實(shí)現(xiàn)的
(I)制備鐵紅液體漿料
直接采用本公司生產(chǎn)的氧化鐵紅濾餅料(經(jīng)過(guò)篩、水洗、壓榨)，先經(jīng)漿料攪拌桶(攪拌桶直徑Φ 1300毫米、高1500毫米；攪拌漿葉直徑Φ為900毫米、攪拌轉(zhuǎn)速0_80轉(zhuǎn)/分、電機(jī)功率15KW)對(duì)其進(jìn)行預(yù)分散，攪拌桶的配料以45-55%鐵紅固含量為標(biāo)準(zhǔn)(如不在此范圍，可用少量干粉鐵紅或自來(lái)水調(diào)節(jié))，并加入以鐵紅干計(jì)重量O. 5^3. 0%的添加劑，攪拌時(shí)間30-45分鐘，即可得到初步分散均勻的鐵紅漿料。然后將上述預(yù)分散鐵紅漿料再通過(guò)膠體磨(產(chǎn)量3-10噸，轉(zhuǎn)速1600-5000轉(zhuǎn)/分，電機(jī)功率37KW)循環(huán)15-30分鐘，以進(jìn)一步得到顆粒細(xì)度小于50Mm的鐵紅漿料(通過(guò)50Mm篩網(wǎng)，大于50Mm的回膠體磨回磨)。(2)利用上述制備好鐵紅液體漿料在特定噴塔上進(jìn)行噴霧干燥造粒。噴霧造粒干燥機(jī)的基本原理是把帶有粘合劑的漿料，用噴霧器噴入造粒塔中進(jìn)行霧化，塔中的霧滴被塔中熱氣流干燥成顆粒狀粉體，然后從干燥塔底部卸出。(3)噴塔與干燥工藝參數(shù)噴塔直徑φ=3000πιπι、高H=6300mm，噴塔供熱方式為天然氣爐，塔內(nèi)進(jìn)氣溫度為350-400°C、尾氣溫度為110-130°C，料液泵流量80 140公斤/小時(shí)。(4)霧化器形式離心式、霧化器分散盤(pán)直徑為φ=5. 5mm、霧化器轉(zhuǎn)速500(Tl5000轉(zhuǎn)/分；壓力式、霧化器噴嘴直徑為Φ=0· 8mm、進(jìn)料泵壓力2. 2^3. OMP。本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是
(I)通過(guò)本方法噴霧造粒得到的顆粒狀氧化鐵紅顏料具有球形度好、顆粒均勻、粒徑在8(Tl20Mffl等特征，從而使得本顆粒顏料良好的自由流動(dòng)特性，在使用過(guò)程中，便于物料管道輸送、自動(dòng)計(jì)量等，在管道及容器內(nèi)無(wú)粉壁停滯現(xiàn)象。(2)本發(fā)明使用的顆粒造粒添加劑，能使顏料在快速干燥過(guò)程中快速粘結(jié)，顆粒硬度適中，確保在運(yùn)輸過(guò)程中受到搖晃、輕度擠壓及在管道內(nèi)采用高壓輸送時(shí)，也不會(huì)產(chǎn)生顆粒破碎現(xiàn)象，同時(shí)在使用過(guò)程中能確保顏料顆粒在水性介質(zhì)中易分散，用少量機(jī)械外力，短時(shí)間即可分散均勻；
(3)本發(fā)明所述造粒添加劑是木質(zhì)素磺酸銨，在本工藝中起到(分散粘結(jié))作用；硅酸鈉，在本工藝中起到(快速粘結(jié))作用；高嶺土，在本工藝中起到(快速粘結(jié))作用；磷酸鈉，在本工藝中起到(分散)作用；丙烯酸樹(shù)脂銨鹽溶液、聚丙烯酸銨鹽水溶液，在本工藝中起到(快速粘結(jié)分散)作用；聚羧酸，在本工藝中起到(快速分散粘結(jié))作用；三乙醇胺，在本工藝中起到(快速粘結(jié))作用。傳統(tǒng)的粘結(jié)劑如明膠等不能快速干燥時(shí)使物料粘結(jié)或者粘結(jié)強(qiáng)度太高導(dǎo)致分散性能發(fā)生影響，同時(shí)部分分散劑如丙烯酸樹(shù)脂應(yīng)物料的特性影響，失去分散效果。
具體實(shí)施例方式實(shí)施例I(I)、將符合要求的氧化鐵紅濾餅料先用漿料攪拌桶(攪拌桶直徑Φ 1300毫米、高1500毫米；攪拌漿葉直徑Φ為900毫米、攪拌轉(zhuǎn)速80轉(zhuǎn)/分、電機(jī)功率15KW)進(jìn)行預(yù)分散，在上述漿料攪拌桶內(nèi)，先加入160公斤自來(lái)水，接著開(kāi)啟攪拌，依此加入12公斤木質(zhì)素磺酸銨及4公斤三乙醇胺，繼續(xù)攪拌約5分鐘，然后分批加入干計(jì)為800公斤的鐵紅濾餅進(jìn)行打漿，投料完畢，攪拌40分鐘停機(jī)，取樣測(cè)得此時(shí)的鐵紅固含量在48% (如固含量不在45-55%范圍，可用少量干粉鐵紅或自來(lái)水調(diào)節(jié)，并繼續(xù)攪拌約15分鐘即可)。然后將上述預(yù)分散鐵紅漿料再通過(guò)膠體磨(產(chǎn)量3 10噸/小時(shí)、轉(zhuǎn)速3100轉(zhuǎn)/分、電機(jī)功率37KW)循環(huán)28分鐘，以便得到顆粒細(xì)度小于50Mm的鐵紅漿料(通過(guò)50Mm篩網(wǎng)，大于50Mm的回膠體磨回磨)。
(2)、利用上述制備好鐵紅漿料在下面噴塔上進(jìn)行噴霧干燥造粒，該噴塔設(shè)備參數(shù)如下噴塔直徑O=3000mm，高H=6300mm，霧化器采用離心式、分散盤(pán)直徑為Φ=5. 5mm，噴塔內(nèi)部供熱方式為天然氣爐。(3)、干燥工藝參數(shù)噴塔進(jìn)氣溫度為360-380°C，尾氣溫度為110_120°C，霧化器轉(zhuǎn)速8000轉(zhuǎn)/分，料液泵流量100公斤/小時(shí)。(4)、通過(guò)上述離心式霧化器噴塔得到的顆粒狀氧化鐵紅，經(jīng)測(cè)試顏色(與粉末狀同類產(chǎn)品比較)及其它物理指標(biāo)如表I所示
權(quán)利要求
1.一種自由流動(dòng)顆粒狀氧化鐵紅顏料的制造方法，其特征在于(1)制備鐵紅液體漿料將氧化鐵紅濾餅料經(jīng)過(guò)預(yù)分散處理后，以45-55%鐵紅固含量配漿液，并加入以鐵紅干計(jì)重量O. 5^3. 0%的造粒添加劑，攪拌時(shí)間30-45分鐘，得到初步分散均勻的鐵紅漿料，然后將上述預(yù)分散鐵紅漿料再通過(guò)膠體磨得到顆粒細(xì)度小于50Mm 的鐵紅漿料；(2)利用上述制備好鐵紅液體漿料在噴塔上進(jìn)行噴霧干燥造粒制備好的氧化鐵紅液體漿料按8(Γ140公斤/小時(shí)的流量噴霧至造粒塔中霧化，且在塔中鼓入溫度為350-400°C 的熱氣流，塔中的霧滴在塔中自由落體時(shí)完成干燥，被塔中熱氣流干燥成顆粒狀粉體，然后從干燥塔底部卸出。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種自由流動(dòng)顆粒狀氧化鐵紅顏料的制造方法，其特征在于所述噴塔直徑O=3000mm、高H=6300mm，噴塔供熱方式為頂端噴熱氣，塔內(nèi)進(jìn)氣溫度為 350-400°C、尾氣溫度為110-130°C，料液泵流量80 140公斤/小時(shí)；所述噴塔的底部設(shè)霧化器。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種自由流動(dòng)顆粒狀氧化鐵紅顏料的制造方法，其特征在于所述噴霧造粒霧化器形式可任選離心式或壓力式。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種自由流動(dòng)顆粒狀氧化鐵紅顏料的制造方法，其特征在于所述離心式霧化器分散盤(pán)直徑為Φ=5. 5mm、霧化器轉(zhuǎn)速500(Tl5(KK)轉(zhuǎn)/分。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種自由流動(dòng)顆粒狀氧化鐵紅顏料的制造方法，其特征在于所述壓力式霧化器噴嘴直徑為Φ=0· 8mm、進(jìn)料泵壓力2. 2^3. 0ΜΡ。
6.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種自由流動(dòng)顆粒狀氧化鐵紅顏料的制造方法，其特征在于所述造粒添加劑是木質(zhì)素磺酸銨、硅酸鈉、高嶺土、磷酸鈉、丙烯酸樹(shù)脂銨鹽溶液、聚丙烯酸銨鹽水溶液、三乙醇胺、聚羧酸中的兩種或者兩種以上混合物。
7.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種自由流動(dòng)顆粒狀氧化鐵紅顏料的制造方法，其特征在于所述造粒添加劑用量為鐵紅干計(jì)重量的O. 5^3. 0%。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種自由流動(dòng)顆粒狀氧化鐵紅顏料的制造方法，先制備鐵紅液體漿料，再利用上述制備好鐵紅液體漿料在噴塔上進(jìn)行噴霧干燥造粒。通過(guò)本方法噴霧造粒得到的顆粒狀氧化鐵紅顏料具有球形度好、顆粒均勻、粒徑在80~120μm等特征，從而使得本顆粒顏料良好的自由流動(dòng)特性，在使用過(guò)程中，便于物料管道輸送、自動(dòng)計(jì)量等，在管道及容器內(nèi)無(wú)粉壁停滯現(xiàn)象。
文檔編號(hào)C09C3/08GK102618089SQ20121006473
公開(kāi)日2012年8月1日 申請(qǐng)日期2012年3月13日 優(yōu)先權(quán)日2012年3月13日
發(fā)明者楊建明, 譚剛, 邵玉祥 申請(qǐng)人:南通寶聚顏料有限公司