钛白粉学名为二氧化钛（titanium dioxide），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。目前钛白粉被认为是世界上性能最好的一种白色颜料，广泛应用于涂料、塑料、造纸、印刷油墨、化纤、橡胶及化妆品等工业。
二氧化钛纳米粉作为一种新型的无机功能材料，这种新型无机材料的粒径仅为普通TiO2的1/10左右，多为10~50nm，具有十分宝贵的光学性质。因其具有比表面大、表面活性高、光吸收性能好且吸收紫外线的能力强等独特的性能，使得它在催化、陶瓷、涂料、塑料、防晒化妆品、化纤及环境工程等众多领域具有广阔的应用前景。二氧化钛在自然界中存在3种结晶形态:金红石型、锐钛矿型和板钛矿型。其中金红石型二氧化钛因折射率高，耐候性、热稳定性和化学稳定性优越，而广泛用于塑料、油墨、白色颜料和高级轿车金属面漆等。
金红石型钛白粉湿磨工艺所用的主要设备为砂磨机、球磨机、胶体磨等。其中砂磨机具有高效分散和较强的粉碎作用，广泛用于钛白粉生产中。砂磨机分为立式砂磨机和卧式砂磨机两种，本文以卧式砂磨机为超细研磨设备。
1实验
1.1原料
实验用金红石型钛白粉粉体原料由四川攀枝花钛业股份有限公司提供，其初始粒度D50=0.56μm，D97=25.41μm。
1.2试剂与介质
实验所用助磨剂为美国陶氏化学生产的聚丙烯酸树脂，产品型号为Acumer9460，化学结构式为(C3H4O2)n，为黄色透明粘稠状液体。研磨介质选用0.6-0.8mm的氧化锆。
1.3主要仪器与设备
选用卧式砂磨机（北京瑞驰拓维公司生产，型号为MINI-easy）对金红石型钛白粉进行超细研磨；样品的粒度测试采用粒度分布仪（辽宁丹东百特公司的BT-1500离心沉降式粒度分布仪）。
2结果与讨论
2.1介质填充率对研磨效果的影响
选取介质填充率为65%、67.5%、70%、72.5%、75%，矿浆浓度50%，助磨剂添加量0.4%，在2250r/min的磨机转速下研磨25min，产品粒度如图2.1所示。
 由图2.1可知，介质填充率在65%~70%的范围内，产品粒度D50和D97出现了先缓慢上升后迅速下降的趋势；在70%~75%的范围内，产品粒度随磨机转速的增大而明显增加再小幅下降；当矿浆浓度为70%时，产品粒度达到最细，其D50和D97分别为0.24μm和0.89μm。故最佳的研磨介质填充率为70%。
2.2磨机转速对研磨效果的影响
在介质充填率为70%，矿浆浓度50%，助磨剂添加量0.4%，分别取不同磨机转速2050、2150、2250、2350、2450r/min的条件下研磨25min，产品粒度如图2.2所示。
由图2.2可知，磨机转速在2050~2250r/min的范围内，产品粒度D50和D97出现了先缓慢上升后迅速下降的趋势；在2250~2450r/min的范围内，产品粒度随磨机转速的增大而明显增加；当磨机转速为2250r/min时，产品粒度达到最细，其D50和D97分别为0.24μm和0.89μm。所以取2250r/min的转速为最佳的磨机转速。
2.3矿浆浓度对研磨效果的影响
选取矿浆浓度45%、47.5%、50%、52.5%、55%，介质填充率70%，助磨剂添加量0.4%，在2250r/min的磨机转速下研磨25min，产品粒度如图2.3所示。
由图2.3可知，矿浆浓度在45%~50%的范围内，产品粒度D50和D97出现了先缓慢上升后迅速下降的趋势；在50%~55%的范围内，产品粒度随磨机转速的增大先明显增加再缓慢减小；当矿浆浓度为50%时，产品粒度达到最细，其D50和D97分别为0.36μm和0.77μm。故而取50%的矿浆浓度为最佳。
2.4助磨剂添加量对研磨效果的影响
选取助磨剂添加量0.2%、0.3%、0.4%、0.5%、0.6%，介质填充率70%，矿浆浓度50%，在2250r/min的磨机转速下研磨25min。产品粒度如图2.4所示。
由图2.4可知，助磨剂添加量在0.2%~0.4%的范围内，产品粒度D50 随助磨剂添加量的增加而平稳下降，D97出现了先缓慢上升后迅速下降的趋势；在0.4%~0.6%的范围内，产品粒度D50和D97随磨机转速的增大先明显增加再缓慢减小；当矿浆浓度为0.4%时，产品粒度达到最细，其D50和D97分别为0.25μm和0.93μm。故而取0.4%的助磨剂添加量为最佳。
2.5研磨时间对研磨效果的影响
在介质填充率70%，矿浆浓度50%，助磨剂添加量0.4%，磨机转速为2250r/min的条件下分别研磨原矿20、22.5、25、27.5、30min。产品粒度如图2.5所示。
由图2.5可知，D50在0.5μm左右浮动，且变化幅度很小。而D97在研磨时间为20~23.5min的范围内由0.48μm迅速增加到约2.3μm；在研磨时间为23.5~30min范围内则缓慢减小到2.02μm。由于D97是主要考察指标，而且也要考虑能耗，故确定最佳研磨时间为20min。
3结论
1） 以0.6-0.8mm的氧化锆为研磨介质，在介质充填率70%，磨机转速2250r/min，矿浆浓度50%，助磨剂添加量0.4%，磨矿时间20min时所得产品粒度最小。
2）在最优工艺条件下处理后的金红石型钛白粉，其产品粒度D50由0.56μm减小到0.48μm，D97由25.41μm减小到1.07μm。
本文作者：李朝阳，王腾宇，郑水林，演阳（中国矿业大学（北京）化学与环境工程学院，北京 100083），文章收录在第十五届全国非金属矿加工利用技术交流会论文集中）
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