Le procédé Composite de broyage par voie humide du Kaolin calciné et du dioxyde de titane

Le composite physico-mécanique de kaolin calciné et de dioxyde de titane a été réalisé en utilisant une méthode de broyage humide ultrafin. Cette étude a examiné les effets des conditions du procédé de broyage des composites sur les propriétés physiques telles que la blancheur et le pouvoir de couverture du matériau calciné en poudre composite kaolin/ dioxyde de titane au moyen d’essais orthogonaux et à facteur unique. Les résultats indiquent que le rapport composite, le temps de meulage, le pH et la fraction massique de la suspension sont les principaux facteurs qui influencent l’effet du revêtement. Dans des conditions de rapport 50:50 de kaolin calciné/dioxyde de titane, 10 minutes de temps de broyage, pH de 5, et une fraction massique de 50% de kaolin en suspension, la poudre composite produite correspond étroitement au dioxyde de titane dans les principaux indicateurs de performance physique et peut être utilisée comme matériau de remplacement pour le dioxyde de titane.

Le dioxyde de titane est un pigment blanc très utilisé et à haute performance dans diverses industries telles que les revêtements, les plastiques, la fabrication du papier, l’encre, le caoutchouc, les fibres chimiques et les cosmétiques. Avec l’augmentation de la demande de dioxyde de titane, le déséquilibre entre l’offre et la demande est devenu important. En raison des investissements importants requis pour la recherche, le développement et la production de dioxyde de titane, couplés à la lourde charge environnementale dans le processus de production, il ' S un effort des scientifiques et des utilisateurs pour développer des matériaux alternatifs à moindre coût de production et à moindre impact sur l’environnement tout en ayant des niveaux de performance proches de ceux du dioxyde de titane.

Cette étude a utilisé la méthode de broyage humide pour composites mécaniquement physiquement du kaolin calciné ultrafin avec du dioxyde de titane, en préparant des matériaux composites en poudre avec la taille des particules, la blancheur, le pouvoir de couverture, et d’autres indicateurs de performance physique principaux semblables au dioxyde de titane.

Échantillon, méthode et évaluation de l’effet de revêtement échantillonle dioxyde de titane a été obtenu d’une société de dioxyde de titane à Liaoning, avec des indicateurs physiques primaires comprenant la blancheur de 96,5, la taille des particules D10= 0,14 μm, D50= 0,70 μm, D97= 2,40 μm, et la puissance de couverture de 23,35 g/m². Le kaolin caliné ultrafin provient d’une société de kaolin en Mongolie intérieure, avec des indicateurs physiques primaires comprenant une blancheur de 96,3, une taille de particules D10= 0,18 μm, D50= 0,9 μm, D97= 2,96 μm, et une puissance de couverture de 181,88 g/m². Milieux de broyage: billes de zircone stabilisées à l’yttrie d’une densité de 6,0. Méthodesdes expériences ont été menées avec le moulin à sable horizontal Mi.nI_Zeta fabriqué par Netch (Shanghai) Instruments Co., Ltd. Au départ, une suspension de dioxyde de titane avec une certaine fraction massique était broyée jusqu’à une taille de particule spécifique. Ensuite, en ajustant le pH, une certaine quantité de dispersant et une certaine fraction massique de kaolin en suspension calcinée ultrafine ont été ajoutés pour le broyage du composite, suivi par le séchage et la dispersion du produit composite. Méthode de caractérisationla distribution granulométrique a été analysée à l’aide de l’analyseur granulométrique à sédimentation centrifuge BT-1500 produit par Dandong Best Instruments Co., Ltd. La blancheur a été mesurée à l’aide du compteur de blancheur de type DN-B produit par Hangzhou Gaohui Automation Instrument Co., Ltd. La puissance de couverture des échantillons a été mesurée à l’aide d’une plaque de verre grillé noir et blanc.

Résultats et discussionexpérience orthogonale les résultats de l’expérience orthogonale à trois niveaux (fraction massique du kaolin, pH, temps de broyage, rapport massique composite) sont présentés dans le tableau 1. Il et#39; S évident que la séquence de signification de chaque facteur influant sur les résultats expérimentaux (puissance de couverture) est le rapport de masse composite > PH > Kaolin masse fraction > Temps de broyage. Le pouvoir de couverture du produit revêtu est meilleur pour une fraction massique de lisier de 50%, un pH compris entre 5 et 6 et un rapport massique composite de 50:50. Le temps de rectification a un impact négligeable sur la puissance de couverture. Procédé Composite de broyage humide de Kaolin calciné et de dioxyde de titane

La Figure 1 montre l’impact du pH sur la blancheur et le pouvoir de couverture de la poudre composite. D’après la Figure 1, it' S a observé que la blancheur de l’échantillon augmente graduellement avec le pH de 3 à 7, tandis que la puissance de couverture est optimale à pH=5. Vérifier le potentiel Zeta du kaolin et du dioxyde de titane à différents niveaux de pH, it' S a noté qu’à ce pH, les potentiels zêta des deux minéraux sont opposés et présentent une grande différence, indiquant une forte adsorption électrostatique. Par conséquent, pH=5 est préférable.

Fractionnement de la masse du lisier de Kaolin à pH=5, avec un temps de broyage de 10 minutes et un rapport de masse composite de 50/50, l’impact de la fraction de masse du lisier de Kaolin sur la taille des particules et le pouvoir de couverture de la poudre composite est illustré à la Figure 2.

D’après la Figure 2, it' S a observé que la fraction massique a un impact minimal sur la blancheur, tandis que la puissance de couverture montre un léger changement entre 30% et 50%. Compte tenu de la question de l’utilisation de l’eau, 50% semble plus approprié. La Figure 3 montre l’impact du temps de broyage sur la blancheur et le pouvoir de couverture de la poudre composite. Procédé Composite de broyage humide de Kaolin calciné et de dioxyde de titane

D’après la Figure 3, it&#On voit que le temps de broyage a peu d’effet sur la blancheur, tandis que le pouvoir de couverture est optimal à un temps de broyage de 10 minutes. Pour un pH=5, un temps de broyage de 10 minutes et une fraction massique du lisier de kaolin de 50%, les résultats expérimentaux des rapports massiques composites (kaolin calciné g/ dioxyde de titane g) de 80/20, 70/30, 60/40, 50/50 et 40/60 sont présentés à la Figure 4. D’après la Figure 4, it' S a observé que le rapport de masse composite a un impact minime sur la blancheur. La puissance de couverture varie peu entre 70/30 et 40/60, avec 50/50 montrant les meilleures performances. Sous un rapport 50/50, le produit composite et#39; la taille des particules S est D50=0.59μm, D97=2.10μm, améliorant significativement la puissance de couverture par rapport au kaolin seul et presque égalant la puissance de couverture du dioxyde de titane 100%.

La Figure 5 montre que la puissance de couverture des échantillons augmentés de 70/30 à 50/50 par rapport au dioxyde de titane suit une tendance similaire à celle des petits échantillons, atteignant l’optimum à 50/50. De plus, le pouvoir de couverture du produit 70/30 s’améliore considérablement par rapport à l’échantillon original de kaolin.

Conclusiona. Les résultats de l’expérience orthogonale indiquent que les principaux facteurs qui influent sur les propriétés physiques de la poudre composite calcinée kaolin/ dioxyde de titane sont le rapport de masse composite, le temps de broyage, le pH et la fraction de la masse en suspension. Les conditions optimales du procédé de rectification composite sont: rapport de masse composite =50/50, temps de rectification =10 minutes, pH=5, fraction de masse en suspension =50%. Dans ces conditions, la poudre composite calcinée kaolin/ dioxyde de titane correspond étroitement aux principales propriétés physiques du dioxyde de titane et peut être utilisée comme substitut dans certains domaines d’application. Les résultats des tests d’intensification en laboratoire sont conformes aux expériences à petite échelle.