本发明属于化学合成技术领域,具体涉及一种元明粉的生产方法。
背景技术:
元明粉(Na2SO4)价格低廉、具有优异的折射率、粒径小、稳定性好、无毒等优点,在玻璃、印染、纺织、制革、采矿、医药等行业有广泛的应用。元明粉具有优异的光学特性,适用于填充透明塑料。但元明粉属于强极性物质,易吸收空气中的水分,这种吸水性能极大影响复合材料的机械性能,因此元明粉的强吸湿性成为其在塑料行业应用的瓶颈问题,例如,元明粉作为无机填料应用于高分子复合材料时,因其表面亲水疏油,在有机介质中难于均匀分散,与高聚物等基质无结合力,易造成界面缺失,导致材料变次。
现有的元明粉生产方法大多采用热法生产即把由芒硝制得的饱和硝液经净化处理、送入蒸发器加热蒸发,当浓度升到40%~50%时,通过旋液分离器进行增稠,再经过过滤、干燥、即可得到成品元明粉,从元明粉的生产方法可以看出,没有采用任何方法降低元明粉的强吸湿性,不满足市场对低吸湿性元明粉的需要。
技术实现要素:
本发明所要解决的技术问题是针对现有的元明粉生产方法所生产的元明粉强吸湿性导致和基材不相容的技术问题,提供一种生产低吸湿性的元明粉生产方法。
本发明解决上述技术问题所采用的技术方案如下:
提供一种元明粉的生产方法,其特征在于,所述的加工方法包括以下步骤:
第一步,将硫酸镁和硫酸钙的含量小于百分之一的芒硝水加入化矿桶中;
第二步,加碱搅拌中和至中性,得到混硝液;
第三步,将混硝液过滤后送入澄清槽中澄清,混硝液澄清前应保持温度为65~75℃,澄清8~12h后,得到清硝液,清硝液的浓度为29~30°Be。;
第四步,将清硝液泵入蒸发器内,蒸发结晶,蒸发结晶前,向清硝液中加入元明粉晶种;
第五步,将结晶晶体放入离心机中离心,晶体元明粉中含有的少量水被分离至下端水槽中,湿硝停留在离心机转筒中;
第六步,离心机分离出的湿硝先干燥,干燥后,加入表面活性剂,在机械力化学改性设备中进行改性制备元明粉;
第七步,将元明粉称重包装。
蒸发结晶前,向清硝液中加入元明粉晶种;使溶质在晶种表明上生长,使晶种均匀悬浮在整个溶液中,以避免初级成核,用此方法控制产品粒度的大小,另外,由于晶种的加入,会使料液中结晶的物料在晶种表面上结晶,而不沉淀在管壁上,能够阻止在传热面上形成垢层,减少了蒸发罐结垢,进一步提高了传热效率,提高了产量,降低了能耗,减少了生产中洗罐次数。
芒硝水中钙镁含量的增高,不仅影响生产元明粉,而且还会造成硝液澄清困难,蒸发器列管易结垢、硝浆离心分离难度增大及干燥管易结垢等不良后果。本申请芒硝水中硫酸镁、硫酸钙含量小于1%,有助于提高元明粉的产量,还有硝液澄清容易,蒸发器列管不易结垢、硝浆离心分离难度减小及干燥管不易结垢的优点。
通过运用表面改性剂,用机械力化学法对元明粉进行表面包覆处理,使改性元明粉表面包裹疏水层,形成一层疏水屏障,减少粉体对水分的吸收,进而降低其吸湿性,将元明粉表面的亲水疏油特性改为亲油疏水,提高了元明粉运用时与基材的相容性。
在生产中,如果清硝液度过大,不仅影响生产元明粉,而且化硝桶中易析出无水硝,本申请中清硝液的浓度控制在29~30°Be之间,有助于提高生产元明粉的产量且易于控制产品粒度,化硝桶中不易析出无水硝。
进一步的,所述表面活性剂为硬脂酸、硬脂酸钠、季戊四醇、酒石酸、聚乙烯醇、六偏磷酸钠、多聚磷酸钠。
进一步的,所述表面活性剂的含量为0.1~6.0%。
进一步的,所述机械力化学改性设备为球磨机,所述球磨机的转速为150r/min,球磨时间为2h,球料比为3∶1。
进一步的,所述加入的元明粉晶种量为3~10g/L。
进一步的,所述离心机的转速为1000r/min。
进一步的,所述离心时间为5~15min。
进一步的,离心机分离出的湿硝先经硫化床干燥。
具体实施方式
为了使本发明所解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白,以下结合实施例,对本发明进行进一步的详细说明。应当理解,此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明,并不用于限定本发明。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。
实施例1
一种元明粉的生产方法,其加工方法包括以下步骤:
第一步,将芒硝水加入化矿桶中;所述芒硝水中硫酸镁和硫酸钙的含量为0.5%;
第二步,加碱搅拌中和至中性,得到混硝液;混硝液澄清前应保持温度为70℃,澄清时间为10h;
第三步,将混硝液过滤后送入澄清槽中澄清,得到清硝液;所述清硝液的浓度为29°Be;
第四步,将清硝液泵入蒸发器内,蒸发结晶,蒸发结晶前,向清硝液中加入元明粉晶种;所述加入的元明粉晶种量为6g/L;
第五步,将结晶晶体放入离心机中离心,所述离心机的转速为1000r/min,所述离心时间为10min,晶体元明粉中含有的少量水被分离至下端水槽中,湿硝停留在离心机转筒中;
第六步,离心机分离出的湿硝先经硫化床干燥,干燥后,加入表面活性剂硬脂酸,含量为元明粉的0.1%,在机械力化学改性设备中进行改性制备元明粉,机械力化学改性设备为球磨机,所述球磨机的转速为150r/min,球磨时间为2h,球料比为3∶1;
第七步,将元明粉称重包装。
实施例2
一种元明粉的生产方法,其加工方法包括以下步骤:
第一步,将芒硝水加入化矿桶中;所述芒硝水中硫酸镁和硫酸钙的含量为0.5%;
第二步,加碱搅拌中和至中性,得到混硝液;混硝液澄清前应保持温度为65℃,澄清时间为8h;
第三步,将混硝液过滤后送入澄清槽中澄清,得到清硝液;所述清硝液的浓度为29°Be;
第四步,将清硝液泵入蒸发器内,蒸发结晶,蒸发结晶前,向清硝液中加入元明粉晶种;所述加入的元明粉晶种量为3g/L;
第五步,将结晶晶体放入离心机中离心,所述离心机的转速为1000r/min,所述离心时间为5min,晶体元明粉中含有的少量水被分离至下端水槽中,湿硝停留在离心机转筒中;
第六步,离心机分离出的湿硝先经硫化床干燥。干燥后,加入表面活性剂硬脂酸钠,含量为元明粉的6%,在机械力化学改性设备中进行改性制备元明粉,机械力化学改性设备为球磨机,所述球磨机的转速为150r/min,球磨时间为2h,球料比为3∶1;
第七步,将元明粉称重包装。
实施例3
一种元明粉的生产方法,其加工方法包括以下步骤:
第一步,将芒硝水加入化矿桶中;所述芒硝水中硫酸镁和硫酸钙的含量为0.1%;
第二步,加碱搅拌中和至中性,得到混硝液;混硝液澄清前应保持温度为75℃,澄清时间为12h;
第三步,将混硝液过滤后送入澄清槽中澄清,得到清硝液;所述清硝液的浓度为30°Be;
第四步,将清硝液泵入蒸发器内,蒸发结晶,蒸发结晶前,向清硝液中加入元明粉晶种;所述加入的元明粉晶种量为10g/L;
第五步,将结晶晶体放入离心机中离心,所述离心机的转速为1000r/min,所述离心时间为15min,晶体元明粉中含有的少量水被分离至下端水槽中,湿硝停留在离心机转筒中;
第六步,离心机分离出的湿硝先经硫化床干燥。干燥后,加入表面活性剂季戊四醇,含量为元明粉的3%,在机械力化学改性设备中进行改性制备元明粉,机械力化学改性设备为球磨机,所述球磨机的转速为150r/min,球磨时间为2h,球料比为3∶1;
第七步,将元明粉称重包装。
实施例4
一种元明粉的生产方法,其加工方法包括以下步骤:
第一步,将芒硝水加入化矿桶中;所述芒硝水中硫酸镁和硫酸钙的含量为0.7%;
第二步,加碱搅拌中和至中性,得到混硝液;混硝液澄清前应保持温度为72℃,澄清时间为11h;
第三步,将混硝液过滤后送入澄清槽中澄清,得到清硝液;所述清硝液的浓度为29.5°Be;
第四步,将清硝液泵入蒸发器内,蒸发结晶,蒸发结晶前,向清硝液中加入元明粉晶种;所述加入的元明粉晶种量为8g/L;
第五步,将结晶晶体放入离心机中离心,所述离心机的转速为1000r/min,所述离心时间为12min,晶体元明粉中含有的少量水被分离至下端水槽中,湿硝停留在离心机转筒中;
第六步,离心机分离出的湿硝先经硫化床干燥,干燥后,加入表面活性剂酒石酸,含量为元明粉的2%,在机械力化学改性设备中进行改性制备元明粉,机械力化学改性设备为球磨机,所述球磨机的转速为150r/min,球磨时间为2h,球料比为3∶1;
第七步,将元明粉称重包装。
实施例5
第一步,将芒硝水加入化矿桶中;所述芒硝水中硫酸镁和硫酸钙的含量为0.5%;
第二步,加碱搅拌中和至中性,得到混硝液;混硝液澄清前应保持温度为65℃,澄清时间为8h;
第三步,将混硝液过滤后送入澄清槽中澄清,得到清硝液;所述清硝液的浓度为29°Be;
第四步,将清硝液泵入蒸发器内,蒸发结晶,蒸发结晶前,向清硝液中加入元明粉晶种;所述加入的元明粉晶种量为3g/L;
第五步,将结晶晶体放入离心机中离心,所述离心机的转速为1000r/min,所述离心时间为5min,晶体元明粉中含有的少量水被分离至下端水槽中,湿硝停留在离心机转筒中;
第六步,离心机分离出的湿硝先经硫化床干燥。干燥后,加入表面活性剂聚乙烯醇,含量为元明粉的6%,在机械力化学改性设备中进行改性制备元明粉,机械力化学改性设备为球磨机,所述球磨机的转速为150r/min,球磨时间为2h,球料比为3∶1;
第七步,将元明粉称重包装。
实施例6
第一步,将芒硝水加入化矿桶中;所述芒硝水中硫酸镁和硫酸钙的含量为0.5%;
第二步,加碱搅拌中和至中性,得到混硝液;混硝液澄清前应保持温度为65℃,澄清时间为8h;
第三步,将混硝液过滤后送入澄清槽中澄清,得到清硝液;所述清硝液的浓度为29°Be;
第四步,将清硝液泵入蒸发器内,蒸发结晶,蒸发结晶前,向清硝液中加入元明粉晶种;所述加入的元明粉晶种量为3g/L;
第五步,将结晶晶体放入离心机中离心,所述离心机的转速为1000r/min,所述离心时间为5min,晶体元明粉中含有的少量水被分离至下端水槽中,湿硝停留在离心机转筒中;
第六步,离心机分离出的湿硝先经硫化床干燥。干燥后,加入表面活性剂六偏磷酸钠,含量为元明粉的6%,在机械力化学改性设备中进行改性制备元明粉,机械力化学改性设备为球磨机,所述球磨机的转速为150r/min,球磨时间为2h,球料比为3∶1;
第七步,将元明粉称重包装。
实施例7
第一步,将芒硝水加入化矿桶中;所述芒硝水中硫酸镁和硫酸钙的含量为0.5%;
第二步,加碱搅拌中和至中性,得到混硝液;混硝液澄清前应保持温度为65℃,澄清时间为8h;
第三步,将混硝液过滤后送入澄清槽中澄清,得到清硝液;所述清硝液的浓度为29°Be;
第四步,将清硝液泵入蒸发器内,蒸发结晶,蒸发结晶前,向清硝液中加入元明粉晶种;所述加入的元明粉晶种量为3g/L;
第五步,将结晶晶体放入离心机中离心,所述离心机的转速为1000r/min,所述离心时间为5min,晶体元明粉中含有的少量水被分离至下端水槽中,湿硝停留在离心机转筒中;
第六步,离心机分离出的湿硝先经硫化床干燥。干燥后,加入表面活性剂多聚磷酸钠,含量为元明粉的6%,在机械力化学改性设备中进行改性制备元明粉,机械力化学改性设备为球磨机,所述球磨机的转速为150r/min,球磨时间为2h,球料比为3∶1;
第七步,将元明粉称重包装。