沉淀硫酸钡的市场技术需求与单元过程控制分析

2020-07-25李家朋洛阳氟钾科技股份公司河南洛阳471400

化工管理 2020年20期

李家朋(洛阳氟钾科技股份公司，河南洛阳 471400)

0 引言

沉淀硫酸钡是化学生产中的一种基础原料，可以用于油漆、塑料、橡胶与油墨等产品的生产，也可以作为填充剂使用，作用是消泡、提高产品光泽度。除此之外，沉淀硫酸钡也可以在瓷器、燃料、纺织行业中发挥作用，是化工生产不可或缺的原料，由此也奠定了其在市场中的重要地位，呈现出极高的市场技术需求。在沉淀硫酸钡实践应用中，为了达到技术要求，需要进行单元过程控制，建议采用湿法改性与干法改性等方式。下面围绕该话题展开讨论。

1 沉淀硫酸钡的应用

沉淀硫酸钡在生产应用中分别具有不同的作用，总结为以下四点：

(1)作为优质填充剂。沉淀硫酸钡在工程塑料生产中应用，其填充质量分数可以达到10%～28%，有利于与优化耐老化性、耐磨损性、力学性能；

(2)作为油漆填充材料。沉淀硫酸钡可以在木器漆、清漆以及船舶厚漆等产品生产中运用，因为该原料的耐化学腐蚀性较强，所以在高光面漆生产中运用，有利于提高耐候性，优化油漆的流动状态与漆膜强度，加强颜色的稳定性；

(3)作为外墙涂料。沉淀硫酸钡是外墙涂料中的重要填充材料，可以加强涂料的耐光性、耐候性，在实践中应用避免产生裂纹、皱皮等质量问题，将使用期限延长。同时，沉淀硫酸钡也可以作为乳胶漆的生产原材料，无论是家庭室内装饰装修，还是工厂车间环境装修都可以运用。如果运用在粉末涂料中，在填充容量、亮度、光泽性、流动性、颜料相容性等方面也呈现出明显的优势；

(4)作为印刷油墨填充剂。因为印刷油墨生产对于底漆的要求比较高，还要降低磨损率、提高亮度，考虑到以上需求，采用沉淀硫酸钡是最佳选择。

2 沉淀硫酸钡的市场技术需求

2.1产品性能控制

沉淀硫酸钡性能参数如表1，当前我国在沉淀硫酸钡的生产过程中，严格落实指标控制，但是因为不同应用领域的技术要求存在差异，所以生产厂家制定的内控指标往往会高于国标值。沉淀硫酸钡产品生产需要满足以下三点要求：第一，保证产品质量的稳定性。沉淀硫酸钡生产批次满足规范的基础上，严格控制品质差异；第二，工艺指标控制。为了确保产品批次指标的统一性，要在工艺过程中的原料液浓度、混合方法、反应温度与时间等环节着手进行严格控制；第三，确定产品分档。比较常见的产品分档方法包括技术指标分档、应用领域分档。其中技术指标分档需要从普钡、改性超细钡、精细钡、纳米钡四个层面展开，应用领域分档则要按照当前市场需求，划分为一般水性、油性涂料、粉末涂料、乳胶漆、工程塑料、油墨、药妆、蓄电池、造纸等类型。

表1 沉淀硫酸钡性能参数

2.2 产品功能优化

按照沉淀硫酸钡各个应用领域的各项要求优化工艺条件，并且实施表面处理，使沉淀硫酸钡能够具备功能化、专用化的目的。若多元化工艺方法，在5～30μm、亚微米、纳米级等不同级别产品生产中，建议选择干湿法改性处理的方式，使沉淀硫酸钡粒子能够在水、油体系内具有超分散性。

2.3 低成本高收益

沉淀硫酸钡的合成与表面处理环节，要想提高技术含量，有效抵抗市场风险，必须要做好成本管理工作，提高经济效益。首先要对当前市场环境进行分析，总结用户对于沉淀硫酸钡的技术要求，作为与技术研发、参数优化的依据；其次科学选择工艺思路与过程控制手段，最大程度的减少成本投入。沉淀硫酸钡市场技术需求中工艺路径的选择非常重要，例如普通沉淀硫酸钡的合成反应单元，建议在原有设备基础上掺加改性剂，并且转变进料模式，优化搅拌速度与进料浓度等参数，获得改性产品，保证粒径小于10μm。

针对精细沉淀硫酸钡生产，可以通过高压气流夹带改性剂，设定生产条件为0.6MPa，将其运用在气流粉碎体系内，保证d97≤3.0μm 的基础上完成干法改性处理，所需成本不高，满足产品技术升值的效果。

3 沉淀硫酸钡合成的单元过程控制技术

3.1湿法改性

改性剂调整浓度之后制备成为溶液，根据反应机理分别掺加至合成体系内，反应成核、晶核成长期间，改性剂在粒子表面包裹，或在结晶环节对晶体(粒子)成核、生长形成抑制的作用，调整粒径分布状态，也可以优化粒子表面性质。一般在生产中常见改性剂包括锆铝酸盐偶联剂、12-羟基硬脂酸钠与聚氧化乙烯十二烷胺等几种，工作人员调整控制反应时间、体系pH、组分浓度，也可以达到以上目的。

3.2 干法改性

通常高速加热式混合机内部，为了达到粒子表面化学包覆的效果，会采用干法改性处理方法。该处理方法是将叶轮调整至高速旋转状态下，粒子流转变为上下螺旋运动状态，期间粒子颗粒会出现碰撞与摩擦，加速粒子分散，并且均匀的吸附液体表面改性剂。工业生产过程中，一般比较常用SLG 型粉体表面改性机、PSC 型粉体表面改性机、流化床的喷式气流磨，可以实现。需要精准调整参数，如表2 所示。沉淀硫酸钡经过干法改性处理，粒径分布、分散性等有显著的改善。并且经过改性处理后，作为填充材料运用在PVC 生产中，热稳定协同效应、润湿增塑性、加工性能得到优化，填料用量增多，有效提升产品综合性能。

3.3 单元过程控制

第一，合成单元方面。重点做好一次粒子粒径分布状态的控制，要求结合需求设定进料方法、反应温度与时间、搅拌速度以及组分浓度参数。结合实践经验，各项参数如表3。

第二，分离、洗涤、酸化单元方面。洗涤终点、酸化终点、体系pH 最佳参数如表4 所示。

第三，干燥单元方面。技术人员通过喷雾干燥实施料浆的脱水干燥、湿法改性处理。工艺控制参数如下：热风温度≥420℃、进料含固量质量分数≥45%、雾化器转速≥15000r/min、流量5m3/h、捕集方式：三级捕集、105℃挥发物质量分数＜0.15%、改性剂温度≥75℃。

第四，气流粉碎单元方面。通过流化床设备中的喷式气流磨，实施普钡的物理粉碎、干法改性处理，工艺控制参数下：气源压力0.6MPa、床面温度≥75℃、分级轮转速＞800r/min、捕集形式：袋式捕集。

4 结语

综上所述，通过分析总结沉淀硫酸钡在诸多行业都有重要意义，要求在生产之前针对沉淀硫酸钡的市场技术需求进行分析，优化产品性能与功能，减少成本投入实现效益最大化。另外，加强沉淀硫酸钡的单元过程控制，结合各个应用领域要求，调整参数性能，保证沉淀硫酸钡作用能够得到充分发挥，为沉淀硫酸钡今后的应用与发展奠定基础。