一、鈦白粉的發(fā)展現(xiàn)狀
近年來，中國(guó)鈦白粉行業(yè)發(fā)展迅猛，以幾何級(jí)數(shù)遞增，2011年生產(chǎn)總量達(dá)到175萬噸，成為世界上鈦白粉生產(chǎn)量最大的國(guó)家。鈦白粉作為一種重要的無機(jī)化工產(chǎn)品，與國(guó)民經(jīng)濟(jì)和人民生活息息相關(guān)，它廣泛應(yīng)用于涂料、塑料、橡膠、油墨、紙張、化纖、醫(yī)藥、化妝品、食品等行業(yè)，其應(yīng)用已滲透到生活中的各個(gè)角落，在國(guó)民經(jīng)濟(jì)中起著舉足輕重的作用。
二、鈦白粉粒度控制的重要性
鈦白粉粒度分布是一個(gè)綜合性的指標(biāo)，它嚴(yán)重影響鈦白粉顏料性能和產(chǎn)品應(yīng)用性能，因此，對(duì)于遮蓋力和分散性的討論可直接從粒度分布上進(jìn)行分析。 影響鈦白粉粒度分布的因素較為復(fù)雜，首先是水解原始粒徑的大小，通過控制和調(diào)節(jié)水解工藝條件，使原始粒徑在一定范圍內(nèi)。其次是煅燒溫度，偏鈦酸在煅燒的過程中，粒子經(jīng)歷一個(gè)晶型轉(zhuǎn)化期和成長(zhǎng)期，控制適宜的溫度，使成長(zhǎng)粒子在一定范圍內(nèi)。最后就是產(chǎn)品的粉碎，通常對(duì)雷蒙磨的改造和分析器轉(zhuǎn)速的調(diào)節(jié)，控制粉碎質(zhì)量，同時(shí)可以采用其它粉碎設(shè)備。
由于顆粒的粒度與形狀對(duì)其產(chǎn)品的性質(zhì)與用途影響很大，不同的測(cè)量方法適用于不同的粒度范圍，由于采用了不同的原理，對(duì)于同一樣品的檢測(cè)結(jié)果在數(shù)據(jù)上會(huì)有偏差，目前工廠常用的分析方法已經(jīng)普遍使用激光粒度儀進(jìn)行檢測(cè)。
三、應(yīng)用示例
例1 江蘇太白集團(tuán)有限公司
江蘇太白集團(tuán)有限公司是全國(guó)鈦白粉生產(chǎn)骨干企業(yè)之一，旗下主要子公司江蘇鎮(zhèn)鈦化工有限公司，擁有年產(chǎn)50000噸高檔鈦白粉、20000噸聚合硫酸鐵的生產(chǎn)能力。公司主營(yíng)產(chǎn)品有鈦白粉和聚合硫酸鐵等。公司“環(huán)球”牌鈦白粉是江蘇省名牌產(chǎn)品，金紅石型鈦白粉是江蘇省高新技術(shù)產(chǎn)品，“環(huán)球”牌商標(biāo)是江蘇省著名商標(biāo)，在海內(nèi)外享有盛譽(yù)，鈦白粉產(chǎn)品覆蓋國(guó)內(nèi)絕大部分的省市，并遠(yuǎn)銷亞、歐、美等國(guó)家和地區(qū)。2003年被授予“國(guó)家重點(diǎn)高新技術(shù)企業(yè)”。1999年公司在行業(yè)內(nèi)率先通過ISO9002質(zhì)量保證體系認(rèn)證，2000年榮獲了江蘇省質(zhì)量管理獎(jiǎng)，2002年通過了ISO9001：2000質(zhì)量管理體系認(rèn)證，2006年通過了ISO9000、ISO14000和ISO18000“三證合一”體系認(rèn)證。
該公司在鈦白粉的生產(chǎn)中使用濟(jì)南微納公司生產(chǎn)的Winner2000濕法激光粒度儀對(duì)鈦白粉的粒度進(jìn)行控制，顯著的提高了產(chǎn)品質(zhì)量，且有效的減小了生產(chǎn)過程中的能耗。
例2山東登升勞保用品有限公司
使用微納的winner2000E檢測(cè)的鈦白粉粒度，指導(dǎo)生產(chǎn)，效果理想。測(cè)試報(bào)告如下：
山東登升勞保用品有限公司成立于1998年，位于高密市開發(fā)區(qū)工業(yè)園。是中國(guó)勞動(dòng)防護(hù)用品行業(yè)的龍頭企業(yè)之一，是一家專業(yè)生產(chǎn)乳膠、丁腈、PVC、PU等各種浸膠類勞動(dòng)防護(hù)手套的民營(yíng)企業(yè)，目前日產(chǎn)量達(dá)到2.3億付,年產(chǎn)值4.8億元人民幣,生產(chǎn)乳膠起皺、乳膠磨砂、乳膠發(fā)泡、丁腈光面、丁腈磨砂、丁腈發(fā)泡、PU、PVC、防切割手套等60多個(gè)品種，廣泛用于建筑、礦山、機(jī)械、石油化工、電子等行業(yè)。 目前公司已擁有員工1100人，占地面積約79000平方米，各種生產(chǎn)線40多條，形成針織織造、浸膠、后整理、包裝、倉儲(chǔ)物流一條龍的生產(chǎn)模式，公司的產(chǎn)品，已順利通過歐洲質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)的CE認(rèn)證，并是歐洲權(quán)威檢測(cè)機(jī)構(gòu)SATRA的會(huì)員單位。公司于2009年通過ISO9001:2008國(guó)際質(zhì)量管理體系認(rèn)證，全面實(shí)施國(guó)際質(zhì)量管理和“5S”生產(chǎn)管理，生產(chǎn)、檢測(cè)全部與世界標(biāo)準(zhǔn)接軌，確保每一雙手套都達(dá)到世界級(jí)品質(zhì)，公司研發(fā)的超細(xì)發(fā)泡手套等產(chǎn)品榮獲國(guó)家多項(xiàng)zhuan li。2015年成為中華人民共和國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB/T32103-2015《織物浸漬膠乳防護(hù)手套》的主要起草單位之一。
四、激光粒度儀的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)分析的小結(jié)
激光粒度儀的測(cè)試過程可以簡(jiǎn)單描述為：當(dāng)粉末通過激光束時(shí)，每一個(gè)顆粒的散射光并行地照亮設(shè)置在不同散射角的探測(cè)器上，探測(cè)器的光能強(qiáng)弱形成散射譜；計(jì)算機(jī)軟件將散射譜反演（翻譯）為粒度分布。前一個(gè)過程是為了獲得顆粒群的散射譜，信息是以光速并行傳輸?shù)模钥?；后一過程是以MIE散射理論為基礎(chǔ)，由計(jì)算機(jī)以數(shù)字方式串行完成的所以準(zhǔn)（前提是軟件算法正確）。激光粒度儀正是因?yàn)榫哂锌旌蜏?zhǔn)的突出優(yōu)勢(shì)才得到廣大廠家的認(rèn)可，才得到了廣泛的應(yīng)用。
激光粒度儀是通過測(cè)量顆粒群的衍射光譜經(jīng)計(jì)算機(jī)處理來分析其顆粒分布的。它可用來測(cè)量各種固態(tài)顆粒、霧滴、氣泡及任何兩相懸浮顆粒狀物質(zhì)的粒度分布、測(cè)量運(yùn)動(dòng)顆粒群的粒徑分布。
激光粒度儀是根據(jù)顆粒能使激光產(chǎn)生散射這一物理現(xiàn)象測(cè)試粒度分布的。
由于激光具有很好的單色性和極強(qiáng)的方向性，所以一束平行的激光在沒有阻礙的無限空間中將會(huì)照射到無限遠(yuǎn)的地方，并且在傳播過程中很少有發(fā)散的現(xiàn)象。
當(dāng)光束遇到顆粒阻擋時(shí)，一部分光將發(fā)生散射現(xiàn)象。散射光的傳播方向?qū)⑴c主光榮的傳播方向形成一個(gè)夾角θ。
散射理論和結(jié)果證明，散射角θ的大小與顆粒的大小有關(guān)，顆粒越大，產(chǎn)生的散射光的θ角就越小；顆粒越小， 產(chǎn)生的散射光的θ角就越大。
激光粒度儀經(jīng)典的光路由發(fā)射、接受和測(cè)量窗口等三部分組成。發(fā)射部分由光源和光束處理器件組成，主要是為儀器提供單色的平行光作為照明光。
接收器是儀器光學(xué)結(jié)構(gòu)的關(guān)鍵。測(cè)量窗口主要是讓被測(cè)樣品在完全分散的懸浮狀態(tài)下通過測(cè)量區(qū)，以便儀器獲得樣品的粒度信息。
接收器由傅立葉選鏡和光電探測(cè)器陣列組成。所謂傅立葉選鏡就是針對(duì)物方在無限遠(yuǎn)，像方在后焦面的情況消除像差的選鏡。激光粒度儀的光學(xué)結(jié)構(gòu)是一個(gè)光學(xué)傅立葉變換系統(tǒng)，即系統(tǒng)的觀察面為系統(tǒng)的后焦面。
由于焦平面上的光強(qiáng)分布等于物體(不論其放置在透鏡前的什么位置)的光振幅分布函數(shù)的數(shù)學(xué)傅立葉變換的模的平方，即物體光振幅分布的頻譜。
激光粒度儀將探測(cè)器放在透鏡的后焦面上，因此相同傳播方向的平行光將聚焦在探測(cè)器的同一點(diǎn)上。
據(jù)測(cè)器由多個(gè)中心在光軸上的同心圓環(huán)組成，每一環(huán)是一個(gè)獨(dú)立的探測(cè)單元。這樣的探測(cè)器又稱為環(huán)形光電探測(cè)器陣列，簡(jiǎn)稱光電探測(cè)器陣列。
激光器發(fā)出的激光束經(jīng)聚焦、低通濾波和準(zhǔn)直后，變成直徑為8~25 mm的平行光。平行光束照到測(cè)量窗口內(nèi)的顆粒后，發(fā)生散射。散射光經(jīng)過傅立葉透鏡后，同樣散射角的光被聚焦到探測(cè)器的同一半徑上。
一個(gè)探測(cè)單元輸出的光電信號(hào)就代表一個(gè)角度范圍(大小由探測(cè)器的內(nèi)、外半徑之差及透鏡的焦距決定)內(nèi)的散射光能量，各單元輸出的信號(hào)就組成了散射光能的分布。
盡管散射光的強(qiáng)度分布總是中心大，邊緣小，但是由于探測(cè)單元的面積總是里面小外面大，所以測(cè)得的光能分布的峰值一般是在中心和邊緣之間的某個(gè)單元上。
當(dāng)顆粒直徑變小時(shí)，散射光的分布范圍變大，光能分布的峰值也隨之外移。所以不同大小的顆粒對(duì)應(yīng)于不同的光能分布，反之由測(cè)得的光能分布就可推算樣品的粒度分布。
測(cè)量下限是激光粒度儀重要的技術(shù)指標(biāo)。激光粒度儀光學(xué)結(jié)構(gòu)的改進(jìn)基本上都是為了擴(kuò)展其測(cè)量下限或是小顆粒段的分辨率基本思路是增大散射光的測(cè)量范圍、測(cè)量精度或者減少照明光的波長(zhǎng)。
激光粒度儀的檢測(cè)準(zhǔn)確與否，不僅和儀器本身有關(guān)系，儀器的日常維護(hù)也很重要。經(jīng)過一段時(shí)間使用激光粒度儀后有以下幾點(diǎn)注意事項(xiàng)：
1.儀器硬件是否正常，能不能和電腦正常連接，能做出基準(zhǔn)為正常；超聲攪拌循環(huán)系統(tǒng)是否能夠正常工作。循環(huán)主要是儀器內(nèi)水泵為動(dòng)力，樣品池上方圓孔有水流出且沒有明顯氣泡為正常。
2.光路是否正常。首先，激光管是不是可以正常工作，能出光；其次，光路是不是有偏光現(xiàn)象，可以在樣品窗前遮擋，近似圓為正常；最后，光線能不能從正面向儀器右手邊綠色探測(cè)器出來，出來光近似圓為正常。
3.清潔維護(hù)。每次做完實(shí)驗(yàn)后，一定要及時(shí)清洗，避免污染實(shí)驗(yàn)內(nèi)部系統(tǒng)，影響試驗(yàn)結(jié)果。使用一段時(shí)間后，也要定期清洗樣品窗。
4.基準(zhǔn)的判斷。激光粒度儀正不正常大部分問題可有基準(zhǔn)判斷出來，如何做基準(zhǔn)顯得尤為重要。在樣品池里加上水（以水為例），點(diǎn)擊排液按鈕，有水排出關(guān)閉，打開循環(huán)按鈕，樣品池上孔有水出來為準(zhǔn)。而后操作軟件做基準(zhǔn)。出來的一系列藍(lán)色的小柱子就是所說的基準(zhǔn)圖。
5.基準(zhǔn)圖前面高，檢查光是不是能夠從側(cè)面穿出，中間高則檢查樣品窗是不是臟或者漏水，這些可以從說明書上看到相關(guān)注解，也有賴于日常使用中的細(xì)心觀察和總結(jié)。
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