(中國粉體技術(shù)網(wǎng)/班建偉)粉體的制備,尤其是超細粉體的制備,在現代材料產(chǎn)業(yè)中發(fā)揮著(zhù)越來(lái)越重要的作用。而材料的破碎對能源的消耗非常大,據統計,在現代工業(yè)中,約80 %的能源被用于材料的破碎和粉磨。實(shí)踐證明:在對材料進(jìn)行粉碎和破碎時(shí),采用適當的助磨劑可以提高研磨產(chǎn)量、降低能耗。
助磨劑在粉體粉碎中的作用效果、作用機理已有大量的研究,但是,由于助磨劑的作用效果具有明顯的選擇性,不同種類(lèi)的物料,所需要的助磨劑的種類(lèi)、用量和用法均有所不同。本文通過(guò)實(shí)際工作中的上機評價(jià)結果,對助磨劑在粉體制備中的應用研究現狀進(jìn)行了綜述。
1、助磨劑作用機理
助磨劑是在物料磨碎過(guò)程中向磨機系統添加的化學(xué)藥劑的總稱(chēng)。其作用主要是提高研磨效率、加快礦石顆粒的破碎速度,并由于藥劑的分散作用,而改變礦粉漿的流變學(xué)特征,有的還可以對鋼球和襯板起緩蝕作用,最終達到降低能耗、鋼球消耗和進(jìn)行選擇性磨碎的目的。
從粉碎工藝考慮,影響研磨效率和能耗的主要因素還有礦漿質(zhì)量分數、黏度以及物料的分散狀態(tài)、物料與研磨介質(zhì)及磨機襯板之間的作用等等。這些因素都影響磨機內物料的流動(dòng)性。因此,在一定程度上改善磨機內物料的流動(dòng)性可以提高粉碎效率。通過(guò)大量的研究認為,助磨劑改善了干粉或料漿的可流動(dòng)性,明顯改善了物料連續通過(guò)磨機的速度,因而影響物料粉碎工藝過(guò)程;此外,流動(dòng)性的改善還影響顆粒在磨機中的分布及研磨介質(zhì)的研磨作用;助磨劑的存在通過(guò)其保持顆粒之間良好的分散性阻止顆粒之間的相互團聚或黏結。從這個(gè)意義上講,助磨劑是能夠降低礦漿黏度并提高礦漿流動(dòng)性的物質(zhì)。
2、干法重質(zhì)碳酸鈣的生產(chǎn)工藝及特點(diǎn)
碳酸鈣通常分為重質(zhì)碳酸鈣和輕質(zhì)碳酸鈣。重質(zhì)碳酸鈣又稱(chēng)研磨碳酸鈣,簡(jiǎn)稱(chēng)重鈣,是用物理方法加工制得的;輕質(zhì)碳酸鈣又稱(chēng)沉淀碳酸鈣,簡(jiǎn)稱(chēng)輕鈣,是用化學(xué)加工方法制得的。
重鈣由于具有眾多優(yōu)點(diǎn)而廣泛應用于許多領(lǐng)域,而重鈣應用的真正價(jià)值是它的深加工產(chǎn)品,即超細、高純、表面改性產(chǎn)品。因此,制備高附加值超細、高純重鈣產(chǎn)品具有很好的工業(yè)應用前景。主要工藝如下:
原石→一次破碎→二次破碎→磨機(雷蒙磨、球磨、輥磨等)→分級(分級機)→裝袋
特點(diǎn):
(1)投資低,且能大量生產(chǎn)質(zhì)量穩定的產(chǎn)品;
(2)可以針對不同使用要求,靈活地控制生產(chǎn)條件,用較低的成本生產(chǎn)不同要求的產(chǎn)品;
(3)可以對產(chǎn)品進(jìn)行表面改性處理,提高產(chǎn)品的使用性能;
(4)生產(chǎn)超細、微細產(chǎn)品時(shí),效率低、能耗大。
3 研磨600目重質(zhì)碳酸鈣的實(shí)驗及評價(jià)
3.1 原料與設備
原石:湖南某礦山大方解石;白度92%以上;
設備:國產(chǎn)雷蒙磨機及分級系統;
助磨劑:HS-CGA50,圣諾普科(韓國)有限公司提供;
產(chǎn)品用途:建筑涂料及造紙用填料。
3.2 實(shí)驗方法
在原石二次破碎后磨機入口處以不同添加量原液添加。
3.3 結果與討論
3.3.1 雷蒙磨機實(shí)驗數據(見(jiàn)表1)
3.3.2 實(shí)驗評價(jià)
白度:無(wú)不良影響,同時(shí)有一定程度提高;
篩余物:殘留減少4.1%,產(chǎn)品粗顆粒數量減少;
粒徑:產(chǎn)品粒徑更細,附加值提高;
水分:由于該研磨助劑為液體產(chǎn)品,水分含量略有上升,在可控范圍以?xún)龋?br />
能耗:噸干粉能耗降低18.8%;
產(chǎn)量:研磨助劑添加量在0 . 0 7 5%時(shí),產(chǎn)量提高24.8%。
4 研磨1500目重質(zhì)碳酸鈣的實(shí)驗及評價(jià)
4.1 原料與設備
原石:安徽青陽(yáng)某礦山大方解石,白度93%以上;
設備:國產(chǎn)球磨機及進(jìn)口分級系統;
助磨劑:HS-CGA50,圣諾普科(韓國)有限公司提供。
4.2 實(shí)驗方法
在原石二次破碎后磨機入口處以不同添加量原液添加。
4.3 結果與討論
4.3.1 球磨磨機實(shí)驗數據(見(jiàn)表2)

4.3.2 實(shí)驗評價(jià)
白度:稍有下降(下降0.4%)。原因分析:(1)對于超細研磨的情況,由于研磨助劑的添加,提高了研磨效率,對白度可能有一定影響;(2)由于研磨助劑的添加,對研磨介質(zhì)(鋼球)有一定清洗作用,如果長(cháng)時(shí)間使用,對白度影響有可能降低。
粒徑:隨著(zhù)供料量的不斷增加,粒徑有一定程度變粗,但在要求的范圍內。
產(chǎn)量:在研磨助劑添加量是0.057%時(shí),每小時(shí)產(chǎn)量增加2.0t,月增長(cháng)57%。
5 采用助磨劑前后的重質(zhì)碳酸鈣的質(zhì)量品質(zhì)評價(jià)
5.1原料與設備
重質(zhì)碳酸鈣:#1 1500目(H S -C G A5 0,添加量0.057%)、#2 1500目(二乙二醇,添加量0.06%)、#3 900目(無(wú)添加研磨助劑)、#4 900目(HS-CGA50,添加量0.094%)
樹(shù)脂:LDPE
擠出設備:國產(chǎn)雙螺桿擠出機
5.2實(shí)驗方法
將L D P E與GCC按照1∶1混合,用國產(chǎn)雙螺桿擠出機以150~160℃擠出,過(guò)120目篩網(wǎng)擠出。
5.3 結果與討論
5.3.1分散性、流動(dòng)性評價(jià)(見(jiàn)表3)
P1:LDPE擠出壓力
P2:LDPE∶GCC(1∶1)混合擠出壓力 △P:P2-P1
評價(jià):添加研磨助劑HS-CGA50的GCC的分散性、流動(dòng)性與無(wú)添加及添加二乙二醇的GCC相比,具有更好的分散性、流動(dòng)性??梢蕴岣呱a(chǎn)效率及GCC可以在樹(shù)脂中更好的分散。
5.3.2 色差評價(jià)(見(jiàn)表4)
5.3.3 色差評價(jià)(見(jiàn)表5)
評價(jià):從以上兩個(gè)色差評價(jià)結果看出,GCC粒徑越細且分散越好的情況下,所得產(chǎn)品的外觀(guān)越好。

6 結論
6.1 通過(guò)在重質(zhì)碳酸鈣研磨過(guò)程中添加研磨助劑(HS-CGA50),可以在相同能耗的情況下提高重質(zhì) 碳酸鈣的生產(chǎn)效率,可以提高產(chǎn)能在20%以上,并且GCC粒徑越細效果越明顯。
6.2 添加研磨助劑(H S-C G A50)后碳酸鈣粉末裝袋后有蓬松感,手感滑爽。
6.3 與未添加及添加其他助劑相比,具有更好的分散性及流動(dòng)性;有利于得到高品質(zhì)產(chǎn)品。
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