| （中國粉體技術(shù)網(wǎng)/班建偉）硅灰石是自然界中一種天然具有纖維狀晶簇結構的無(wú)機礦物材料(圖1) ，該礦物具有穩定的物理化學(xué)性質(zhì)，白度較高，耐酸堿且無(wú)毒環(huán)保。硅灰石經(jīng)過(guò)加工后可以在造紙行業(yè)中作為一種填料使用。工業(yè)上常用的無(wú)機礦物加工設備有雷蒙磨、球磨機，這些設備由于研磨結構、研磨機理等方面的差異，必然也導致同一種礦物經(jīng)過(guò)不同設備研磨后的產(chǎn)品性能存在差異。
采用雷蒙磨、球磨機，對硅灰石進(jìn)行加工處理，加工后的產(chǎn)品作為造紙填料，研究不同設備生產(chǎn)的硅灰石填料在造紙加填性能的差別，希望為硅灰石填料加工企業(yè)和造紙企業(yè)提供生產(chǎn)上的參考。
1 試驗內容及檢測
1. 1 試驗內容
硅灰石礦選用某采礦企業(yè)同一批礦料并經(jīng)過(guò)充分混合，按照雷蒙磨、球磨機設備的生產(chǎn)要求制得符合造紙要求目數的填料粉末，通過(guò)顯微鏡對樣品形態(tài)進(jìn)行觀(guān)察，判斷不同設備加工方式對硅灰石纖維形態(tài)的破壞程度。
以雷蒙磨、球磨機兩種設備制得的硅灰石填料作為試驗用填料，采用不同漿料模擬造紙填料填加試驗，通過(guò)對抄造紙頁(yè)進(jìn)行檢測對比，對不同設備加工的硅灰石礦粉樣品紙張添加性能進(jìn)行評估對比。
1. 2 試驗設備及方法
試驗原料：漿料1 (機械木漿)，漿料2 (化學(xué)木漿)；試驗設備：槽式打漿機、紙頁(yè)成型器、油壓機等；檢測儀器：稱(chēng)量天平(0. 01g)，電腦壓縮試驗儀(測厚度)，抗張強度試驗儀，耐破度試驗儀，挺度試驗儀，耐折度試驗儀等。
1. 3 試驗檢測方法
添加一定比例( 5%) 的不同設備制備的硅灰石填料于樣品漿中，充分混合均勻進(jìn)行手抄片抄制。通過(guò)檢測抄片松厚度,抗張強度,耐破度，挺度，灰分留著(zhù)等綜合指標進(jìn)行評估。
2 試驗結果及評價(jià)
2. 1 雷蒙磨、球磨機生產(chǎn)制備的硅灰石礦粉形態(tài)
采用雷蒙磨、球磨機不同設備對同一批硅灰石加工，首先要了解的就是不同設備生產(chǎn)的硅灰石填料形態(tài)。試驗中采用光學(xué)顯微鏡對不同設備生產(chǎn)的樣品進(jìn)行不同倍率的觀(guān)察，雷蒙磨樣品( PALZ) 如圖4 所示，球磨機生產(chǎn)的樣品( PAQZ) 如圖5 所示。
 從光學(xué)顯微鏡對不同設備加工的硅灰石填料形態(tài)的觀(guān)察可以看出: 雷蒙磨、球磨機兩種設備對硅灰石礦天然的纖維狀結構都有破壞。雷蒙磨對礦物纖維形態(tài)破壞相對較小，礦粉基本呈纖維形態(tài); 而球磨機對礦物纖維結構破壞較大，制備的硅灰石礦粉填料基本呈不規則的顆粒狀，間雜零星的纖維狀物。
2. 2 雷蒙磨、球磨機制備的硅灰石填料紙張添加試驗結果分析
國內生產(chǎn)的紙張一般采用機械漿和化學(xué)漿兩大類(lèi)，本試驗將兩種不同設備加工的硅灰石填料分別添加在機械漿、化學(xué)漿中，并進(jìn)行抄片，研究添加后對紙頁(yè)各種性能的影響和在不同紙漿中的留著(zhù)率方面的差異。結合如表1、表2。
 從表1 數據可知，對于機械漿而言，在松厚度方面，與未添加填料的紙頁(yè)相比，球磨機及雷蒙磨加工的產(chǎn)品松厚度都較低，但雷蒙磨加工的填料優(yōu)于球磨機; 在挺度方面，用球磨機及雷蒙磨加工的樣品挺度均比未添加紙頁(yè)偏低，但雷蒙磨優(yōu)于球磨機; 從強度方面比較，雷蒙磨加工的樣品耐破強度優(yōu)于球磨機;但在抗張強度方面，球磨機加工填料較好; 在灰分及保留方面，雷蒙磨生產(chǎn)的樣品保留較好。
從表2 實(shí)驗數據可知，對于化學(xué)漿來(lái)說(shuō)，雷蒙磨制備的樣品在松厚度、挺度方面同樣強于球磨機; 強度方面，雷蒙磨樣品表現出稍好的耐破度，而球磨機制備樣品在抗張強度方面占有優(yōu)勢，但數據相差不大且均小于未填加紙頁(yè)的強度; 從灰分及保留上看，用球磨機生產(chǎn)的樣品保留低于雷蒙磨生產(chǎn)的樣品。
3 不同設備加工原理及對產(chǎn)品性能影響分析
雷蒙磨整套結構是由主機、分析機、管道裝置、鼓風(fēng)機、成品旋風(fēng)分離器、顎式破碎機、畚斗提升機、電磁振動(dòng)給料機、電控電機等組成。雷蒙磨工作過(guò)程為: 大塊狀物料經(jīng)顎式破碎機破碎到所需要粒度后，由提升機將物料送至儲料斗，再經(jīng)振動(dòng)給料機均勻定量連續地送入主機磨室內進(jìn)行研磨。粉磨后的礦粉被風(fēng)機氣流帶走，經(jīng)分析機進(jìn)行分級，符合細度的礦粉隨氣流經(jīng)管道進(jìn)入大旋風(fēng)收集器內進(jìn)行分離收集，再經(jīng)粉管排出即為成品礦粉。氣流再由大旋風(fēng)收集器上端回風(fēng)管吸入鼓風(fēng)機。
本機整個(gè)氣流系統是密閉循環(huán)的，并且是在正負壓狀態(tài)下循環(huán)流動(dòng)的。球磨機一般為臥式筒形旋轉裝置，物料由進(jìn)料裝置經(jīng)入料中空軸螺旋均勻地進(jìn)入磨機第一倉，該倉內有階梯襯板或波紋襯板，內裝不同規格鋼球，筒體轉動(dòng)產(chǎn)生離心力將鋼球帶到一定高度后落下，對物料產(chǎn)生重擊和研磨作用。物料在第一倉達到粗磨后，經(jīng)單層隔倉板進(jìn)入第二倉，該倉內鑲有平襯板，內有鋼球，將物料進(jìn)一步研磨。粉狀物通過(guò)卸料箅板排出，完成粉磨作業(yè)。
由上述兩種不同設備的工作原理可知: 造成硅灰石礦粉成品形態(tài)差異的主要原因是設備破碎機理不同所導致。相對而言，雷蒙磨對硅灰石礦物的晶簇狀結構破壞較小，磨后填料形態(tài)仍然以短纖維狀或針狀為主; 球磨機對硅灰石礦物晶簇狀結構破壞較大，磨后的礦粉形態(tài)已經(jīng)看不到明顯的纖維狀形態(tài)，從保留原礦基本性能來(lái)說(shuō)，雷蒙磨無(wú)疑較為優(yōu)越。兩種設備加工的硅灰石填料在紙張加填性能方面存在著(zhù)明顯的差異。就填料留著(zhù)率而言，雷蒙磨加工的硅灰石填料在紙張中的留著(zhù)較好且對紙張的耐破度表現優(yōu)越，球磨機加工的硅灰石填料在紙張抗張強度方面優(yōu)于雷蒙磨; 在紙張松厚度、挺度方面，雷蒙磨制備的硅灰石填料無(wú)論對于什么漿種，較之于球磨機都具備一定的優(yōu)勢。
4 結論
(1) 雷蒙磨、球磨機對硅灰石晶簇都有破壞，雷蒙磨較之于球磨對礦物晶簇的破壞較小，填料形態(tài)總體仍然呈纖維狀，球磨機樣品則總體呈顆粒狀。
(2) 在紙張加填過(guò)程中，球磨機制備樣品留著(zhù)較差，雷蒙磨制備樣品留著(zhù)較好。
(3) 在紙張加填中，雷蒙磨制備的硅灰石填料對紙張的耐破度方面較好，球磨機制備的填料在紙張抗張強度方面優(yōu)于雷蒙磨。
(4) 對紙張松厚度、挺度的影響方面，雷蒙磨要優(yōu)于球磨機。
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