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。
在物料粉碎過(guò)程中，物料通常受到不同種類(lèi)應力的作用，導致物料形成裂紋并擴展，然后被粉碎。根據格里菲定律，降低顆粒的表面能，可以減少使其斷裂所需的應力。從顆粒斷裂的過(guò)程來(lái)看，助磨劑分子在新生表面的吸附可以減小裂紋擴展所需的外應力，促進(jìn)裂紋的擴展。所以，從這一點(diǎn)上說(shuō)，能夠降低固體表面能的化學(xué)物質(zhì)可以降低顆粒的強度，因而可以提高粉碎效率或降低粉碎能耗。列賓捷爾首先研究了在有機和無(wú)機化學(xué)添加劑兩種情況下液體對固體物料斷裂的影響。
他認為，液體將在很大程度上影響碎裂，添加表面活性劑可以擴大這一影響，原因是固體表面吸附表面活性劑分子后表面能降低，導致鍵合力減弱。除了上述顆粒的強度和硬度外，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6 0 0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：H S-C G A50，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)?；能耗：噸干粉能耗降?8.8%；產(chǎn)量：研磨助劑添加量在0.075％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（HS -CGA50，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LDPE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H S-C G A50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，G CC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（HS-CGA50）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。
作者：李大強 [圣諾普科（上海）有限公司
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