圖1 白云母
云母屬于較難磨礦物之一，云母高端產(chǎn)品對云母粉體的要求較高。
1、原料分析
原料為河南洛陽(yáng)某白云母精礦，密度為2.78g/cm3，化學(xué)組分見(jiàn)表1，粒度分布見(jiàn)表2。
表1 白云母精礦化學(xué)組分
表2 白云母精礦粒度分布
2、工業(yè)試驗流程
首先將原料配制成一定料漿，并加入助磨劑；然后將料漿以一定給礦量均勻的加入到雙槽高強度攪拌磨機（容積為10m3）中，按一定的工藝參數進(jìn)行試驗。當攪拌磨中料漿粒度穩定時(shí)每隔15min取樣一次，連續取樣3h，將料漿混合均勻并抽濾干燥，最后將試樣進(jìn)行檢測。
主要考察Al2O3瓷球用量、攪拌磨轉速等因素對白云母超細磨效果的影響。其中Al2O3瓷球級配為小球、中球、大球比例，小球粒徑為2.0-2.5mm，中球粒徑為2.5-3.0mm，大球粒徑為3.0-3.5mm。
3、磨介用量對白云母超細磨效果的影響
試驗條件：Al2O3瓷球的級配為4：2：3（小球：中球：大球，后同），轉速為135r/min，超細磨給料量為0.39t/h，濃度為47%-48%，六偏磷酸鈉用量為3‰（云母干礦質(zhì)量的百分比），試驗結果見(jiàn)圖2和表3。
圖2 磨介質(zhì)量對白云母超細磨粒度的影響
表3 磨介質(zhì)量對白云母超細磨產(chǎn)品D90粒徑的影響
由圖2和表3可知，隨Al2O3瓷球磨介用量的增加，白云母超細磨產(chǎn)品中除-2.5μm含量基本不變外，各粒級累計含量均增大。當攪拌磨中磨介質(zhì)量為9t時(shí)，白云母超細磨產(chǎn)品中-13μm和-23μm分別為31.29%和44.2%，+75μm含量為23.45%，D90粒徑為122.6μm，比表面積為271.2m2/kg。當增加250kg 3-3.5mm Al2O3的瓷球時(shí)，白云母超細磨產(chǎn)品中-13μm和-23μm分別為38.77%和54.9%，比9t磨介用量時(shí)分別增加了7.48%和10.7%，+75μm含量為14.41%，比磨介質(zhì)量為9t時(shí)減少了9.04%，此時(shí)D90粒徑為91.7μm，比表面積為277.1m2/kg。
由此可見(jiàn)，適當增加大球比例可提高白云母超細磨效率。這是由于加入3.0-3.5mm粒徑的Al2O3瓷球后，攪拌磨中料球比減小，磨介與云母顆粒撞擊的幾率增大，磨礦效率提高。另外，3.0-3.5mm粒徑磨介的加入增大了大球的比例，磨介對物料的沖擊粉碎力相對增大，使得白云母粗粒徑顆粒相應減少。
4、攪拌磨轉速對白云母磨礦效果的影響
攪拌速率對白云母粉體-13μm含量的影響特別顯著(zhù)，適當調整攪拌磨轉速，以研究白云母超細磨顆粒的變化情況。試驗條件：Al2O3瓷球質(zhì)量9.25t，磨介級配為4：2：3，給料量為0.39t/h，濃度為47%-48%，六偏磷酸鈉用量為3‰，試驗結果見(jiàn)圖3和表4。
圖3 攪拌磨轉速對云母超細磨粒度的影響
表4 攪拌轉速對白云母超細磨D90粒徑的影響
由圖3及表4可知，隨著(zhù)攪拌磨轉速的增加，白云母超細磨產(chǎn)品的各粒級累計含量和比表面積均增加，D90粒徑較小。當轉速為135r/min時(shí)，白云母超細磨產(chǎn)品中-13μm和-23μm分別為38.77%和54.9%，+75μm含量為14.41%，D90粒徑為91.7μm，比表面積為277.1m2/kg。轉速提高至161r/min時(shí)，白云母超細磨產(chǎn)品中-13μm和-23μm分別為52.1%和82.02%，比攪拌磨轉速為135r/min時(shí)分別增加了13.33%和27.12%，此時(shí)+75μm含量為9%，D90粒徑為70.56μm，比表面積為394.5m2/kg，比攪拌磨轉速為135r/min時(shí)增加了117.4m2/kg。
由此可見(jiàn)，增大攪拌磨轉速可較大的減小云母粉粒度，較大的增加白云母超細粉的比表面積。原因在于物料在超細磨礦的過(guò)程中受到三個(gè)力的作用：（1）由于研磨介質(zhì)之間的相互撞擊而產(chǎn)生的沖擊力；（2）因研磨介質(zhì)的轉動(dòng)產(chǎn)生的剪切力；（3）由于研磨介質(zhì)中放入攪拌棒而留下空間，攪拌棒對物料產(chǎn)生沖擊力和摩擦力。當攪拌速率提高時(shí)，沖擊力、剪切力及摩擦力都會(huì )增大，在綜合力的作用下，使物料得到更充分的剝離、解理而磨細。
5、不同給礦量對白云母超細磨效果的影響
磨礦時(shí)間對白云母超細磨產(chǎn)品的影響顯著(zhù)，通過(guò)調節給礦量來(lái)調整物料的磨礦時(shí)間，給礦量越小則磨礦時(shí)間越長(cháng)。試驗條件：攪拌磨中Al2O3瓷球磨介9.25t，磨介級配4：2：3，濃度為47.5%-48%，六偏磷酸鈉用量為2.5‰，攪拌磨轉速為161r/min，試驗結果見(jiàn)表5和表6。
表5 不同給礦量下白云母粉體粒度累計分布表
表6 不同給礦量對白云母超細粉體性能的影響
由表5和表6可知，隨著(zhù)給礦量的減小，白云母超細磨產(chǎn)品中-13μm和-23μm的含量及白云母超細粉的比表面積逐漸增大，D90粒徑逐漸減小。當給礦量為0.8t/h時(shí)，白云母超細磨產(chǎn)品中-13μm和-23μm的含量分別為45.39%和62.60%，D90粒徑為78.95μm，比表面積為318.0m2/kg。將給礦量將為0.67t/h時(shí)，白云母超細磨產(chǎn)品中-13μm和-23μm的含量分別提高了8.96%和7.6%，達到54.35%和70.20%，此時(shí)，D90粒徑為65.57μm，比表面積為394.8m2/kg。進(jìn)一步減小給礦濃度至0.39t/h時(shí)，白云母超細磨產(chǎn)品中-13μm和-23μm的含量較給礦量為0.67t/h時(shí)變化不大，分別為71.95%和84.70%，此時(shí)D90粒徑為62.96μm，比表面積為440.9m2/kg。
綜上可知，白云母超細磨的給礦量的減小可使白云母超細粉粒度減小，這是由于超細磨給礦量減小，白云母在攪拌磨中停留時(shí)間增加，導致磨礦時(shí)間相應的增加，白云母粉粒度減小。但給礦量從0.67t/h降低至0.39t/h時(shí)，白云母超細磨產(chǎn)品的粒度及比表面積變化不大，由于給礦量減小至一定程度后白云母超細粉粒度變化較小，同時(shí)能耗大幅度增加，導致生產(chǎn)成本提高。故工業(yè)生產(chǎn)中可根據實(shí)際需要在0.39t/h-0.67t/h之間選擇適宜的給礦量。
6、不同磨礦濃度對白云母超細磨效果的影響
磨礦濃度雖為一般影響因素，但對工業(yè)生產(chǎn)成本及產(chǎn)品質(zhì)量意義重大。試驗條件：磨介Al2O3瓷球質(zhì)量9.25t，磨介級配為4：2：3，給礦量為0.5t/h左右，六偏磷酸鈉用量為4‰。試驗結果見(jiàn)表7、圖4和圖5。
表7 不同磨礦濃度下白云母粉體粒度累計分布表
圖4 磨礦濃度對粒級累計含量的影響
圖5 磨礦濃度對云母粉比表面積和D90粒徑的影響
由表7和圖4、圖5可知，隨著(zhù)攪拌磨磨礦濃度的增加，白云母超細磨產(chǎn)品中-13μm和-23μm的含量及白云母超細粉的比表面積均先增大后減小，D90粒徑先減小后增大。當磨礦濃度約為47%時(shí)，白云母超細磨產(chǎn)品中-13μm和-23μm的含量分別為51.89%和67.74%，D90粒徑為74.05μm，比表面積為387.5m2/kg。當磨礦濃度增加到49%時(shí)，白云母超細磨產(chǎn)品中-13μm和-23μm的含量最大，分別為56.45%和70.62%，D90粒徑為67.82μm，比表面積為421.7m2/kg。磨礦濃度進(jìn)一步增加至50%左右時(shí)，白云母超細磨磨礦效果變差，此時(shí)產(chǎn)品中-13μm和-23μm的含量分別為52.06%和66.68%，D90粒徑為72.93μm，比表面積為399.1m2/kg。當磨礦濃度大于50%后，料漿流動(dòng)度急劇下降，導致給料困難且給礦濃度60%左右時(shí)料漿失去流動(dòng)性。另外，磨礦濃度過(guò)高時(shí)，攪拌磨的電流大幅度增加，料漿粘性較大，導致出料困難，磨礦效率大大降低，故白云母超細磨磨礦濃度控制在49%左右?？梢?jiàn)工業(yè)試驗的最佳磨礦濃度為49%。
7、助磨劑用量對白云母超細粉磨效果的影響
利用助磨劑進(jìn)行濕法磨礦生產(chǎn)超細粉體，國內外研究較多。試驗條件：磨礦濃度為49%左右，給礦量為0.52t/h，攪拌磨轉速為161r/min，Al2O3瓷球磨介重9.25t，磨介級配為4：2：3。試驗結果見(jiàn)表8和表9。
表8 不同六偏磷酸鈉用量下白云母粒度累計分布表
表9 不同用量六偏磷酸鈉對白云母粉體比表面積的影響
由表8和表9可知，六偏磷酸鈉用量由0.25‰升至0.4‰時(shí)，白云母超細磨產(chǎn)品中各粒級累計含量和比表面積均降低，D90粒徑增大。當六偏磷酸鈉用量為2.5‰時(shí)，白云母超細磨產(chǎn)品中-13μm和-23μm含量分別為56.45%和70.62%，+150μm含量在5‰以?xún)?，D90粒徑為67.82μm，比表面積為421.7m2/kg。當六偏磷酸鈉的用量增加至4‰時(shí)，白云母超細磨產(chǎn)品中-13μm含量略微降低，為56.06%，-23μm含量比2.5‰六偏磷酸鈉用量時(shí)降低了3.94%，達到66.68%，此時(shí)D90粒徑為72.93μm，比表面積為399.1m2/kg。
綜上所述，六偏磷酸鈉做白云母超細磨助磨劑時(shí)，要控制使用量，適當加入助磨劑有助于磨礦，但六偏磷酸鈉用量過(guò)大不利于磨礦，六偏磷酸鈉最佳用量為2.5‰。
8、工業(yè)試驗最優(yōu)條件驗證試驗
在工業(yè)試驗的基礎上，采用最佳的工藝條件進(jìn)行白云母攪拌磨試驗。試驗條件：Al2O3瓷球質(zhì)量為9.25t，磨介級配為4：2：3，給礦量為0.39t/h，給礦濃度為49%，六偏磷酸鈉用量為2.5‰，攪拌磨轉速為161r/min。
在最佳工藝條件下，白云母超細磨產(chǎn)品中-13μm和-23μm含量分別為58.01%和72.75%，此時(shí)D90粒徑為62.28μm，比表面積達到452.9m2/kg。
（摘自：白云母超細粉體的制備及助磨機理的研究，作者：郭高魏）
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