被粉碎物料在粉碎過(guò)程中發(fā)生的各種變化，相對于較粗的粉碎過(guò)程來(lái)說(shuō)微不足道，但對于超細粉碎過(guò)程來(lái)說(shuō)，由于粉碎強度大、粉碎時(shí)間長(cháng)、物料性質(zhì)變化大等原因，就顯得很重要。這種因機械超細粉碎作用導致的被粉碎物料晶體結構和物理化學(xué)性質(zhì)的變化稱(chēng)為粉碎過(guò)程機械化學(xué)效應。
1、粒度的變化
經(jīng)超細粉碎后，粉體材料最明顯的變化就是粒度變細。按照粒度的不同，超細粉體通常分為：微米級（粒徑1～30μm）、亞微米級（粒徑1～0.1μm）和納米級（粒徑0.001～0.1μm）。
2、晶體結構的變化
在超細粉碎過(guò)程中，由于強烈和持久機械力的作用，粉體物料不同程度地發(fā)生晶格畸變，晶粒尺寸變小、結構無(wú)序化、表面形成無(wú)定形或非晶態(tài)物質(zhì)，甚至發(fā)生多晶轉換。這些變化可用X衍射、紅外光譜、核磁共振、電子順磁共振以及差熱儀等進(jìn)行檢測。
例如：
?。?）石英
石英是晶體結構和化學(xué)組成最簡(jiǎn)單的硅酸鹽礦物之一。也是較早認識到機械能誘發(fā)結構變化和較全面研究粉碎過(guò)程機械化學(xué)現象所選擇的礦物材料之一。
研究表明：采用振動(dòng)磨研磨石英，最初階段以晶粒減小為主，但是延長(cháng)研磨時(shí)間，當粉碎達到平衡后，主要是伴隨團聚和重結晶的無(wú)定形化。石英表面在粉碎過(guò)程中形成無(wú)定形層后一般在稀堿溶液或水中的溶解度增大。
?。?）高嶺土
層狀硅酸鹽礦物（高嶺土、云母、滑石、膨潤土、伊利石等）在超細粉碎加工過(guò)程中的機械激活作用下不同程度地失去其有序晶體結構并無(wú)定形化。由于在這些礦物中無(wú)定形一般與晶體結構中脫羥基且鍵能下降有關(guān)。
例如：結晶完好的高嶺土，粉碎60s后，高嶺土的晶體結構已發(fā)生了明顯的變化；粉碎120s后，結晶完好的高嶺土的晶體結構類(lèi)似于球土；400s后與地開(kāi)石的晶體結構相似。
?。?）方解石
多晶轉換是超細粉碎過(guò)程中機械力誘發(fā)的一種不改變被磨物料化學(xué)組成的結構變化，一般有兩種形式：
雙變性轉換，通常是可逆且吸熱的；
單變性轉換，大多數是不可逆且放熱的。
方解石在研磨中轉化為菱形的霰石。這種轉變在室溫和常壓下不穩定，也即方解石與霰石的轉化是可逆的。將方解石或霰石長(cháng)時(shí)間研磨后這兩種產(chǎn)物的比例基本上相等。
?。?）氧化鋁微粉
隨著(zhù)研磨時(shí)間的延長(cháng)，高純氧化鋁的晶粒尺寸不斷減小，晶格應變和有效德拜參數則不斷增大。
3、化學(xué)成分的變化
由于較強烈的機械激活作用，物料在超細粉碎過(guò)程中的某些情況下直接發(fā)生化學(xué)反應。反應類(lèi)型包括分解、氣-固、液-固、固-固反應等。
例如：
在真空磨機中研磨方解石、菱鎂礦、鐵白云石、霞石及鐵晶石時(shí)分解出二氧化碳；
碳酸鈉、堿土金屬及鎳、鍋、錳、鋅等的碳酸鹽在研磨中也發(fā)生分解；
氧化鋅和氧化鋁在振動(dòng)球磨機中混磨生成部分尖晶石和非晶質(zhì)氧化鋅粉體。
4、溶解度的變化
如粉石英、方解石、錫石、剛玉、鋁土礦、鉻鐵礦、磁鐵礦、方鉛礦、鈦磁鐵礦、火山灰、高嶺土等經(jīng)細磨或超細研磨后在無(wú)機酸中的溶解速度及溶解度均有所增大。
5、燒結性能的變化
因細磨或超細研磨導致的物料熱性質(zhì)的變化主要有以下兩種：
一是由于物料的分散度提高，固相反應變得容易，制品的燒結溫度下降，而且制品的機械性能也有所改進(jìn)。例如，白云石在振動(dòng)磨中細磨后，用其制備耐火材料的燒結溫度降低了375-573K，而且材料的機械性能提高。石英和長(cháng)石經(jīng)超細研磨后可以縮短搪瓷的燒結時(shí)瓷土的細磨提高了陶瓷制品的強度。
二是晶體結構的變化和無(wú)定形化導致晶相轉變溫度轉移。例如，α石英向β石英及方石英的轉變溫度和方解石向霰石的轉變溫度都因超細研磨而變化。
6、陽(yáng)離子交換容量的變化
部分硅酸鹽礦物，特別是膨潤土、高嶺土等一些黏土礦物，經(jīng)細磨或超細研磨后陽(yáng)離子交換容量發(fā)生明顯變化。
例如：隨著(zhù)研磨時(shí)間的延長(cháng)，膨潤土離子交換容量先增加后下降，而鈣離子交換容量則隨研磨時(shí)間的延長(cháng)不斷下降。
經(jīng)一定時(shí)間的研磨后，高嶺土的離子交換容量及置換能力均有所提高，說(shuō)明可交換的陽(yáng)離子增多。
除了膨潤土、高嶺土、沸石之外，其他如滑石、耐火黏土、云母等的離子交換容量也在細磨或超細磨后程度不同地發(fā)生變化。
7、水化性能和反應活性的變化
通過(guò)細磨可以提高氫氧化鈣材料的反應活性，這在建筑材料的制備中是非常重要的。因為這些材料對水化作用有惰性或活性不夠。例如，火山灰的水化活性及與氫氧化鈣的反應活性開(kāi)始時(shí)幾乎為零，但是將其在球磨機或振動(dòng)磨中細磨后可提高到幾乎與硅藻土相近。
細磨可大大提高高爐廢渣的水化性能，因此，通過(guò)細磨或超細磨生產(chǎn)既高強又含較多爐渣的水泥是可能的。這對于水泥工業(yè)和環(huán)境保護具有重要意義。
8、電性的變化
細磨或超細磨還影響礦物的表面電性和介電性能。如黑云母經(jīng)沖擊粉碎和研磨作用后，其等電點(diǎn)、表面動(dòng)電電位（Zeta電位）均發(fā)生變化。
9、密度的變化
在行星球磨機中研磨天然沸石（主要由斜發(fā)沸石、發(fā)光沸石和石英組成）和合成沸石（主要為發(fā)光沸石）后發(fā)現，這兩種沸石的密度發(fā)生了不同的變化。
研究表明：隨著(zhù)磨礦的進(jìn)行，開(kāi)始時(shí)天然沸石的密度下降，至120min左右達到最小值，此后，隨磨礦時(shí)間的延長(cháng)略有提高，但仍低于原礦；合成沸石則在短時(shí)間的密度下降之后，隨著(zhù)研磨時(shí)間的延長(cháng)，密度提高，研磨240min后，樣品的密度值高于未研磨的樣品。
10、黏土懸浮液和水凝膠性質(zhì)的變化
濕磨可提高黏土的塑性和干彎曲強度。相反，干磨則在短時(shí)間內物料的塑性和干彎曲強度有所增加，但隨著(zhù)磨礦時(shí)間的延長(cháng)趨于下降。
總之，影響物料機械化學(xué)變化的因素除了原料性質(zhì)和給料粒度以及粉碎或激活時(shí)間外，還有設備類(lèi)型、粉碎方式、粉碎環(huán)境或氣氛、粉碎助劑等。在機械化學(xué)的研究中無(wú)疑要注意這些因素的綜合影響。
時(shí)間：2019年3-5日，地點(diǎn)：江蘇 昆山
培訓內容：
（一）粉體的超細粉碎技術(shù)與設備
1. 超細粉碎技術(shù)原理
2. 超細粉碎技術(shù)裝備發(fā)展現狀與發(fā)展趨勢
3. 超細粉碎設備種類(lèi)及其應用
4. 超細粉碎設備選型方法
5. 超細粉碎工藝設計方法
6. 超細粉碎常見(jiàn)問(wèn)題剖析與解決方案
7. 交流互動(dòng)
?。ǘ┓垠w的精細分級技術(shù)與設備
1. 精細分級技術(shù)原理
2. 精細分級技術(shù)裝備發(fā)展現狀與發(fā)展趨勢
3. 精細分級設備種類(lèi)及其應用
4. 精細分級設備選型方法
5. 精細分級工藝設計方法
6. 精細分級常見(jiàn)問(wèn)題剖析與解決方案
7. 交流互動(dòng)
?。ㄈ┓垠w超細粉碎和分級過(guò)程中的性能表征與應用
1. 粉體各項性能指標的表征
2. 超細粉碎和分級對粉體結構及性能的影響
3. 超細粉碎和分級過(guò)程中粉體的理化特性控制及應用
4. 交流互動(dòng)
?。ㄋ模┕δ芊垠w的超細粉碎和分級
1. 熱敏性物料的超細粉碎和分級設備與應用
2. 塑性物料的超細粉碎和分級設備與應用
3. 高純粉體材料的超細粉碎和分級設備與應用
4. 針狀粉體的超細粉碎和分級設備與應用
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