中国粉体网讯 在碳酸钙粉碎过程中粒径逐渐减小趋于微米级或亚微米级时,其原有的晶体结构和物理化学性质等均发生较大的改变,极易形成凝聚体颗粒,阻碍了碳酸钙在工业领域的应用。
超细粉体团聚
有研究表明,粉体分散性会直接影响粉体稳定性、流动性、润湿性以及在溶剂中分散的均匀程度,并最终决定了产品的品质。
那在超细碳酸钙深加工过程中,应如何运用助剂(助磨剂、分散剂)、粉碎设备、分级和分散技术解决团聚问题,提高钙粉分散性呢?这其中的关键点又在那里?
1粉体团聚与分散
微粒之间不仅存在范德瓦耳斯力,而且还存在由于双电层而产生的斥力。当微粒之间的斥力大于引力时,微粒互相排斥,颗粒分散;当引力大于斥力时,微粒自发地互相接近,颗粒团聚。
而分散剂是指能定向吸附在被分散物质颗粒表面阻止分散介质聚集,并在一定时间内保持稳定的表面活性物质。在分散剂发挥作用的过程中,其一部分能吸附在粉体表面,另一部分长链段能在分散介质中充分展开,有效促使粉体分散。
2超细粉体分散技术
目前,超细粉体分散方法主要为干燥分散、机械分散、表面改性、静电分散,其中干燥分散是杜绝液桥产生或消除液桥,是保证超细粉体分散的主要且简单易行的分散方法;机械分散是采用机械力将粉体团聚体打散的过程,是目前使用最广泛的分散方法;表面改性是通过改变粉体表面物理化学性质,提升粉体分散性;静电分散是利用同质颗粒,表面电荷相同,相互排斥的原理实现超细粉体分散,目前最有效的颗粒带电方式为电晕带电。
物料粉碎一般为挤压、冲击、磨削和劈裂等,对应的粉碎方式为挤压粉碎、冲击粉碎、摩擦剪切粉碎、挤压剪切粉碎。挤压粉碎常用设备为挤压磨、颚式破碎机等;挤压剪切粉碎常用设备为雷蒙磨及各种立式磨等;冲击粉碎常用设备反击式粉碎机、气流粉碎机等;摩擦剪切粉碎常用设备振动磨、搅拌磨机、球磨机等。
3粉体助磨剂分类与应用
在矿石粉磨过程中,加入少量的化学添加剂(气态、液态或固态的化学物质),能够显著提高粉磨效率或降低粉磨过程的能耗和钢耗,这种化学添加剂通常称为助磨剂。
助磨剂的种类繁多,助磨效果差异也很大,应用较多的就有百余种助磨剂。从成分组成上,助磨剂可分为化合物和混合物两种。化合物又分为极性助磨剂和非极性助磨剂,前者指离子型助磨剂,例如:三乙醇胺、醋酸铵、乙二醇、丙二醇、葵酸、环烷酸等;后者指非离子型助磨剂,例如,煤、石墨、焦炭、松醇、石膏等。混合物指复合助磨剂,包括;有机物的混合物、有机物与无机物的混舍物、无机物的混合物。
研究表明,助磨剂的加入会改变磨矿环境,会对矿物的表面性质和溶液化学性质产生重要影响,也有利于粉体分散。在非金属矿物粉碎过程中加助磨剂具有提高物料可磨性,阻止微细颗粒黏结、团聚等特性。目前,常用的助磨剂有碱性聚合无机盐(用于硅酸盐矿物)、碱性聚合有机盐(聚丙烯酸钠盐和按盐)、偶极一偶极有机化合物等。
3月16~17日,第二届全国碳酸钙产业高值化发展交流大会将在河南·南阳举行,届时南京利可生新材料有限公司技术总监郑生力将在大会上做《碳酸钙粉体团聚问题探讨》主题报告,与钙粉深加工企业面对面交流粉体团聚问题,结合生产装备和助磨剂讲解分散技术,解答大家在实际生产中遇到的疑难问题。
专家介绍
1987年,华东工学院研究生毕业;
1987-2006年,江苏省化工研究所任工程师;
2007-2011年,南京皇家聚锋新材料有限公司任生产总监;
2011-2016年,南京威格德新材料有限公司任技术运营中心主任;
2017年-至今,南京利可生新材料有限公司任技术总监。
参考文献:
王怀,等:助磨剂对矿石粉碎特性的影响及其作用机理研究,东北大学
《粉体制备原理与技术》姜奉华、陶珍东
张丽霞,等:非金属矿物超细粉体制备技术研究进展,中材地质工程勘查研究院有限公司
毛勇,等:磨矿对矿物浮选行为的影响及助磨剂的作用,东北大学
(中国粉体网编辑整理/昧光)
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