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超细粉碎液体介质中的分散剂分类及选择

   日期:2016-01-20     浏览:50     评论:0    
核心提示:一、分散与助磨概述在超细粉碎过程中,当颗粒的粒度减小至微米级后,颗粒的质量趋于均匀,缺陷减少,强度和硬度增大,粉碎难度大
 一、分散与助磨概述

在超细粉碎过程中,当颗粒的粒度减小至微米级后,颗粒的质量趋于均匀,缺陷减少,强度和硬度增大,粉碎难度大增加。同时,因比表面积及表面能显著增大,微细颗粒相互团聚(形成二次或三次颗粒)的趋势明显增强;对于湿法超细粉碎,这时矿浆的黏度显著提高,矿浆的流动性明显变差。如果不采取一定的工世措施,这时粉碎效率将显著下降,单位产品能耗将明显提高,这就是在超细粉碎过程中必须使物料良好分散以及在某些情况下使用分散剂或助磨剂的背景。那么如何选择超细粉碎液体介质中的分散剂呢?

助磨剂是一类显著提高超细粉碎作业效率或降低单位产品能耗的化学物质,它包括不同状态(固态、液态和气态)的有机物和无机物。添加助磨剂的主要目的是提高物料的可磨性,阻止微细颗粒的黏结、团聚和在磨机衬板及研磨介质上的粘附,提高磨机内物料的流动性,从而提高产品细度和细产品的产量,降低粉碎极限和单位产品的能耗。很显然,分散剂也是一种助磨剂,它是通过阻止颗粒的团聚,降低矿浆黏度来起助磨作用的。

在湿式超细粉碎过程中,除了采用分散剂分散或化学分散外,还可采用物理分散的方法,物理分散方法包括以下几种:

①超声分散。将所需分散的超细粉体悬浮体置于超声场中,用适当的超声频率和作用时间加以处理。它包括超声乳化(主要用于分散难溶于液态的药剂和难以相溶的两种或多种液态物质)、超声分散(用于超细粉体在液相介质中的分散,在测量超细粉体粒度时,通常使用超声分散进行预处理)、超声清洗等。

超声波用于超细粉体悬浮体的分散效果虽然较好,但由于其能耗高,大规模使用在经济上还存在很多问题。

②机械搅拌分散。通过强烈的机械搅拌引起液流运动而使超细粉体聚团碎解悬浮。但是在停止搅拌后,分散作用消失,超细粉体可能重新团聚。此外,在超细设备中,转速往往受到一定的限制,因此机械搅拌难以单独完成超细粉碎过程“降黏”的目的。因此,必须采用与化学分散相结合的手段。

化学分散就是通过在超细粉体悬浮体中添加分散剂(无机电解质、表面活性剂、高分子分散剂等)阻止颗粒之间的团聚,达到降低矿浆黏度和物料稳定分散的目的。

二、助磨剂和分散剂的作用原理

关于助磨剂的作用原理主要有两种观点。一是“吸附降低硬度”学说,认为助磨剂分子在颗粒上的吸附降低了颗粒的表面能或者引起近表面层晶格的位错迁移,产生点或线的缺陷,从而降低了颗粒的强度和硬度;同时,阻止新生裂纹的闭合,促进裂纹的扩展。二是“矿物流变学调节”学说,认为助磨剂通过调节矿浆的流变学性质和矿粒的表面电性等,降低矿浆的粘度,促进颗粒的分散,从而提高可流动性,阻止矿粒在研磨介质及磨机衬板上的黏附以及颗粒之间的团聚。

在磨矿时,磨矿区内的矿粒通常受到不同种类应力的作用,导致形成裂纹并扩展,然后被粉碎。因此,物料的力学性质,如在拉应力、压应力或剪切应力作用下的强度性质将决定对物料施加的力的效果。显然,物料的强度越低、硬度越小,粉碎所需的能量就越少。

除了前述颗粒的强度和硬度以及比表面能外,从粉碎工艺来考察,影响粉碎机产量、粉碎产品细度和单位产品能耗的主要因素还有矿浆的粘度,矿粒之间的粘结、聚结或团聚作用,矿粒在研磨介质及磨机衬板上的黏附等等。这些因素都将影响磨机内矿浆的流动性。

因此,在一定程度上改善矿浆的流动性可以明显提高磨矿效率。对此,克兰帕尔(Klimpel)等人进行了大量的实验室和工业试验。结果表明,助磨剂改善了干粉或矿浆的可流动性,明显提高了物料连续通过磨机的速度;物料流动性的提高改善了研磨介质的磨矿作用;助磨剂通过保持颗粒的分散阻止颗粒之间的聚结或团聚。因此,从这个意义上,助磨剂氏能够降低矿浆粘度并提高矿浆流动性的物质。

三、助磨剂及分散剂的种类

按照添加时的物质状态,助磨剂和分散剂可以分为固体、液体、气体三种;根据其物理化学性质,助磨剂和分散剂可以分为有机和无机两种。

固体助磨剂和分散剂:如六偏磷酸钠、三聚磷酸钠、焦磷酸钠、硬脂酸盐类、胶体二氧化硅、炭黑、氧化镁粉、胶体石墨、用于水泥的石膏等。

液体助磨剂:包括各种表面活性剂、高分子聚合物等。如用于石灰石、方解石以及水泥熟料等的三乙醇胺、聚丙烯酸钠、六偏磷酸钠、水玻璃等;用于石英等的甘醇、三乙醇胺;用于滑石的聚羧酸盐;用于硅灰石的六偏磷酸钠等。

如何选择超细粉碎液体介质中的分散剂呢:http://www.hxjq.cn/n720.html

 
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