凹凸棒石粘土助磨超细粉碎的研究

添加人：admin 发布时间：2016/1/18 14:05:33 来源：中国破碎机网

　　机械法超细粉碎是无机非金属矿深加工的重要途径。在机械法超细粉碎过程中，当颗粒的粒度减小至微米级后，粉碎难度大大增加。同时，因比表面积及表面能显著增大，微细颗粒极易再次团聚，形成“二次”或“三次”颗粒，而且晶体趋于非晶质化。为了防止颗粒的再团聚，获得更细的颗粒，提高粉碎效率，最有效的办法是加入助磨凹凸棒石粘土是具有纤维状晶体结构的非金属矿，由于其特殊的结构和由此表现出的特殊性能，在工业上得到广泛的应用。关于凹土机械法超细粉碎的研究目前国内外尚少见报道，仅有宋功保等在超细粉碎中提及。而助磨剂对凹土无机助磨剂对凹土粉碎粒度的影响由可以看出，无机助磨剂在干磨1h后，助磨效果最好的是六偏磷酸钠，d90=5.1n，焦基金项目：江苏省科技攻关立项项目（编号BE2004387）。
　　磷酸钠和硅酸钠助磨后与原矿的粒度相仿，并未起到助磨效果；研磨5h后，六偏磷酸钠助磨的颗粒发生团聚，d9达到10. 1m.无机助磨剂在湿磨条件下对凹土的超细粉碎作用明显，且硅酸钠、六偏磷酸钠助磨效果相仿，d9分别达到4. 37和添加硬脂酸、硬脂酸钠、聚丙烯酸、聚丙烯酸钠4种有机助磨剂研磨后凹土粒度分布如所有机助磨剂对凹土粉碎粒度的影响由可以看出，有机助磨剂中硬脂酸对凹其干磨效果。土干磨的超细粉碎效果最好，它们可以使颗粒粒度分别达到d9=5.76m，d9=4.17m.在湿磨中，聚丙烯酸作用明显，d90达到4. 18m，优于将未添加助磨剂的凹土干湿粉碎5h，与添加六偏磷酸钠、聚丙烯酸的干湿粉碎5h的粒度进行对比。如所示。
　　由可以很明显地看出，湿磨的效果远远大于干磨，湿磨粒度比干磨粒度分布要窄的多，d9也小得多。而且在湿磨时，以仅用介质水、不加助磨剂效果最好，d90达到3.7ftn.分析原因认为：水为极性溶剂，其电离的OH离子可与极性的凹土晶体表面正电荷相结合，从而起到有效分散凹土晶体的效果。
　　综上所述，从粒度分析的角度可知，无论是干法粉碎1h还是5h，助磨剂都能够起很好的助磨作用。无机助磨剂以六偏磷酸钠研磨1h为最好，有机助磨剂以硬脂酸效果最好。而湿磨以不加助磨剂最好。
　　2.2助磨粉碎后凹土晶体结构和形貌的观察取同一助磨时间干法粉碎（h和5h）在粒度检测中助磨效果最好的助磨剂六偏磷酸钠和硬脂酸处理的凹土样品，湿法粉碎（5h）中六偏磷酸钠和聚丙烯酸助磨剂处理的凹土样品进行扫描电镜分析。结果发现：干法处理中两种助磨剂助磨后的凹土样品表观均呈球状，即凹土晶体并未被充分分散打开，仍是以凹凸棒石粘土晶束状存在且被“打磨”成球形体，“球”的表面皆有一层絮状体，且粉碎5h形成的“球”比粉碎lh的“球‘紧实。分析认为：这是由于在干法球磨粉碎过程中，助磨剂主要起表面润滑和包覆作用，而难以渗透到凹凸棒石粘土紧密聚集的晶体间产生解聚作用。它首先通过包覆于新生的凹土表面，使凹土表面能降低，不再重新团聚，同时又吸附于新生颗粒表面，与颗粒表面作用使其润滑，从而减轻了颗粒与颗粒，颗粒与磨球之间的摩擦，且随着粉碎时间的延长，在以摩擦为主的力的作用下凹土被”搓裹“，最后形成细小的球形颗粒。而助磨剂则在介质及其力的作用下一方面与凹土表面更好地结合，另一方面被磨成”凹土球形颗粒“的絮状保护层。所以，助磨剂的加入虽然使凹土颗粒显著减小，并能够有效保护凹凸棒石粘土棒晶结构不被完全破坏，但也很难通过干法球磨得到凹凸棒石粘土棒晶。
　　另外还发现，添加助磨剂的湿磨，无论是无机助磨剂六偏磷酸钠还是有机助磨剂聚丙烯酸皆具有良好的助磨效果，皆能得到松散的凹土棒晶。
　　凹土助磨粉碎后的FTIR分析添加助磨剂干磨、湿磨5h后的傅立叶红外光谱特征谱图如所示。
　　同种助磨剂干湿磨法凹土的红外光谱图比较由可以看出，无论是聚丙烯酸还是聚丙酸钠作助磨剂，湿磨较干磨后凹土在1600cm处OH峰基本未发生变化，1020cm1处的Si―O峰发生略微变化，说明湿磨可以有效地保护凹土的分子组成。
　　3结论a.干法球磨中，助磨剂可有效地提高凹土球磨超细粉碎的粒度，保护凹土棒晶的晶型，但其所起的作用仅是使棒晶束团聚成为球型，并未起到分散棒晶的作用。因此，采用干磨不管是否加入助磨剂，皆不可能得到充分分散的凹土棒状晶体。
　　经实验比较，无机助磨剂六偏磷酸钠，有机助磨剂硬脂酸、聚丙烯酸对凹土的干法超细粉碎有良好的助磨效果，是凹土的优良助磨剂。
　　b湿法球磨能有效保护凹土的晶体结构并且可将凹土粉碎至所需的晶状体。当以水为研磨介质进行凹土的球磨超细粉碎时，不加助磨剂的研磨效果与添加助磨剂相当，甚至更好。湿磨效果远远大于干磨。