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超细粉碎技术的简单介绍

时间:2014-04-24 10:17:04

作者:世邦机器

在非金属矿行业或非金属矿加工中,一般将粒度分布d97≤10μm的产品称为超细(粉体)产品,相应的加工技术称为超细粉碎。由于在各工业部门中应用的超细粉体对其密度和级配匀有一定的要求,因此,一般所述的超细粉碎技术是包括使粒度减小到“超细”的粉碎加工技术和使超细粉体具有“特定粒度分布”的精细分级技术。

超细粉碎技术是伴随现代高技术和新材料产业,如微电子和信息技术、高技术陶瓷和耐火材料、高聚物基复合材料等一集传统产业技术进步和资源综合利用及深加工等特性以及独特的电性、磁性、光学性能等,广泛应用于高技术陶瓷、陶瓷釉料、微电子及信息材料、塑料、橡胶及复合材料填料、润滑剂及高温润滑材料、精细磨料及研磨抛光剂、造纸填料及涂料理想耐火材料及保温隔热材料等高技术和新材料产业。

由于物料粉碎至微米级及亚微米级,与粗粉或细粉相比,超细粉碎产品的比表面积和比表面能显著增大,因而在超细粉碎过程中,随着粒度的减小,颗粒相互团聚(形成二次颗粒或三次颗粒)的趋势逐渐增强,在一定的粉碎条件和粉碎环境下,经过一定的粉碎时间后,超细粉碎作业处于粉碎一团聚的动态平衡过程,在这种情况下,微细物料的粉碎速度趋于缓慢,即使延长粉碎时间(继续施加机械应力),物料的粒度也不再减小,甚至出现“变粗”的趋势。这是超细粉碎过程较主要的特点之一。超细粉碎过程出现这种粉碎一团聚平衡时的物料粒度称为物料的“粉碎极限”。当然,物料的粉碎极限是相对的,它与机械力的施加方式(或粉碎机械的种类)和效率、粉碎方式、粉碎工艺,粉碎环境等因素有关。一般来说,在相同的粉碎工艺条件下,不同种类物料的粉碎极限也是不相同的。为了提高超细粉碎效率和降低粉碎极限,一般要在粉碎加工,特别是湿式超细粉碎中加入助磨剂或分散剂。因此,如何使用助磨剂和分散剂也是超细粉碎的重要技术之一。

超细粉碎过程不仅仅是粒度减小的过程,同时还伴随着被粉碎物料晶体结构和物理化学性质程度不同的变化。这种变化对相对较粗的粉碎过程来说是微不足道的,但对于超细粉碎过程来说,由于粉碎时间较长、粉碎强度较大以及物料粒度被粉碎至微米级或亚微米级,这些变化在某些粉碎工艺和条件下显著出现。这种因机械超细粉碎作用导致的被粉碎物料晶体结构和物理化学性质的变化称为粉碎过程机械化学效应。这种机械化学效应对被粉碎物料的应用性能产生一定程度的影响,正在有目的的应用于对粉体物料进行表面活化处理。

由于粒度微细,传统的粒度分析方法--筛分分析已不能满足其要求。与筛分法相对应的用“目数”来表示产品细度的单位也不便用于表示超细粉体。这是因为通常测定粉体物料目数(即筛分分析)用的标准筛(泰勒筛)较细只到400目(筛孔尺寸相当于38μm),不可能用来测定超细粉体的粒度大小和粒度分布。现今超细粉体的粒度测定广泛采用现代科学仪器和测试方法,如电子硅微镜、激光粒度分析仪、库尔特汁数器、图像分析仪、重力及离心沉降仪以及比表面积测定仪等。测定结果用“μm”(粒度)或“m2/g”(比表面积)为单位表示。其细度一般用小于某一粒度(μm)的累积百分含量dy=Xμm表示(式中x表示粒度大小;y表示被测超细粉体物料中小于Xμm粒度物料的百分含量),如d50=2μm(50%小于2μm.即中位粒径),d90 =2μm (90%小于2μm).d97=10μm(97%小于10μm)等。有时为方便应用向时给出被测粉料的比表面积。对于超细粉体的粒度分布也口了用列表法、直方图、累积密度分布图等表示。

迄今为止的超细粉碎方法主要是机械粉碎。设备包括机械冲击式磨机、气流磨机、搅拌球磨机、振动球磨机、球磨机、胶体磨等超细粉碎设备以及精细分级机、产品输送、过滤干燥、检测控和除尘通风等配套工艺设备。在工艺设置上有批量开路、连续开路和连续闭路等几种形式,包括干法和湿法两种粉碎方式。

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