粉石英细磨过程中的团聚现象.pdfVIP

维普资讯 第 3卷第4期 粉 体 技 术 vd．3No．4 1997年 l2月 PowderScienceandTechnology I~ ：ember．1997 粉石英细磨过程中的团聚现象 郝保 红 ／／1＼北京石油化工学院机械工程系·北京l。260。 武汉工业大学北京研究生部，北京l0o。24， 摘要 粉石英为制．播示 超-粉碎过程中特有的团聚现晕． 太量实骚复据和曩诗 依据 ．对推进粉体技术的蔑晨具有一定的曩论意义和实用价值． 粕词蜒 塑缈；壁 3 ， 众所周知 ．超细粉碎是现代化工 电子、轻1- 陶瓷 冶金、 粉体原料必 须的加工技术。超细粉砰技术是粉碎工程技术的新发展．它 以一系列独特的性质，区别于一 般粉碎，已成为--f7新型的粉体工程技术。超细粉碎过程中出现的团聚现象作为其独特的性 质之一，已引起了人们的高度重视 。 由微观机械化学基本理论可知：粉碎特别是超细粉碎已并非一简单的粗粒变细粒的过程 ， 而是一个粉碎与团聚的复杂过程 。一方面．机械作用导致钧料颗粒的粒度碱小，比表面积增 大 另一方面，机械作用也促进物料颗粒 的聚结，从而增大表观粒度 ．减小 比表面积 。因此 ． 如果从粒度或比表面积来考察．可以认为超细粉碎过程是一个粉碎；；一团聚的可逆过程，当这 种正反两个过程的速度相等时．便达到粉碎平衡．颗粒尺寸达到极限值．进一步延长粉碎时 一 间时．由于这时的机械力已不足以抗衡物料更高的断裂强度，只能用于维持粉碎平衡 ．并促 进小颗粒的重聚，于是，团聚现象加剧，所谓的 。逆粉碎”现象出现 “。 团聚现象是超细粉碎过程中特有的，也是必然的现象，与之相应的粉碎极限是超细粉碎 技术面临的一个重要问题。因此，研究粉碎极限 探索团聚现象的机理．已成为当今粉体技 术上的一个重要课题 。本文以作者在 “粉石英超细粉碎过程中的机械化学变化”课题研究中 的实验数据为依据，对超细粉碎过程中所表现出来的团聚现象进行深入细致的分析和探讨． 1 实验条件及方法 1．1 实验设备及操作条件 实验设备：实验室行星球磨机．型号为XPWI--I 200X4立式四筒型，玛瑙衬里 研磨 介质为氧化铝瓷球及轴承铜球。 装球量：氧化铝球r 下简称瓷球 为ll5g．直缝为D1o～12ram·其rl1：D12mm球cog· D10mm球 55g．填充率40 ；轴承铜球 以下简称铜球 为u g，直径为Dlo～14ram，其 中：DI4mm球 40g，Dl2mm球 4og．D10mm球 3Sg，填充率 2O 。 装料量：每次装入干燥粉石英 3og，给科粒度为 30p．m 即500L1 。 磨机转速 ： ~．400r／min。 维普资讯 第4期 都儡虹，荨 糖石羹细毫过程中的团囊理象 7 1．2 实验方法 整个实验过程分为两大步骤； 首先是初始样品的制备 将一120目的粉石英原料用振动球睁机 玛瑙衬里，研睁介质为 玛瑙桂 直接进行研睁．研睁20rain后，以500目网筛进行湿式筛分，将筛下产物 一500 日 除去上浮过细的粉末．经烘干后．即为制得的初始样品．以 示之．将筛上产物 +500 目 烘干后，返回振动睁再次研睁，如此反复多次，直到全部通过为止． 其次，是用行星球睁机对初始样品进行不同条件下的粉碎试验，利得试样，并对试验样 品进行测试 。 干睁时，每次从初始样品中取出30g物料置于研睁筒体内，直接进行粉碎。然后按时间 顺序制得样品。钢球干睁也按同法进行 湿磨时，首先从初始样品中取 3Og物料置于研磨简 体内，再按物料 ；水一6 4的比例，加2OraL水于筒内物料中．然后上机研磨，按时间顺序 获得所需的样品． 1．3 样品测试 。 采用 日本岛田SA--CP3型光透沉降离心式粒度分析仪．结合上海光电技术研究所生产的 TSM一2塑扫描电子显微镜，观察粉碎产品的粒度组成变化 以及颗粒形貌变化。测试前，试样 先经超声波分析处理． 2 实验结果及分析 2．I 中位粒径分析 表 1列出了粉石英粉碎样品的中位粒径和比表面积变化情况．由表 1可见：在干睁至 6Oh 后，中位粒径反而增大 由1．28／u．a增大到 1．48u．rn ，比表面积反而减小 由2·924m ／s减小 到2．334m／g ．即在干睁至 6oh时．出现了所谓的 “逆粉碎 现象，亦即徽细颗粒凝集，表 观粒度增大。而在湿磨中．粉睁至3oh时．粒度已达到 1．O1u．m．但井未出现 “逆粉碎”．但 是，从 12h到 3oh．粉碎时间长达 18h，粒度变化却只有 0．07pro。可见这时粉碎已基本进入 平衡，颗粒 已近乎达到极限。表 1中数据表明：干睁的粉碎极限是 1．28pro，湿睁的粉碎极限 是 1．01m。