南关区九台区流化床气流磨粉碎硅灰石针状粉的形状具体分析

导读: 在硅灰石加工上，我国应加强破碎机设备的发展，加速大型企业的建设，以生产细粉和针状粉为主；加大对硅灰石聚合物的研究，增加在塑料和摩擦材料等工业领域的应用，以大幅度提高硅灰石的附加值。

硅灰石是一种钙的偏硅酸盐类矿物，属三斜晶系，理论化学成分，。

天然的硅灰石通常呈针状、放射状、纤维状集合体等。

硅灰石元毒、吸油性低、价格低廉，具有针状形态，常作为玻璃纤维、纤维状滑石粉和石棉的代用品或并用品，有效地实现对塑料增强增韧。

我国的硅灰石在世界市场上起着重要作用，但高长径比超细硅灰石粉体的制备技术却落后于其他国家。

国内对硅灰石所开展的研究基本都是偏重于硅灰石超细粉体的制备工艺，目前硅灰石产品的粒度达到超细水平在技术上已经具备，研究证明超音速气流磨在制备高长径比硅灰石粉体时具有优势。

由于硅灰石粉体具有针状结构，在表征粒度分布时激光粒度仪不能给出长径比，只能提供粒度特征方面的借鉴，同时气流磨粉碎的能耗很大，而有关硅灰石针状粉颗粒形貌分析的研究报道很少。

因此建立硅灰石针状粉长径比与等体积直径的关系就十分必要。

本文通过对流化床气流磨粉碎硅灰石所得到超细粉体颗粒进行大量统计计算，初步得到硅灰石针状粉长径比与等体积直径的关系，以期能对高长径比超细硅灰石粉体的制备起到一定的积极作用。

分析实验实验原料为青海硅灰石，硅灰石经粗碎（粒度<1mm）后，用FJM200型流化床气流磨（粉碎压力；分级轮转速6800r/min）进行超细粉碎。

超细粉碎后所得到的粉体在JX-2000图像分析仪上进行分析，通过统计大量的颗粒（>1000）的长度和直径并计算出颗粒的等体积直径。

由于针状颗粒在相同长径比的条件下可以有不同的等体和直径，因此在本实验中统计硅灰石颗粒时，将硅灰石针状粉的长径L分为0-10um；40-50um；50-60um6个区间进行统计（每个区间统计颗粒个数>=200）。

结果与讨论硅灰石粉平均长径比随平均等体积直径的增大先迅速增大，平均等体积直径为时，平均长径比增大趋势转为平缓。

当平均等体积直径达到后再增大时，平均长径比变化趋于平缓，而平均等体积增加较大。

实验观察可知超细粉碎后的颗粒90%短径D都是1um，短径大的颗粒很少，而长径变化非常大。

由于粉碎进程中利用了类似流化床原理（压缩空气通过粉碎喷嘴膨胀加速后产生的超音速喷射流在磨内下部形成对心逆喷射流场，在压差的作用下使磨底物料流态化），使物料在粉碎腔内产生激烈的相互碰撞、摩擦、剪切，从而达到微细化。

而剪切和摩擦作用具有使颗粒沿着与力作用方向平行的结晶解理而剥离的趋势。

因此，适当大小的剪切力和摩擦力具有将晶体束剥离成纤维状作用，有利于高长径比超细硅灰石的制备。

硅灰石颗粒较大时，该气流磨粉碎施力方式，使硅灰石以解理为主碎裂；但随着颗粒尺寸的减小，易于解理的缺陷减少，且小颗粒获得的粉碎动能也随之减少，粉碎需要经过的碰撞次数急剧增加，因此，硅灰石纤维折断的可能性大大增加。

所以，当颗粒等体积直径接近1um时，颗粒形貌的纤维特征已不明显。

结语通过本实验可以得到以下结论：流化床气流磨来粉碎硅灰石可以获得比较好纤维状颗粒。

流化床气流磨粉碎硅灰石，硅灰石颗粒平均长径比在粒径4-6um时可达17：1-20：1，平均等体积超过6um后，平均长径比变化不大而平均等体积直径增加很大，平均等体积直径小于4um则平均长径比急剧下降。

考虑到粒径大小同样是填料的一项主要指标，粉碎时将粒径控制在4-7um比较适宜。

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破碎机设备在硅灰石方面的应用

硅灰石是一种钙的偏硅酸盐类矿物，我国硅灰石工业起步较晚，但发展迅速，已成为世界上第一大硅灰石生产国。

由于硅灰石具有针状、纤维状晶体形态和白度高等特性，所以广泛应用于陶瓷、化工、冶金、建筑、机械、电子、造纸、机械、橡胶以及涂料和塑料等行业。

 目前，硅灰石的破碎磨粉多采用冲击式破碎机、离心式破碎机，在加工硅灰石上我国仍存在不足之处。

对于细粉和针状粉的加工程度不够，造成优质资源流失；矿山企业以小规模居多，企业设备投入不够，加工技术落后，管理水平低下，市场竞争力不强；硅灰石的表面改性、超细粉碎、与材料复合等方面的研究还不够深入，深加工水平不高，导致产量大而利润低，产品的附加值还有待于进一步提高。

 在硅灰石加工上，我国应加强破碎机设备的发展，加速大型企业的建设，以生产细粉和针状粉为主；加大对硅灰石聚合物的研究，增加在塑料和摩擦材料等工业领域的应用，以大幅度提高硅灰石的附加值。

硅灰石粉是一种短纤维状的无机粉体。

在某些应用领域，如陶瓷、微晶玻璃、冶金保护渣等对石棉代用品、造纸纸浆代用品、塑料和橡胶的增强填料以及部分涂料填料等，硅灰石粉体可以代替石棉纤维、造纸纤维以及塑料和橡胶等高聚物基复合材料的高级增强填料等，有较大的应用价值和经济价值。

因此对超细碎硅灰石针状粉的加工技术是硅灰石的主要深加工技术之一。

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非金属矿物粉体加工技术现状

粉碎分级目前，非金属矿物的粉碎加工根据产品的粒度大小大体分为：破碎（产物粒度35-1mm）、磨矿或磨粉（产物粒度1000-10um）及超细粉碎或超细磨（产物粒度）3个层次。

选矿提纯目前，工业上大多数非金属矿物，如石灰石、方解石、大理石、白云石、石膏、重晶石、滑石、叶蜡石、绿泥石、膨润土、伊利石、硅灰石、煤系硬质高岭岩、玻璃原料石英岩等只进行简单的拣选和分类。

目前工业上进行选矿提纯的非金属矿主要有：石棉、石墨、高岭土、硅藻土、石英、云母、石榴子石、蓝晶石、夕线石、红柱石、蛭石、菱镁矿、长石、金红石、锆英砂、萤石等。

由于优质滑石资源的日渐减少，2005年开始了低品位滑石的选矿加工。

石棉主要采用风选和筛分分级；石墨天然可浮性好，主要采用浮选，对要求固定碳含量达到95%以上的高纯石墨采用化学选矿（强酸、碱处理和高温锻烧）；软质高岭土主要采用重选（水力旋流器和离心分级）除砂，强磁或高梯度磁选机及化学漂白（还原和氧化漂白）除铁增白；硅藻土主要采用擦洗分散、分级除晶质二氧化硅、选择性沉降分离粘土；高纯石英主要采用酸浸和纯水洗涤；云母则主要进行人工或机械拣选及摩擦选矿以及风选和重选除砂；石榴石主要采用摇床分选；夕线石和蓝晶石则在去除矿泥的基础上采用浮选；长石主要采用磁选，与石英分离时，主要采用浮选；蛭石主要利用其膨胀后与脉石矿物的密度差采用简单的风选和水选；菱镁矿主要采用热选，即控温锻烧后进行分选；金红石和锆英石主要采用电选、磁选和重选综合力场选矿工艺；萤石和滑石主要采用浮选工艺。

表面改性在塑料、橡胶、胶粘剂等高分子材料或高聚物及复合材料中应用的非金属矿物填料心脏油漆涂料、涂层材料、油墨、化妆品等中应用非金属矿物填料和颜料以及吸咐催化用的非金属矿物材料还要进行表面处理或表面改性，以提高其应用性能。

表面改性的方法主要是表面化学包覆、沉淀反应包膜、插层改性等；采用的改性剂包括有机物和无机物二大类；改性工艺包括干法和湿法；改性设备主要有连续式的粉体表面改性机、间歇式的加热搅拌机、涡流磨、搅拌反应罐和反应釜等。

脱水（过滤和干燥）、煅烧、造粒及包装目前工业上应用的过滤设备主要有压滤机、离心机、真空过滤机等；干燥设备主要有喷雾干燥机、圆筒干燥机、闪蒸干燥机、多功能干燥机、流化床干燥机、隧道式干燥机等。

针对超细粉体干燥过程团聚问题的集干燥与解聚于一体的干燥技术与设备，如多功能干燥机、闪蒸干燥机等也已在超细重质碳酸钙、超细高岭土、超细电气石、水镁石等的加工中成功地得到应用；压滤脱水设备和卧式螺旋离心脱水设备已广泛用于超细高岭土、膨润土、凹凸棒土等强粘性粘土矿物的加工；国产喷雾、挤压等造粒设备及颗粒整形设备也已在工业上应用。

此外，近几年针对非金属矿物超细粉体的包装设备有了较快发展，自动计量和气固分离、连续包装的真空包装机和其他自动化连续包装设备已在生产中广泛应用。

此外，用于煤系高岭土煅烧的隔焰式和直焰式回转窑，近几年也已开发成功并在新建生产线中得到应用，基本上解决了煤系煅烧高岭土关键设备的国产化问题。

但是，中国大陆当前非金属矿物加工技术还存在一些不足，主要问题是生产线规模较小，自动化和智能化水平低、产品质量不够稳定、单位产品能耗高和磨耗高及环境污染等；装备制造商虽然很多，但大多规模较小，工艺配套性较差；还没有出现能够参于国际竞争的集设备制造、工艺设计、工程建设于一身的大型企业。

此外，产品标准不能满足相关行业，特别是高技术和新材料行业发展的需要。

 河南矿机厂家是一家是从事生产颚式破碎机,反击式破碎机,圆锥式破碎机,PCL立轴冲击式破碎机,高压磨粉机,制砂机,喂料机,振动筛等矿山机械设备的国际型专业化企业。

公司提供满足不同制砂生产线和石料生产线所需的碎石制砂筛分成套设备。

生产的破碎筛分以及各种型号磨粉机等普通机械技术性处于国内同类产品领先并达到国际同类产品先进水平。

生产的各种型号磨粉机是冶金行业及各种矿物粉磨的理想设备。

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