分級式?jīng)_擊磨干法制備超細云母微粉的研究

云母是鋁硅酸鹽的一種，分為三種類型：白云母、黑云母和慈母。白云母具有較高的絕緣強度和電阻、較低的電介損耗和抗電弧等優(yōu)良的介電性能和耐高溫、耐酸堿、化學性質(zhì)穩(wěn)定、機械強度高、透明性和劈分性好,并具有很好的彈性和撓曲性,在工業(yè)上有廣泛用途。隨著工業(yè)技術的不斷發(fā)展,對云母產(chǎn)品的粒度要求也越來越高,當超微云母粉粒度小于100目時,超細云母粉可用于油漆、橡膠、玻璃鋼、陶瓷、塑料、水泥、涂料等的配料或填料,還可用來生產(chǎn)云母紙和作為生產(chǎn)人工合成云母的晶種,解決了傳統(tǒng)材料存在的耐熱性差、絕緣性不高、化學性質(zhì)不穩(wěn)定和機械強度不高等問題。眾所周知,云母是一種難磨礦物,其邦德功指數(shù)為148,采用傳統(tǒng)的介質(zhì)攪拌磨超微化云母工藝不僅研磨時間長,還需要加入水,采用濕磨工藝[2~3],過程較繁瑣。很多干法超微化云母都需加助磨劑,在超微化云母后再將助磨劑分離開來[4~5],這樣增加了工藝過程。如何能使云母超微化工藝簡單同時滿足不同應用的要求,解決云母超微化添加助磨劑和采用濕法處理技術帶來的繁瑣問題,這是現(xiàn)在亟待解決的問題。本實驗采用分級式?jīng)_擊磨對云母的超微化進行研究,希望能為解決目前云母超微化存在的問題提供參考依據(jù)和理論指導。1實驗設備和原則1.1電機、引風機電機實驗采用綿陽流能粉體設備有限公司生產(chǎn)的LNI-132B型分級式?jīng)_擊磨,分級機電機型號Y132S-4、電機功率5.5kW,粉碎主機電機型號Y225M-2、電機功率22kW,引風機型號HTD50-12,電機功率22kW。加料機采用微型電磁振動加料機,下料閥為星型下料閥。1.2沖擊粉碎和分級機轉(zhuǎn)速、風機流量控制分級式?jīng)_擊磨是利用高速旋轉(zhuǎn)的回轉(zhuǎn)體上的錘頭、葉片、棒體等與物料的猛烈沖擊,同時在沖擊錘頭與襯板之間的間隙處受到?jīng)_擊、磨損、剪切,實現(xiàn)對物料的超細粉碎。本實驗使用錘頭的方式對物料進行沖擊粉碎,通過改變分級機轉(zhuǎn)速和風機流量來調(diào)節(jié)產(chǎn)品的粒度和產(chǎn)量。分級物料采用電磁振動加料機均勻的加入沖擊磨。分級輪的轉(zhuǎn)速通過變頻器調(diào)節(jié),并用轉(zhuǎn)速表進行校核。分級機出口直接連接脈沖袋式收集器,為防止漏風,出料均直接落入密封桶?？偭髁空{(diào)節(jié)主要通過變頻器改變高壓引風機的轉(zhuǎn)速來調(diào)節(jié)、主氣流流量與二次風流量的比例通過調(diào)節(jié)閥門控制。分級原料為白云母,入料粒度d50為20目,實驗粒度測試采用MS2000激光粒度測試儀進行測試,篩分采用100目篩子。2結(jié)果與分析2.1分級機轉(zhuǎn)速對重組分級機粒徑的影響分別設計了10組實驗,實驗序號見表1、表2和表3,實驗主要通過調(diào)節(jié)分級機和引風機的轉(zhuǎn)速來控制通過分級機的云母產(chǎn)量和粒度分布。為了研究分級機轉(zhuǎn)速的影響,在引風機轉(zhuǎn)速(894r/min)不變的條件下,通過改變分級機的轉(zhuǎn)速,轉(zhuǎn)速分別為894r/min、1043r/min、1192r/min、1341r/min、1490r/min的5組實驗,從圖2和表1可看出,隨著分級機轉(zhuǎn)速的增大,獲得的云母的產(chǎn)量減小,由170kg/h降低到65kg/h,100目篩上物由1.7%降低到0.0372%,這主要是因為隨著分級機轉(zhuǎn)速的增大,離心分級機的切割粒徑變小,云母顆粒受到葉片的強制作用力大,顆粒獲得較大的離心速度,易于在邊壁沉降,減小了粗粒通過分級機的機率。因此當保持引風機轉(zhuǎn)速不變,只增大分級機的轉(zhuǎn)速,獲得的云母粒度分布100目篩上量隨之減小,獲得的云母產(chǎn)量也隨之減小。2.2風的引入的影響2.3等級機和勵磁機的聯(lián)合影響2.4轉(zhuǎn)速對生成器云圖d0、d29的影響為了分析分級機轉(zhuǎn)速與引風機轉(zhuǎn)速對云母產(chǎn)品粒度分布的影響,本實驗通過比較實驗1、實驗2、實驗6、實驗8,共4組實驗后云母的粒度分析,采用馬爾文粒度分析儀進行測試,結(jié)果見表4及圖5。測試結(jié)果表明,在引風機轉(zhuǎn)速(894rmin)不變條件下,隨著分級機轉(zhuǎn)速從894r/min增大至1192r/min,收集的云母d50、d90粒度變化不大,見表4,說明了在沖擊磨中分級機轉(zhuǎn)速大小對云母粒度分布影響不大。在分級機轉(zhuǎn)速(1490r/min)大小保持不變時,將引風機轉(zhuǎn)速由1043r/min增大至1341rpm,收集的云母粒度分布d50由29.31μm增大至39.64μm,d90由61.67μm增大至108.29μm,云母粒度變化大,因此采用分級式?jīng)_擊磨制備云母微粉中,可通過控制引風機轉(zhuǎn)速大小進行控制云母粒度分布。3分級機轉(zhuǎn)速及操作參數(shù)優(yōu)化1.云母微粉的100目篩上量主要受分級機轉(zhuǎn)速的影響,而云母微粉的產(chǎn)量及粒度分布則主要受引風機流量的影響。2.通過優(yōu)化分級機和引風機工作參數(shù)可以實現(xiàn)對云母產(chǎn)量和出料粒度的控制,滿足不同利用領域的要求,解決傳統(tǒng)加助磨劑和濕法處理還存在的二次處理問題。在分級機轉(zhuǎn)速(1490r/min)不變的條件下,通過改變引風機的轉(zhuǎn)速,轉(zhuǎn)速分別為894r/min、1043r/min、1192r/min、1341r/min、1490r/min的5組實驗,從圖3和表2可以看出,隨著引風機轉(zhuǎn)速的增大,獲得的云母產(chǎn)量增大,由65kg/h增加到350kg/h,100目篩上物由0.0372%增加到0.89%,這是因為隨著引風量的增大,粉體的分散性變好,細粉進入分級機的機率增大,同時減少粗粉中細粉的混入量,使“魚釣效應”減少,分級精度提高。風量增大雖有利于提高顆粒的分散性,但會增加分級區(qū)內(nèi)氣流上升的軸向速度,降低被葉輪阻留的粗顆粒的下降速度,粗粒在分級區(qū)滯留的時間延長,濃度增大,易于落入成品中。因此當保持分級機轉(zhuǎn)速不變,只增大引風機的轉(zhuǎn)速,雖然獲得的云母產(chǎn)量變大,但云母的粒度分布100目篩上量亦隨著增大。分級機的出料粒度主要與氣流流量和分級機的轉(zhuǎn)速有關。對于特定的分級機,如果分級機轉(zhuǎn)速和流量同步改變,保持氣流曳力和分級輪旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生的離心力平衡,進行氣流分級機操作參數(shù)的優(yōu)化。因此本實驗通過對分級機與引風機的轉(zhuǎn)速進行同步改變,對二者轉(zhuǎn)速分別為894r/min、1043r/min、1192r/min、1341r/min、1490r/min進行5組實驗,從圖4和表3可看出,隨著分級機與引風機轉(zhuǎn)速的增大,獲得云母的產(chǎn)量增大,由170kg/h增加到350kg/h,而100目篩上量由1.7%降低到0.89%,這是因為隨著引風機轉(zhuǎn)速的增大,分級區(qū)內(nèi)氣流上升的軸向速度增大,使得小顆粒易于從分級區(qū)中分離出來,與此同時,分級機轉(zhuǎn)速的增大使得顆粒獲得較