分级式冲击磨干法制备超细云母微粉的研究

分级式冲击磨干法制备超细云母微粉的研究

云母是铝硅酸盐的一种，分为三种类型：白云母、黑云母和慈母。白云母具有较高的绝缘强度和电阻、较低的电介损耗和抗电弧等优良的介电性能和耐高温、耐酸碱、化学性质稳定、机械强度高、透明性和劈分性好,并具有很好的弹性和挠曲性,在工业上有广泛用途。随着工业技术的不断发展,对云母产品的粒度要求也越来越高,当超微云母粉粒度小于100目时,超细云母粉可用于油漆、橡胶、玻璃钢、陶瓷、塑料、水泥、涂料等的配料或填料,还可用来生产云母纸和作为生产人工合成云母的晶种,解决了传统材料存在的耐热性差、绝缘性不高、化学性质不稳定和机械强度不高等问题。众所周知,云母是一种难磨矿物,其邦德功指数为148,采用传统的介质搅拌磨超微化云母工艺不仅研磨时间长,还需要加入水,采用湿磨工艺[2~3],过程较繁琐。很多干法超微化云母都需加助磨剂,在超微化云母后再将助磨剂分离开来[4~5],这样增加了工艺过程。如何能使云母超微化工艺简单同时满足不同应用的要求,解决云母超微化添加助磨剂和采用湿法处理技术带来的繁琐问题,这是现在亟待解决的问题。本实验采用分级式冲击磨对云母的超微化进行研究,希望能为解决目前云母超微化存在的问题提供参考依据和理论指导。1实验设备和原则1.1电机、引风机电机实验采用绵阳流能粉体设备有限公司生产的LNI-132B型分级式冲击磨,分级机电机型号Y132S-4、电机功率5.5kW,粉碎主机电机型号Y225M-2、电机功率22kW,引风机型号HTD50-12,电机功率22kW。加料机采用微型电磁振动加料机,下料阀为星型下料阀。1.2冲击粉碎和分级机转速、风机流量控制分级式冲击磨是利用高速旋转的回转体上的锤头、叶片、棒体等与物料的猛烈冲击,同时在冲击锤头与衬板之间的间隙处受到冲击、磨损、剪切,实现对物料的超细粉碎。本实验使用锤头的方式对物料进行冲击粉碎,通过改变分级机转速和风机流量来调节产品的粒度和产量。分级物料采用电磁振动加料机均匀的加入冲击磨。分级轮的转速通过变频器调节,并用转速表进行校核。分级机出口直接连接脉冲袋式收集器,为防止漏风,出料均直接落入密封桶。总流量调节主要通过变频器改变高压引风机的转速来调节、主气流流量与二次风流量的比例通过调节阀门控制。分级原料为白云母,入料粒度d50为20目,实验粒度测试采用MS2000激光粒度测试仪进行测试,筛分采用100目筛子。2结果与分析2.1分级机转速对重组分级机粒径的影响分别设计了10组实验,实验序号见表1、表2和表3,实验主要通过调节分级机和引风机的转速来控制通过分级机的云母产量和粒度分布。为了研究分级机转速的影响,在引风机转速(894r/min)不变的条件下,通过改变分级机的转速,转速分别为894r/min、1043r/min、1192r/min、1341r/min、1490r/min的5组实验,从图2和表1可看出,随着分级机转速的增大,获得的云母的产量减小,由170kg/h降低到65kg/h,100目筛上物由1.7%降低到0.0372%,这主要是因为随着分级机转速的增大,离心分级机的切割粒径变小,云母颗粒受到叶片的强制作用力大,颗粒获得较大的离心速度,易于在边壁沉降,减小了粗粒通过分级机的机率。因此当保持引风机转速不变,只增大分级机的转速,获得的云母粒度分布100目筛上量随之减小,获得的云母产量也随之减小。2.2风的引入的影响2.3等级机和励磁机的联合影响2.4转速对生成器云图d0、d29的影响为了分析分级机转速与引风机转速对云母产品粒度分布的影响,本实验通过比较实验1、实验2、实验6、实验8,共4组实验后云母的粒度分析,采用马尔文粒度分析仪进行测试,结果见表4及图5。测试结果表明,在引风机转速(894rmin)不变条件下,随着分级机转速从894r/min增大至1192r/min,收集的云母d50、d90粒度变化不大,见表4,说明了在冲击磨中分级机转速大小对云母粒度分布影响不大。在分级机转速(1490r/min)大小保持不变时,将引风机转速由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,云母粒度变化大,因此采用分级式冲击磨制备云母微粉中,可通过控制引风机转速大小进行控制云母粒度分布。3分级机转速及操作参数优化1.云母微粉的100目筛上量主要受分级机转速的影响,而云母微粉的产量及粒度分布则主要受引风机流量的影响。2.通过优化分级机和引风机工作参数可以实现对云母产量和出料粒度的控制,满足不同利用领域的要求,解决传统加助磨剂和湿法处理还存在的二次处理问题。在分级机转速(1490r/min)不变的条件下,通过改变引风机的转速,转速分别为894r/min、1043r/min、1192r/min、1341r/min、1490r/min的5组实验,从图3和表2可以看出,随着引风机转速的增大,获得的云母产量增大,由65kg/h增加到350kg/h,100目筛上物由0.0372%增加到0.89%,这是因为随着引风量的增大,粉体的分散性变好,细粉进入分级机的机率增大,同时减少粗粉中细粉的混入量,使“鱼钓效应”减少,分级精度提高。风量增大虽有利于提高颗粒的分散性,但会增加分级区内气流上升的轴向速度,降低被叶轮阻留的粗颗粒的下降速度,粗粒在分级区滞留的时间延长,浓度增大,易于落入成品中。因此当保持分级机转速不变,只增大引风机的转速,虽然获得的云母产量变大,但云母的粒度分布100目筛上量亦随着增大。分级机的出料粒度主要与气流流量和分级机的转速有关。对于特定的分级机,如果分级机转速和流量同步改变,保持气流曳力和分级轮旋转产生的离心力平衡,进行气流分级机操作参数的优化。因此本实验通过对分级机与引风机的转速进行同步改变,对二者转速分别为894r/min、1043r/min、1192r/min、1341r/min、1490r/min进行5组实验,从图4和表3可看出,随着分级机与引风机转速的增大,获得云母的产量增大,由170kg/h增加到350kg/h,而100目筛上量由1.7%降低到0.89%,这是因为随着引风机转速的增大,分级区内气流上升的轴向速度增大,使得小颗粒易于从分级区中分离出来,与此同时,分级机转速的增大使得颗粒获得较