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什么是助磨剂(助磨剂的主要成分的作用)

什么是助磨剂(助磨剂的主要成分的作用) 助磨剂的作用原理 分散剂:助磨剂的作用原理A关于助磨剂的作用原理,主要有两种观点。 是& ldquo降低吸附硬度& rdquo认为助磨剂分子在颗粒上的吸附降低了颗粒的表面能或引起近表层晶格的位错迁移,产生点状或线状缺陷,从而降低了颗粒的强度和硬度。同时可以阻止新裂纹闭合,促进裂纹扩展。 第二& ldquo纸浆的流变调节& rdquo根据该理论,助磨剂通过调节矿浆的流变性和矿石颗粒的表面电性,降低矿浆的粘度,促进颗粒的分散,从而改善矿浆的流动性,防止矿石颗粒在磨矿介质和磨机衬板上的粘附和颗粒的团聚。 在研磨过程中,研磨区域中的矿石颗粒通常受到不同种类的应力,导致裂纹形成和扩展,然后被粉碎。 因此,材料的机械性能,例如在拉伸应力、压缩应力或剪切应力下的强度性能,将决定施加在材料上的力的效果。 显然,材料的强度和硬度越低,粉碎所需的能量就越少。 根据格里菲斯定律,脆性断裂所需的最小应力为& sigma& mdash& mdash拉伸强度;E & mdash& mdash杨氏弹性模量;&γ;& mdash& mdash新的表面能;L & mdash& mdash裂缝长度 该公式表明,脆性断裂所需的最小应力与材料的比表面能成正比。 显然,降低粒子的表面能可以减少破坏它们所需的应力。 从颗粒断裂的过程来看,根据裂纹扩展的条件,助磨剂分子在新表面的吸附可以降低裂纹扩展所需的外部应力,阻止新裂纹再次闭合,促进裂纹扩展。 助磨剂分子在裂纹表面的吸附 颗粒的实际强度与材料本身的缺陷有关。膨胀缺陷(如位错等。)无疑会降低颗粒的强度,促进颗粒的破碎。 列宾·雷宾德首先研究了液体在有或没有化学添加剂的情况下对固体材料断裂的影响。 他认为液体,尤其是水,会极大地影响碎裂。 添加表面活性剂可以放大这种效果。 原因是固体表面吸附表面活性剂分子后表面能降低,导致结合力减弱。 列宾·杰尔等人提出的上述机理已被一些实验结果所证实。 例如,在振动球磨中研磨64小时后,石英粉的表面自由能从无助磨剂(5%硬脂酸)的51.44 MJ/m2下降到36.87 MJ/m2 (20℃)。 表3.4显示了水对岩石抗压强度影响的测量结果。 结果表明,岩石和矿物的湿抗压强度低于干抗压强度。 研磨实践也表明,湿磨比干磨容易。 助磨剂还可以降低固体材料的硬度。 实验结果表明,添加0.5 L草酸钠后,赤铁矿的莫氏硬度和显微硬度分别降低了42.5%和38%。 除了上述提到的颗粒的强度、硬度和比表面能外,从粉磨技术的角度来看,影响粉碎机产量、粉碎产品细度和单位产品能耗的主要因素是矿浆的粘度、矿物颗粒之间的粘结、聚结或团聚、矿物颗粒在研磨介质和磨机衬板上的粘附等。 所有这些因素都会影响纸浆在工厂中的流动性。 因此,在一定程度上改善磨机中物料的流动性,可以提高粉磨效率。 对此,Klimpel等人进行了大量的实验室和工业实验。 结果表明,助磨剂能改善干粉或浆料的流动性,明显提高物料通过磨机的连续速度。物料流动性的改善提高了研磨介质的研磨效果;助磨剂通过保持颗粒分散来防止颗粒团聚或聚集。 所以,从这个意义上说,助磨剂是能降低矿浆粘度,改善矿浆流动性的物质。 为了解释这一作用原理,他们进行了两种实验。 第一种是使用实验室分批磨机,其材料小于某一粒度,例如小于75μ;m(200目)的产量作为标准批磨试验的磨机产量指标。 所谓标准间歇研磨,就是物料类型、进料粒度、磨机型号、研磨时间等研磨条件不变。 图3.36显示了研磨结果(产量小于规定的粒度)和从该试验中获得的纸浆粘度之间的关系。 他们把这种关系分为三个区域。 a,&β;属于一级破碎区。 在这个区域,细小颗粒的产量随着矿浆粘度(或矿浆浓度)的增加而增加;C区属于非一级破碎区,当矿浆粘度(或浓度)增加到一定值时,指定的细粒级产率开始下降。 在一级粉磨区,添加助磨剂影响不大。 但在非一级粉磨区(即C区)加入助磨剂后,细粒产率显著提高,一级粉磨区由A、B区拓宽到A、B′,即加入助磨剂后磨矿浓度可相应提高。 第二类实验也是在实验室批磨机中进行,用比粉碎速度Sj和一级粉碎分布Bij进行评价。 当粉碎属于第一级时,给定粒度的粉碎速度与该粒度的重量或产率成正比。 细粒部分的产量和纸浆浓度之间的关系;b .纸浆粘度与纸浆浓度的关系& mdash& mdash不添加助磨剂;-添加助磨剂。因此,J级磨削速度公式中的S是J级的具体磨削速度;w为磨机中的装量,Wj(t)为研磨时间t时J级物料的重量分数。 如果Wj(o)是喂料开始时饲料中最大粒级的重量分数,那么确定这一粒级随着研磨时间的减少而减少的量,利用对数图可以直接得到三个重要参数。 第一,如果画的图是一条直线,那么J粒度级分就是一级粉碎模式,负斜率就是sj的值;其次,SjW直接给出磨机产量;再次,如果绘制的图形是非线性的,说明粘度增大或者细颗粒尺寸增大,粉碎速度会变慢。 图3 & middot37显示了logw的变化。(t)/w1 (0)随研磨时间的变化。 可以看出,图3-37a和B反映的是一级破碎区,而图3-37c反映的是非一级破碎区。 SJ在非一级破碎区显著下降。 公式(3-5)是从饲料是单一粒度的假设中推导出来的。对于混合粒度,设1代表最大粒度,2代表次大粒度,依此类推。应该写成这样的公式:J粒度的物料被粉碎后进入I粒度和其他更细的粒度级分。 以上从不同的粉磨过程解释了助磨剂的作用原理,即机械力在磨机中对颗粒的作用过程和物料的分散输送过程。 事实上,影响研磨量或产品细度的因素非常复杂。 除了设备类型之外,还有强度和硬度特性、表面特性、进料粒度、浆料粘度或浓度、颗粒的团聚和分散等等。 所以,从整个精磨或超精磨过程来看,上述两个原理是统一的,同时存在的。 分散剂B的作用原理在超细粉体悬浮液中,粉体分散的稳定性取决于颗粒间的总相互作用能Vt,即范德华相互作用能、静电排斥能、吸附层空间位阻空和溶剂化能之间的关系。 颗粒间分散和团聚的理论判据是颗粒间的总相互作用能,可用下式表示:VW-mdash;& mdash范德瓦尔斯作用能 半径分别为R1和R2的两个球形粒子的范德华相互作用能可表示为:若R1=R2=R,则有H & mdash& mdash粒子间距;A & mdash& mdashtrue 空中粒子的哈马克常数;VR & mdash& mdash双电层静电相互作用能 半径R1和:& nbsp水溶液中R:的球形粒子的静电相互作用能可以由下面的公式ψ表示;& mdash& mdash粒子的表面电势;ε;& mdash& mdash水的介电常数;k-德拜长度的倒数,m-1;H -粒子间距 在湿法超细粉碎过程中,无机电解质和高分子分散剂在颗粒表面造成排斥力使其分离(图3-38)。 Kj & mdash& mdash空之间的空间相互作用能 高分子表面活性剂吸附在颗粒表面时,相互靠近时相互排斥,可使粉体分散更稳定,不发生团聚(图3-39)。这就是高分子表面活性剂空的空间位阻。 空之间的立体能可以用下式表示为& mdash& mdash大分子在颗粒表面占据的面积;& delta-聚合物吸附层的厚度;H -粒子间距;k & mdash& mdash玻尔兹曼常数;t——绝对温度;Vrj & mdash& mdash溶剂化能 颗粒液相中周围液体分子结构的变化称为溶剂化。 当阳离子或亲水基团吸附在颗粒表面,或者颗粒的极性区域使相邻的溶剂分子极化时,就会在颗粒表面形成溶剂化。 当有溶剂化膜的粒子相互靠近时,产生排斥能,称为溶剂化能。 半径为R1和R2的球形粒子的溶剂化能可表示为h0 & mdash& mdash衰减长度;H -相互作用距离;Vrj & mdash& mdash溶剂化能的能量参数与表面润湿性有关。 当粒子间的排斥能大于它们的相互吸引能时,粒子处于稳定的分散状态;相反,颗粒之间会发生团聚。 显然,作用在粒子上的力(能量)随条件而变化。 分散剂的加入对超细粉体在液相中的表面电性质、空空间位阻、溶剂化和表面润湿性有重要影响。 & nbsp 
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