|
| |
| 超細碳酸鈣專用助磨劑的研制及其應用 |
| 來源：中國粉體技術網 更新時間：2015-07-08 12:15:46 瀏覽次數： |
|
| |
1 研制背景
（1）輕質碳酸鈣向重質碳酸鈣的轉移
近幾年，重質碳酸鈣行業發展迅速，隨著研磨加工水平的提高，應用領域迅速擴展，2013年年產量已達2000萬噸以上，年增長率13%；在今后的幾年里，隨著環保要求的提高，重質碳酸鈣的增長將會呈現更快的增長；國外一些發達國家的輕質碳酸鈣和重質碳酸鈣比例為1:4，我國的比例幾乎為1:1 ，可以預計在將來的一段時間內，重質碳酸鈣將會迎來加大發展。
（2）重質碳酸鈣超細趨勢的走向
隨重質碳酸鈣應用領域的拓展、應用量的增加，產業對重質碳酸鈣的細度要求越來越高，碳酸鈣的目數已不再是300-500目的粉體占主體，而是要求1500目以上或更高目數的鈣粉所占比例在迅速增大。也不再僅限于下游客戶為降低成本的需要，而出現了功能化的要求，這是碳酸鈣發展的重頭戲。
（3）重質碳酸鈣超細化后的團聚現象
研磨過程中，細度的增加，帶來的是團聚問題，團聚現象的產生，影響設備的產能、增加了噸電耗，更重要的是影響其下游的加工和使用，是一個需要高度關注的問題。
據資料介紹，國外已在廣泛使用助磨劑（或稱分散劑、也叫藥水）。在國內僅有少數廠家使用，使用的多在引進的“立磨”上。國內雖也有廠家在生產，但規模不大，應用領域或客戶較少。
（4）對助磨劑的要求
梳理重質碳酸鈣的加工工藝，筆者分析認為助磨劑應該具有：（1）對下游客戶使用無不良影響；（2）使用方便；（3）較小影響鈣粉的白度；（4）使用量小，具有較高的助磨和分散作用；（5）對研磨工藝影響較?。ɑ虿挥绊懷心スに嚕?；（6）對設備無腐蝕等特點。
2 助磨劑應用原理
（1）碳酸鈣粉碎的過程
碳酸鈣石料，在粉碎機中受到機械力的作用而被粉碎，機械力一般指擠壓、沖（打）擊、或剪切摩擦等，但無論是受一種力還是幾種力的作用，都會經過裂紋形成-----裂紋擴展-----裂紋斷裂------裂紋形成的循環過程。
隨著以上粉碎過程的循環，碳酸鈣的粒徑在變小，粉體的比表面積在增加，顆粒間的分子力在逐漸增加。當分子力增大到一定程度時，團聚現象開始出現，團聚現象隨粒徑的變小而變突出，直至達到粉碎和團聚的動平衡，被粉碎鈣粉的表觀粒徑將不發生變化。而添加合適的助磨劑（或分散劑、藥水）是打破粉碎和團聚動平衡的有效化學方法之一。
（2）助磨劑的應用原理
超細碳酸鈣專用助磨劑是在碳酸鈣粉碎裂紋產生時，隨著分散在循環風中助磨劑的分子運動、滲透到裂紋中，加速裂縫變大、裂縫斷裂的循環，縮短顆粒循環的時間，提高設備產能。
因每一次顆粒斷裂的過程、受到分散在流動風中助磨劑分子的包圍，接受碳酸鈣顆粒的吸附，助磨劑中表面活性劑自然形成對顆粒的包裹，可以打破粉碎過程的粉碎和團聚的平衡、使平衡朝著有利于粉碎的方向轉移，達到減少團聚、提高產能、提高粉體流動性的效果。
3 助磨劑的性能和指標
（1）助磨劑的化學成分構成
根據助磨劑的適用原理，經過分析、驗證，筆者認為助磨劑應該是一復合物，具有易分散、易流動、無色或淡色的液體或粉體。
經過資料查詢、實驗室試驗、設備驗證，確定助磨劑可以由高分子聚合物、多元醇、有機鹽和陰離子表面活性物組成。
再經過多次對原料的賽選和驗證，確定了助磨劑原料和生產工序。又經過多次調整和完善， 確定原材料規格、型號、生產工藝、工藝參數， 形成了ZMF-01產品。
（2）助磨劑的物性參數及指標
| 項 目 |
指 標 |
| 外 觀 |
無色或淺黃色透明液體 |
| 粘度（mPa.s 20 ℃） |
20-40 |
| PH值 |
6.0-7.0 |
（3）助磨劑的適用范圍
ZMF-01助磨劑適用于碳酸鈣礦石粗加工之后的精細研磨工序，特別適用于重質碳酸鈣細度在500目以上、2000目以下的研磨工序。
（4）ZMF-01助磨劑使用
重質碳酸鈣在研磨過程中使用該助磨劑可以減少研磨過程中顆粒之間的分子作用力，防止顆粒團聚、降低無效研磨能耗、提高設備產能。
助磨劑的使用，應在粗粉碳酸鈣精細研磨之前，用噴淋（或其他方式）方法將其噴淋在粗碳酸鈣粉體表面，并留有一定的潤濕時間。用量依不同目數，使用量如下表
| 碳酸鈣目數 |
建議用量（‰） |
| 500-800 |
0.5-1 |
| 800-1250 |
1-1.5 |
| 1250-2000 |
＞1.5 |
4 助磨劑的應用實例
（1）環輥磨生產記錄
| 日期 |
2014.6.4 |
地點 |
安徽 |
產品目數（目） |
1250 |
| 設備名稱 |
億豐磨 |
型號 |
YFM-86 |
生產線編號 |
3# |
| 分級機顯示 |
32/2008 |
加料機顯示 |
37.0/720 |
其他 |
|
| 時間 |
添加量 |
主機電流 |
風機電流 |
白度 |
流動性 |
生產量(噸/小時) |
| 22:50 |
0 |
102 |
54 |
94 |
√ |
1.4 |
| 22:55 |
1.5‰ |
102 |
54 |
94 |
√ |
|
| 23:00 |
1.5‰ |
92.4 |
55.1 |
94 |
√√ |
|
| 23:15 |
1.5‰ |
91.9 |
54 |
94 |
√√√√√ |
1.6 |
| 23:30 |
1.5‰ |
92.8 |
54 |
94 |
√√√√√ |
1.6 |
| 24:00 |
1.5‰ |
92.5 |
54 |
94 |
√√√√√ |
1.6 |
| 檢測結果對比 |
D97 |
| 加ZMF-01之前 |
10.89 |
| 加ZMF-01之后 |
11.05 |
（2）球磨生產記錄
| 日 期 |
2014.6.8 |
地點 |
河 南 |
產品目數（目） |
800 |
| 設備名稱 |
球磨 |
型號 |
|
生產線編號 |
1# |
| 分級機電流/轉速 |
57/783 |
加料機轉速 |
29 |
|
|
| 時間 |
添加量 |
主機電流 |
風機電流 |
白 度 |
流動性 |
生產量(噸/小時) |
| 12:55 |
0 |
335 |
240 |
94.15 |
√ |
6.2 |
| 13:25 |
0.3‰ |
340 |
240 |
94.0 |
√ |
6.2 |
| 13:35 |
0.3‰ |
340 |
240 |
94 |
√√√√√ |
6.8 |
| 13:55 |
0.3‰ |
340 |
240 |
94 |
√√√√√ |
6.8 |
| 14:15 |
0.3‰ |
340 |
240 |
94 |
√√√√√ |
6.8 |
| 14:35 |
0.3‰ |
340 |
240 |
94 |
√√√√√ |
6.8 |
| 檢測結果對比 |
2μm含量 |
D97 |
D100 |
| 加ZMF-01之前 |
69.56（%） |
6.81μm |
17.85μm |
| 加ZMF-01之后 |
67.83（%） |
6.89μm |
18.02μm |
（3）立磨
| 試料時間 |
14.7.3 |
地點：江蘇 |
型號：立磨 |
添加量1‰ |
| 記錄時間 |
21:00 |
23:00 |
1:00 |
3:00 |
5:00 |
7:00 |
9:00 |
| 滾輪油壓（㎏/㎝²） |
67.3 |
68.5 |
68.6 |
68.5 |
68.6 |
68.9 |
68.8 |
| 主磨機頻率/電流（Hz/A) |
47/389 |
47/393 |
47/391 |
47/395 |
47/386 |
47/388 |
47/391 |
| 定量螺運機頻率/電流（Hz/A) |
49/6.1 |
49/6.3 |
50/6.1 |
50/6.3 |
50/6.4 |
50/6.3 |
50/6.1 |
| 助磨劑定量刻度 |
32 |
32 |
32 |
32 |
32 |
32 |
32 |
| 主風車（Hz/A) |
48/295 |
48/298 |
48/295 |
48/296 |
48/298 |
48/296 |
48/298 |
| 原料定量螺運機頻率/電流（Hz/A) |
18 |
18 |
18 |
18 |
18 |
18 |
18 |
| 磨機主機內溫度（℃） |
52.9 |
53.7 |
53.1 |
53.6 |
53.5 |
53.1 |
53.7 |
| 磨機出入口差壓(mmaq) |
787 |
772 |
786 |
771 |
760 |
759 |
762 |
| 磨機入口溫度（℃） |
59.3 |
60.2 |
60.7 |
61.1 |
61.1 |
61.1 |
61.0 |
| 選粉機轉速/頻率（rpm/Hz) |
2367/44 |
2341/44 |
2341/44 |
2341/44 |
2341/44 |
2342/44 |
2341/44 |
| 選粉機電流1（A） |
18.4 |
17.0 |
15.9 |
16.4 |
16.1 |
16.4 |
16.4 |
| 選粉機電流2（A） |
16.6 |
16.2 |
16.4 |
16.4 |
16.3 |
16.4 |
16.3 |
| 選粉機電流3（A） |
16.0 |
15.8 |
15.9 |
16.1 |
16.0 |
15.9 |
16.1 |
| 選粉機電流4（A） |
18.2 |
17.3 |
18.1 |
17.9 |
17.8 |
17.6 |
17.8 |
| 取樣化驗時間 |
21:40 |
23:40 |
1:40 |
3:40 |
5:40 |
7:40 |
9:40 |
| 白度/水分（%） |
94/0.22 |
94/0.17 |
94/0.15 |
94/0.18 |
94/0.18 |
94/0.16 |
94/0.17 |
| 比表面積（㎝²/g) |
1.4632 |
1.4016 |
1.4169 |
1.3730 |
1.3730 |
1.4120 |
1.3731 |
| 平均粒徑/2μm含量（%） |
2.6/43.4 |
2.9/41.2 |
2.8/41.6 |
3.0/40.5 |
3.0/40.5 |
2.8/41.5 |
3.0/40.3 |
| 產 量 |
7.8噸/小時 |
| 備 注 |
使用進口的助磨劑產量為7.3噸/小時 |
5 結論
從以上的生產記錄，我們得到以下結論：
（1）助磨劑ZMF-01使用方便，使用量小，對研磨工藝影響小，具有一定的通用性，在球磨、環輥磨和立磨上使用，對產能的提高具有普遍性；
（2）使用助磨劑ZMF-01后，鈣粉的流動性或比表面積都有明顯改善，具有較高的助磨和分散作用，對下游客戶的使用無不良影響；
（3）使用助磨劑ZMF-01后，鈣粉的白度無明顯變化；
（4）對設備無腐蝕性。
作者：鄭生力，南京威格德塑料科技有限公司
?歡迎進入【粉體論壇】
|
|
|
| |
|
| |
|
|
|
|
|
|
