隨著(zhù)工業(yè)的發(fā)展,相關(guān)企業(yè)對白云母粉體質(zhì)量的要求越來(lái)越高,目前D90約45μm的白云母粉主要應用于造紙、乳膠漆、橡膠等行業(yè),而高檔涂料、珠光云母等產(chǎn)品對白云母粉體粒度提出了更高的要求,微納米級超細云母粉的制備迫在眉睫。
在磨礦過(guò)程中,白云母沿層間解理后的新鮮表面仍能緊密的結合,屬較難磨的礦物之一,目前微納米級的白云母超細粉用常規磨礦設備較難制備。國內許多云母廠(chǎng)家將開(kāi)采出優(yōu)質(zhì)的白云母簡(jiǎn)單粗磨后進(jìn)行出口,其他較多則被制成D90約45μm甚至粒徑更粗的白云母產(chǎn)品,這不僅造成了資源的浪費,同時(shí)降低了產(chǎn)品的競爭力。
目前,白云母的超細磨工藝分為干法與濕法兩種磨礦方式。其中,干式超細粉碎的主要設備有高速機械沖擊磨、氣流磨、旋風(fēng)或氣旋流自磨機等以及相應的干法氣流分級機;濕磨絹云母粉的生產(chǎn)設備以砂磨機、研磨剝片機、膠體磨等為主,而濕式精細分級多用水力旋流分級技術(shù)。
另外,助磨劑在云母超細粉磨中作用顯著(zhù),此方面的研究較多。如譚超兵研究了助磨劑對云母粉碎效果的影響,通過(guò)研究,表明助磨劑主要通過(guò)吸附在云母表面,從而降低云母漿的粘度,提高固體顆粒的分散性而產(chǎn)生助磨作用,最終提高了磨礦效率。
肖紅君通過(guò)研究硅酸鈉、檸檬酸鈉、三聚磷酸鈉三種助磨劑對云母超細粉碎效果的影響,研究表明三聚磷酸鈉的助磨效果最好,用量為0.2%,礦漿的濃度為40%時(shí)磨礦效果最好。
劉新海等以河南篙縣絹云母為原料,探討了絹云母濕法超細磨礦過(guò)程中,磨礦時(shí)間、球料比和助磨劑對絹云母磨礦效果的影響。試驗表明:云母礦在助磨的過(guò)程中前3h粒度變化較快,之后變化趨緩,表明云母粒度越小越難以磨碎;料球比在大于1:7時(shí),隨著(zhù)料球比的減少其粒度越小,超過(guò)1:7時(shí)磨礦粒度變化不大,甚至粒度有略微增大的趨勢。在相同助磨劑用量的情況下以水玻璃的助磨效果最好。
云母粉在國內外已廣泛應用,主要是制備珠光云母、著(zhù)色云母顏料,或者將制備的云母粉或改性云母粉用在橡膠、涂料等材料中以提高相應的性能,相關(guān)的研究也比較多。
將云母進(jìn)行表面包覆制備成珠光云母和著(zhù)色云母顏料,目前主要采用液相沉積法,常見(jiàn)的方法有加堿法、熱水解法和緩沖法等。工業(yè)上常用的包覆劑鈦源是四氯化鈦和硫酸氧鈦。Yun Young Hoon等人利用醇鹽水解法將TiO2化學(xué)包覆在絹云母的表面上,進(jìn)而極大地提高了絹云母的白度、耐熱、耐酸堿性能等。韓利雄等以10-15μm的白色絹云母為原料,利用酸堿中和法,在最優(yōu)條件下制備的絹云母珠光顏料結構均勻致密、包覆完整、光澤柔和、顏色亮白、手感細膩、絲絹效果好。許霞等采用機械力化學(xué)方法,在絹云母粉(<8μm占95.80%)顆粒表面包覆TiO2制備絹云母-TiO2復合顆粒,研究結果表明:該復合顆粒具有類(lèi)似鈦白粉的顏料性能,遮蓋力達到鈦白粉的90%,其吸油量與紫外光吸收性與鈦白粉相差無(wú)幾,將其添加到建筑涂料中,研究表明涂料的對比率顯著(zhù)高于單一添加鈦白粉。
陳運熙等人研究了不同型號的改性絹云母粉對天然橡膠、丁苯橡膠及氯丁橡膠的補強性能,并與輕質(zhì)碳酸鈣等其他無(wú)機填料進(jìn)行了性能對比,表明絹云母粉在眾多無(wú)機填料中具有最好的補強性能,其補強性能僅次于半補強炭黑。并且在氯丁橡膠中云母粉能與通用炭黑并用具有很好的協(xié)同效應,適當的并用可降低膠料成本的同時(shí)全面提升膠料的機械性能。
程飛飛等人以滁州絹云母為原料,將其改性后制備成絹云母/丁苯橡膠復合材料,并考察了復合材料的物理機械性能,研究表明改性絹云母用量80份,硫化溫度150℃,硫化時(shí)間12min,制得的復合材料拉伸強度達到6.81MPa,扯斷伸長(cháng)率為856%,撕裂強度為28.04KN/m,邵氏A硬度為56,并且此過(guò)程中絹云母/丁苯橡膠官能團發(fā)生了加聚反應,提高了絹云母對丁苯橡膠基體的增強作用。
吳麗娟等人采用機械共混的方法研究了人造濕磨法云母粉代替部分炭黑用于丁睛橡膠的補強效果。表明人造濕磨法云母粉對丁睛橡膠的硫化特性和耐油性能沒(méi)有明顯的影響,對硫化膠有一定的補強作用,能提高其曲撓性能和耐熱老化性育旨。
周蓄等人研究了尾礦綜合回收的超細絹云母粉在防腐蝕涂料中的應用及其在涂膜中呈現出的特殊性能。研究發(fā)現絹云母粉加入防腐涂料中,可使硬度、附著(zhù)力和耐沖擊性均有一定程度的提高,耐鹽霧性能不變,此外可降低配方中二氧化鈦的使用量,節省成本,具有較大的應用價(jià)值。
目前,濕法超細云母粉體的制備雖取得很大進(jìn)展,但云母超細粉在工業(yè)發(fā)展中存在很多問(wèn)題,如:(1)超細粉磨設備有待進(jìn)一步研發(fā),生產(chǎn)徑厚比大的高檔微納米級云母粉時(shí)仍存在不足。(2)目前濕法云母粉按照標準JCT/596-1995執行,僅規定了篩余量、含砂量、松散密度等參數,對白度和亮度等規定不詳細,超細云母粉更是無(wú)章可循,制定云母超細粉新的標準刻不容緩。(3)生產(chǎn)云母超細粉時(shí),由于現有設備的局限性,不可避免的產(chǎn)生“過(guò)磨”現象,并且粒級分布較寬,影響產(chǎn)品質(zhì)量,進(jìn)而該問(wèn)題已引起國內外云母粉生產(chǎn)廠(chǎng)家的重視。
資料來(lái)源:白云母超細粉體的制備及助磨機理的研究,作者:郭高巍
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