粉體的制備，尤其是超細粉體的制備，在現代材料產業中發揮著越來越重要的作用。而材料的破碎對能源的消耗非常大。據統計，在現代工業中，約80%的能源被用于材料的破碎和粉磨。實踐證明：在對材料進行粉碎和破碎時，采用適當的助磨劑可以提高研磨產量、降低能耗。
 
1.助磨劑的概念和分類
 
　　助磨劑是在磨碎過程中向磨機系統添加的化學藥劑的總稱。其作用主要是提高磨礦效率、加快礦石顆粒的破碎速度，并由于藥劑的分散作用，而改變礦漿的流變學特征，有的還可以對鋼球和襯板起緩蝕作用，最終達到降低能耗、鋼耗和進行選擇性磨碎的目的。
　　可以用作助磨劑的物質很多，按物質狀態可以分為固體、液體和氣體助磨劑。
 

▼常用助磨劑的種類及應用

2.助磨劑的作用機理
 
　　助磨劑的作用原理主要有兩種觀點：
　　一是“吸附降低硬度”學說，認為助磨劑分子在顆粒上的吸附降低了顆粒的表面能或者引起近表面層晶格的位錯遷移，產生點或線的缺陷，從而降低顆粒的強度和硬度；同時，阻止新生裂紋的閉合，促進裂紋的擴展。
　　二是“礦漿流變學調節”學說，認為助磨劑通過調節礦漿的流變學性質和礦粒的表面電性等，降低礦漿的黏度，促進顆粒的分散，從而提高礦漿的可流動性，阻止礦粒在研磨介質及磨機襯板上的粘附以及顆粒之間的團聚。
　　實際上，影響磨礦產量或產品細度的因素是很復雜的，包括設備類型、物料強度和硬度性質、表面性質、給料粒度、礦漿黏度或濃度、顆粒的團聚和分散狀態等。因此，從整個細磨或超細磨工藝來看，上述兩種助磨劑作用原理是統一的、同時存在的。
　　從顆粒斷裂的過程來看，助磨劑分子在新生表面的吸附可以減小裂紋擴展所需的外應力，促進裂紋的擴展，因而可以提高粉碎效率或降低粉碎能耗。
　　從粉碎工藝考慮，助磨劑能夠降低礦漿粘度，并提高礦漿流動性；
　　從化學結構來說，助磨劑應具有良好的分散作用，能夠調節礦漿的粘度，具有較強的抗Ca2+、Mg2+能力，受pH值的影響較小等特性。
 
3.助磨劑作用效果的影響因素
 
　　助磨劑的作用效果受諸多因素的影響，包括助磨劑的用量、用法、礦漿濃度、pH值、被磨物料粒度及其分布、粉碎機械種類及粉碎方式等。
 
（1）助磨劑的用量
 
　　助磨劑的最佳用量與要求的產品細度、礦漿濃度、助磨劑和分散劑的分子大小及其性質等有關。
 
（2）礦漿濃度或黏度
 
　　研究表明：只有礦漿濃度或體系的黏度達到某一值時，助磨劑才有較明顯的助磨效果。
 
（3）粒度大小及其分布
 
　　粒度大小及其分布對助磨劑作用效果的影響體現在兩個方面：
　　一是粒度越小，顆粒質量越趨于均勻，缺陷越小，粉碎能耗越高，助磨劑則通過裂紋形成和擴展過程中的防“閉合”和吸附降低硬度作用可以降低顆粒的強度，提高其可磨度；
　　二是粒度越細，比表面積越大，在相同含固量情況下系統的黏度增大。因此，粒度越細、分布越窄，使用助磨劑的作用效果越顯著。
　　換句話說，在粗磨時，助磨劑的作用與水差不多，故沒有必要添加助磨劑。
 
（4）礦漿pH值
 
　　礦漿pH值對某些助磨劑作用效果的影響也體現在兩個方面：
　　一是通過對顆粒表面電性及定位離子的調節影響助磨劑分子與顆粒表面的作用；
　　二是通過對礦漿黏度的調節影響礦漿的流變學性質和顆粒之間的分散性。
 
4.助磨劑的應用研究現狀
 
　　助磨劑在實際應用時，除了要求合適的助磨劑品種外，助磨劑的用量對助磨效果有很重要的影響，用量較小時，助磨效率不明顯；用量太大時，不僅不能起到助磨的作用，還有可能起到“阻磨”的作用。因此，客觀上要求對各種不同物料的不同助磨劑及其用量進行試驗研究。在考慮品種和用量的前提下，還應考慮其經濟性、環保要求（無毒、無污染）以及研磨產品的質量要求。
　　楊華明等對攪拌磨超細粉碎滑石的工藝進行了試驗研究，研究表明，使用介質攪拌磨可以生產平均粒徑小于1μm的超細滑石粉。該工藝使用六偏磷酸鈉為助磨劑。助磨劑的存在使滑石粉表面的ξ電位負的更大，增加了粉體之間的排斥力，促進了粉體顆粒之間的分散。
　　吳一善等對滑石粉碎過程中助磨劑種類對研磨效果的影響進行了試驗研究。結果表明，三乙醇胺是滑石濕磨的最佳助磨劑，具有分散作用的丙酮、乙醇也可以作為滑石的助磨劑；三乙醇胺和乙醇混合使用則不如單獨使用；三乙醇胺主要通過降低礦漿粘度、改變礦漿流變性，從而提高磨礦效率，同時，三乙醇胺還具有提高滑石顆粒分散性的作用。
　　杜高翔等對使用攪拌磨超細粉碎水鎂石粉時助磨劑的應用效果進行了試驗研究。試驗中分別選用9400分散劑（主要成分為聚丙烯酸鹽）、WP-19分散劑（陽離子型羧酸共聚物）、5060分散劑（丙烯酸與丙烯酸酯共聚物）、乙醇胺、二乙醇胺、三乙醇胺等作為助磨劑在相同的實驗條件下進行比較，結果表明三乙醇胺的助磨效果最好。三乙醇胺用量試驗的結果表明，三乙醇胺用量為水鎂石質量的0.5%時，助磨效果最佳。
　　胡永平等對助磨劑在白土礦物磨礦中的應用進行了研究。結果表明，助磨劑的作用效果依次為：石油磺酸鈉>TF279>三乙醇胺>油酸鈉。當石油磺酸鈉的用量為0.155%時，其-500目產率可由76.5%提高到84.9%。另外，NaOH、碳酸鈉和六偏磷酸鈉等對白土礦物也有一定的助磨效果。
　　P.B.Rajendran Nair等研究了間歇式攪拌磨超細粉碎方解石的過程中助磨劑的作用。他們將硬脂酸鈣添加到研磨體系中，測試研磨樣品的堆積密度、內摩擦角等參數。研究結果表明，所得樣品的堆積密度因助磨劑的存在而有所增加，而內摩擦角、壓縮系數、有效摩擦角、拉伸強度等參數則有所減小。且這種變化隨著超細粉碎的進一步進行而更加明顯。
　　C.Frances等分析了間歇式球磨機的濕式研磨過程。分析結果表明，使用間歇式球磨機對氫氧化鋁粉進行研磨時，使用偏磷酸鈉作為助磨劑有較好的效果。
　　M.Hasegaw a等系統地分析了液體助磨劑對干法粉碎石英的助磨效果，并對助磨劑的作用機理進行了分析。試驗中所用的助磨劑為幾種醇類和乙二醇類有機液體。結果表明，幾種醇類和乙二醇類有機物液體對石英的研磨細度有明顯的影響，加入助磨劑后研磨出的超細石英粉的最大比表面積較沒有加助磨劑的產品大。而甘油和水對石英沒有助磨作用。他們經過分析認為助磨劑分子以多分子層的形式吸附于粉體表面，提高了粉體的流動性，阻止了超細粉的二次團聚。同時，通過熱分析認為其吸附方式為化學吸附。吸附反應發生后，石英表面由親水性變為疏水性。在不限制研磨時間的前提下，助磨劑的用量提高可以提高研磨產品的最終粒度。
　　徐政等對重鈣濕式振動超細磨中助磨劑的應用進行了研究，通過對-325目重鈣在振動磨中的試驗研究表明，所選4種助磨劑都有一定的助磨效果，但以六偏磷酸鈉和X2的助磨效果最佳，其最佳用量為0.5%，最適宜的磨礦質量分數為60%。同時還發現，助磨劑的用量有一個適用范圍，當用量超過這個范圍時，助磨效果就會變差。
　　粉體的制備在現代工業、經濟和生活中發揮著越來越重要的作用。經過系統的實驗研究，選擇價格低廉、助磨效果好、不影響粉體材料使用性能的助磨劑，可以降低產品能耗，提高產品質量和產量。我們應該在前人研究的基礎上，繼續進行助磨劑的作用規律和機理等方面的研究工作，以期更好地提高粉體加工的效率和降低能耗。

來源：粉體技術網