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水分含量對環輥磨生產重質碳酸鈣工藝的影響
2014年12月04日 發布 分類:粉體加工技術 點擊量:3386
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      重質碳酸鈣粉是以天然方解石、大理石或白堊為原料,經粉碎設備粉磨和分級后達到一定細度的粉體。目前我國的重鈣加工設備種類繁多,如:雷蒙磨、沖擊式粉碎機、干式攪拌磨、氣流磨、立磨、環輥磨、振動磨和球磨機等等,它們與分級機配合,組成超細粉加工系統,即可實現超細重鈣微粉的生產。統觀各種加工工藝及設備,一般都可以達到較好的超細粉碎效果,對各類設備的工藝探討一直是粉體工程專家競相研究的課題。在干法超細粉的加工中,水的助磨作用也越來越被人們所重視。本文以環輥磨工藝系統為研究對象,結合作者多年的工作經驗和實驗結果,研究了水分含量對環輥磨生產重質碳酸鈣工藝的影響,以及水分在碳酸鈣顆粒表面的作用機理。


       1、實驗


       1.1原料和設備


        實驗用的方解石,取自某有限公司,顆粒粒度dgd=12mm;水分0.05%;其主要化學成分為:w(Si02)=0.28%;w(Ca0)=55.26%。

     實驗用的超細粉碎設備,閨西豐力粉碎機械有限公司,HLM-880內分級超細離心環輥磨。

     實驗用的水為普通自來水。

     實驗用的粒度檢測儀,丹東市百特儀器有限公司,BT-1500型離心沉降式粒度儀。


       1、研究方法


       a、啟動環輥磨機組,對磨機進行連續喂料,不改變設備的工藝參數,待系統運行穩定后(此時磨內溫度約80℃),取樣檢測產品的粒度及水分含量,并記錄磨機的運行參數。b、從磨機喂料口定量連續加水,增加入磨的方解石顆粒水分,使得人磨的方解石顆粒水分固定在幾個級別上,分別在相應水分含量的條件下,待系統運行穩定后取樣檢測并記錄運行參數。

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       2、試驗結果及討論


       2.1原料水分對成品水分的影響


      環輥磨采用多層粉碎副,在同一層的粉碎副中有多個磨環同時以沖擊、碾壓、研磨的作用綜合對物料進行粉碎。在各種力的作用下,磨機內產生大量的熱,隨著風機產生的負壓,一部分隨風排出,另一部分在風路系統內循環,致使整個系統內產生80℃左右的高溫。含有水分的方解石顆粒在粉碎過程中,受高溫的作用,部分水分被汽化,透過收塵器濾袋,隨風排出系統,因而產品中的水分不會朋顯增多。


       2.2原料水分對磨機系統參數的影響


      原料水分含量過多或過少時,磨碎到一定粒度的碳酸鈣顆粒,團聚現象較為嚴重,磨機打開團聚體的速度與碳酸鈣微粒之間粉體的團聚速度相等。而團聚體以大顆粒的假象存在,不能通過分級機葉片,只能彌散在磨機體內,導致磨機內的粉塵濃度大幅度提高,分級機電流上升;磨碎后的碳酸鈣微粒,不能及時地通過分級機被風機抽走,磨內粉料達到飽和,磨機產量下降,主機負荷降低,電流也隨之減小;原料水分含量過多時,汽化后的水分子會凝聚在收塵器的濾袋上,潤濕濾袋而堵塞濾袋微孔,整個體系風量下降,風機電流迅速減小。只有原料水分含量在合適范圍內,才能使系統達到最佳運行狀態。


       2.3原料水分對成品粒度的影響


      從上表中可以看出,原料水分含量很小時,產品的粒度比較粗;當水分達到3%以上時,產品的粒度也比較粗,只有合適的水分含量,即水分含量在1%左右,此時產品粒度最小。


       3、水分的作用機理


      方解石顆粒在磨機內,受到磨環高速沖擊、碾壓、研磨的綜合作用,顆粒被打碎,逐步超細化,形成超微細顆粒。與此同時,顆粒的碰撞、摩擦也會在磨機內產生富余的電荷,這些電荷聚積在單十的顆粒表面上,從而使顆粒帶有一定的電量。這些顆粒有的帶正電:有的帶負電,形成粉體后總體上是不帶電的。正是由于電荷的存在,當兩個帶有正負電荷的微粒靠近到一定程度時,便產生了靜電引力F=Q1Q2/R2,這個力將多個帶電微粒吸引在一起,形成了團聚現象,顆粒越微細,團聚現象也就越嚴重,解團聚也就越困難。

       由于電荷的存在,顆粒之間表現出極強的電引力,把多個帶電微粒緊緊吸引在一起。這些團聚在一起的顆粒,其表面形貌不規則,加上碳酸鈣微粒本身不導電,正負電荷難以中和,顆粒上的靜電荷短時間內就不會消失。水的存在使得這些微小顆粒之間力的關系發生了微妙的變化。原料水分小于0.05%時,聚積在微粒表面的正負電荷不能夠被迅速中和掉,電引力引起的團聚現象得不到根本性的解決。當水分逐漸正加到1%左右時,在磨內高溫的作用下,水被汽化,與顆粒一起彌散在空氣中,水分子吸附在顆粒的表面上,當兩個帶電微粒接觸時,由于水的導電作用,正負電荷很快被中和掉,不會形成明顯的團聚現象。當原料水分進一步增多,到3%以上時,汽化后的水分子吸附在微小顆粒的表面上,雖然能夠很快中和顆粒上的正負電荷,解決靜電團聚現象,但是多余的水分會把顆粒包覆起來,形成薄膜水。這層水膜,在表面張力的作用下,象膠粘劑一樣,又將顆粒黏結在一起。所以,原料中含有適量的水分,給整個磨機系統的最佳運行提供了良好的條件。


        4、結論


       在利用環輥磨生產超細重質碳酸鈣的工藝中,原料的水分含量對整個工藝參數和產品粒度有較大影響,水分子可以有效避免帶電顆粒的靜電團聚,但是,過多的水分,同樣可以使碳酸鈣微粒產生牯性團聚,甚至破壞磨機系統的運行穩定性。原料合適的水分含量應保持在1%左右,這樣可以在確保產品粒度合格的情況下,充分挖掘設備潛能,降低生產成本。

(作者: 盧慶鴻


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