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助磨剂对泡沫玻璃配合料粉磨效率的影响

来源: 雅博体育市海森化工有限公司  日期:2016-10-10 09:00:00  属于:产物技术
标签:三乙醇胺
文章摘要:采用干法粉磨工艺,拔取丙三醇、硅酸钠、三异丙醇胺、三乙醇胺、木质素磺酸钠5种助磨剂,研究助磨剂对泡沫玻璃配合料粉磨的影响;改变助磨剂掺量,以粉体粒度评价助磨剂对配合料粉磨效率影响。成果注解:随着助磨剂掺量的增大,粉磨效率提高,但是粉磨效率存在一个极值,该极值与助磨剂的种类和用量相关;泡沫玻璃配合料的最佳助磨剂为三乙醇胺,最佳掺量(质量分数)为0.04%,粉磨后平均粒径为13μm,比未用助磨剂的配合料平均粒径减小43%。
配合料粉磨是泡沫玻璃出产过程中的要害环节,配合料的颗粒大小直接影响泡沫玻璃的性能,同时配合料的粉磨能耗也将影响泡沫玻璃的出产成本。单体罐式球磨机是目前粉磨泡沫玻璃配合料的主要设备,粉磨能耗大,因此提高配合料的粉磨效率对优化泡沫玻璃出产工艺具有积极意义。助磨剂是一种提高粉磨效率的添加剂,多为表面活性物质,已在水泥熟料的粉磨中遍及应用,但是在泡沫玻璃行业中的应用还少有报道。Hasegawa等研究了多羟基有机物对泡沫玻璃主要成分二氧化硅粉磨的影响,成果注解,多羟基有机物可以优化二氧化硅粉磨后的粒径分布,减小比表面积。
本文中选择几种在水泥行业较为常用的单一组分助磨剂,对不同种类助磨剂的掺量以及配合料粉磨效率之间的关系进行探讨。
1尝试
1.1尝试原料
泡沫玻璃的配合料主要包罗:玻璃粉、不变剂、助熔剂、供氧剂、发泡剂等。三乙醇胺、丙三醇、木质素磺酸钠、硅酸钠、三异丙醇胺5种助磨剂的纯度(质量分数)别离为98%、98%、98%、99%、95%,掺量(质量分数)别离为0.02%、0.04%、0.06%、0.08%、0.10%。
1.2尝试过程
取经过破碎、清洗、烘干、再次破碎后的碎玻璃25kg,颗粒粒径控制在1~5mm。将碎玻璃装入磨机,插手发泡剂和各种助剂,然后插手所用助磨剂,启动磨机,每运转1h,停机打开磨机盖口,将磨机盖口处的料粉进行清理,避免配合料以及助磨剂在磨机盖口处堆积而造成尝试误差,然后关闭磨机盖口,继续粉磨。为了避免在取料粉时未磨细的大颗粒料造成的尝试误差,先将料粉用120目(粒径120μm)筛进行筛分,取筛下的料粉进行粒度测试,主要包罗激光粒度阐发和负压筛析。
尝试设备包罗干粉激光粒度阐发仪、振筛机、FSY-150型水泥细度负压筛析仪(按照国家尺度GB1345拔取尺度筛,筛框直径为150mm,筛框高度为25mm,筛孔直径为0.080mm)、小型滚筒式球磨机、ACS-30型电子秤、AL104型阐发天平。
2成果与讨论
2.1时间对配合料粉磨效率的影响
碎玻璃料插手到磨机中,别离粉磨2、4、6、8、10、12h,取粉磨后的料粉进行激光粒度分布测试,测试泡沫玻璃配合料粒径的变化,确定合适的粉磨时间。设d10、d50、d90是累积体积分数达到10%、50%、90%时的颗粒粒径;dav为颗粒的平均粒径。泡沫玻璃配合料的粒度与粉磨时间的关系如图1所示。由图可知,随着粉磨时间的延长,配合料料粉粒径逐渐减小。粉磨6h后,减小趋势变缓,而此时料粉的粒径已经可以进行发泡。由于插手助磨剂后,还可以提高磨机的粉磨效率,粉磨后料粉的粒径还会有所减小,因此将对比空白样以及插手助磨剂时的粉磨时间定为6h,以此来探究助磨剂不同种类以及不同掺量时对泡沫玻璃配合料粉磨效率的影响。
2.2   5种助磨剂对配合料粉磨效率的影响
助磨剂为三乙醇胺时,泡沫玻璃配合料料粉的粒度如图2所示。由图可知,当粉磨时间为6h时,配合料粒径有较大幅度减小。当掺量为0.04%时,三乙醇胺的助磨效果最好,与空白样比拟,配合料的平均粒径减小43%。继续增加助磨剂掺量,料粉的粒径几乎不再改变。由此可知,助磨剂三乙醇胺的最佳掺量为0.04%。
2.2.2丙三醇
助磨剂为丙三醇时,粉磨后泡沫玻璃配合料料粉的粒度如图3所示。由图可知,插手助磨剂丙三醇后,粉磨时间不异时,与空白样比拟,配合料料粉的粒径均有所减小。与空白样比拟,丙三醇掺量为0.02%时料粉的平均粒径减小35%,再增加丙三醇掺量时,配合料粒径基本不再发生变化。由此可知,丙三醇的最佳掺量为0.02%
2.2.3木质素磺酸
助磨剂为木质素磺酸钠时,粉磨后泡沫玻璃配合料料粉的粒度如图4所示。由图可知,木质素磺酸钠具有良好的助磨效果,粉磨不异时间时,与空白样比拟,配合料料粉的粒径有较大幅度的减小。木质素磺酸钠助磨剂的掺量增加时,配合料料粉粒径的变化不大。由此可知,助磨剂木质素磺酸钠的最佳使用量为0.02%,泡沫玻璃配合料料粉的平均粒径比空白样的减小33%。
2.2.4硅酸钠
助磨剂为硅酸钠时,粉磨后泡沫玻璃配合料料粉的粒度如图5所示。由图可知,硅酸钠也有必然的助磨效果,但是助磨效果比其他几种助磨剂的差。粉磨后配合料料粉粒径在整体上虽然呈现减小的趋势,但是d10、d50略微变大。助磨剂硅酸钠的最佳掺量为0.02%,与空白样比拟,配合料的平均粒径减小23%。
三异丙醇胺作为助磨剂时,粉磨后泡沫玻璃配合料料粉的粒度如图6所示。由图可知,三异丙醇胺的助磨效果十分显著,粉磨6h时,泡沫玻璃配合料料粉粒径有较大幅度的减小。掺量为0.06%时,配合料料粉的粒径最小,再增加掺量时,三异丙醇胺的助磨效率达到峰值,配合料料粉的粒径达到最小,料粉的平均粒径比空白样的减小36%。
2.3负压筛析测试
取5种助磨剂最佳掺量时,粉磨后泡沫玻璃配合料料粉进行负压筛析,测试成果如表1所示。可以看出,负压筛析的筛余成果与激光粒度分布具有较好的一致性。配合料负压筛析筛余越小的料粉在激光粒度分布测试成果中的平均粒径越小。负压筛析成果也注解,助磨效果最佳的助磨剂是三乙醇胺
2.4   5种助磨剂最佳掺量时的助磨效果对比
表2所示为5种助磨剂在最佳掺量时对配合料粒径和负压筛余的影响。由表可知,对泡沫玻璃配合料料粉的粒径所进行的各项测试成果具有较好的一致性,测试成果注解,效果最佳的助磨剂为三乙醇胺
泡沫玻璃配合料的原材料为废弃碎玻璃,主要成分也是石英,因此醇类、醇胺液体有机物对泡沫玻璃及其相近材料也应有必然的助磨效果。
助磨剂插手到配合料料粉中,首先会被配合料料粉吸附,减小配合料料粉表面能,使配合料料粉易于破碎。别的,按照Rehbinder效应[6-9],配合料粉磨时会产生裂纹,助磨剂能进入裂纹内部,减弱配合料裂纹的愈合,加速配合料内部价键断裂。按照Rehbinder效应,助磨剂的自由分散能力与其进入裂纹的数量有必然关系,比拟之下,液体助磨剂的自由扩散能力更强,因此理论上来说,固体类助磨剂的助磨效率不如液体类助磨剂的。
在所选择的5种助磨剂中,三乙醇胺三异丙醇胺这2种助磨剂是同种类型,两者的分子布局不异,在极性的强弱上三异丙醇胺强于三乙醇胺的。助磨剂的极性越强,与裂纹表面的吸附能力越强,阻止裂纹愈合的能力越强,助磨效果越好。尝试成果显示,三乙醇胺对泡沫玻璃配合料的助磨效果优于三异丙醇胺。2种助磨剂中,三乙醇胺为液体,三异丙醇胺为固体,这说明液体助磨剂的助磨效果优于固体助磨剂的。
介稳性是玻璃的特性之一,成分不异时,玻璃类材料的内能大于具有晶体布局的物质的,因此泡沫玻璃配合料在粉磨时的彼此粘附以及与介质的粘附现象较其他材料严重。只有有效改善配合料料粉的分散,减少粘附,才能有利于提高粉磨配合料的效率。助磨剂能在配合料表面发生吸附,屏蔽配合料表面的静电荷,降低了配合料表面的静电吸引效应,静电效应减弱后,粉磨过的物料的聚集能力、聚集机会就会减少,物料的分散度提高,粘球现象减少。别的,助磨剂也能减弱配合料料粉与磨球、磨衬等磨内介质的粘附,使磨球对配合料的撞击力比存在粘附时大得多,机械能的操作率因而增大,磨机的粉磨效率提高。
本文中的研究还注解,助磨剂的掺量存在一个最佳值,该最佳值与所选助磨剂的种类有关。这与宋宪伯等提出的助磨剂单分子层吸附理论相一致。
3结论
通过研究不同助磨剂对泡沫玻璃配合料粉磨效率的影响,得到以下结论:
1)液体助磨剂对泡沫玻璃配合料的助磨效果优于固体助磨剂的。
2)在所选用的5种助磨剂中,助磨效果最佳的为三乙醇胺,最佳掺量为0.04%。
3)助磨剂的用量存在一个最佳值,该最佳值的大小与助磨剂的种类有关,助磨剂的掺量超过此值后磨机的粉磨效率不再提高。


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