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山寶破碎機粉石英的超細粉碎表面改性研究

日期:2023/03/29 10:42:37

    我國粉石英儲量豐富,大面積裸露地表,呈細分散狀態(tài)存在,容易開采、加工。粉石英具有優(yōu)異的電絕緣性、化學(xué)惰性和良好的耐酸腐蝕性,因此,可廣泛應(yīng)用于陶瓷、玻纖、耐火材料等領(lǐng)域,也可用作塑料、橡膠、油漆涂料、電絕緣封裝材料環(huán)氧樹脂等有機高分子材料的填料。
      與國外相比,我國填料工業(yè)對非金屬礦物填料的技術(shù)要求不高。發(fā)達國家對無機填料的選用十分嚴謹,大量采用微細化和超微細化及表面改性的精細填料。隨著我國填料工業(yè)的發(fā)展,對無機填料會提出更高的技術(shù)要求。本研究利用廣西儲量豐富的粉石英,進行超細粉碎和表面改性,考查了各工藝因素觀看地產(chǎn)品性能的影響,得到適應(yīng)現(xiàn)代工業(yè)應(yīng)用的超細、預(yù)先表面改性的精細填料。
1.研究方法
      本實驗采用超細粉碎、表面改性結(jié)合的方法制備粉石英精細填料,所用設(shè)備為實驗室型攪拌磨,所用改性劑為r-氨基丙基三乙氧基硅烷。
      產(chǎn)品粒度采用激光粒度分析儀測試。產(chǎn)品潤濕性通過測定產(chǎn)品吸水值、吸油值確定。產(chǎn)品吸水值測定方法:稱取一定樣品,均勻布于燒杯底部,形成一薄層,105C烘干2h,取出稱重。再放入濕度為70%的恒溫器(20C)中吸水24h,取出稱重。比較前后兩次樣品重量變化,得到樣品的吸水值。多次測定取平均值;產(chǎn)品吸油值測定方法:樣品105C烘干2h,取出放干燥器冷卻30min。稱3g櫚置于玻璃板上,逐滴加入油(鄰苯二甲酸二丁酯),并用玻璃棒不斷攪拌,樣品隨之稠化發(fā)粘,最后成團粘在玻璃棒上,板上不留余物時,停止滴加,記下所用油量,度計算吸油值。
2.試驗結(jié)果與討論
      粉石英來自廣西地質(zhì)礦產(chǎn)測試中心,含SiO299.21%。試驗過程主要考察粉碎時、改性劑用量、球礦比、液固比對產(chǎn)品粒度、潤濕比、比表面積的影響。
    (1)粉碎時間對產(chǎn)品粒度、潤濕性的影響
      粉碎時間越長,產(chǎn)品粒度越細,但粉碎60min后產(chǎn)品粒度減少趨勢變緩,60min時等到的粉石英產(chǎn)品d50為4.52um,d98為14.73um,-10um含量89.16%。因顆粒粉碎達到一定細度時,存在團聚與粉碎的矛盾,影響顆粒的進一步細化。
      從理論上分析,粉石英的吸水量應(yīng)隨著其顆粒的細化逐漸增大,但試驗結(jié)果正好相反,其吸水量并沒有隨粉石英粒度的細化而增大。相反,其吸油量卻隨著粉石英粒度的細化而增大。這一結(jié)果表明,粉石英本身具有一定的天然疏水性,且其天然疏水性隨著粉石英粒徑的減小而增大。粉碎60min后,粉石英粒度變化不明顯。因此,選定粉碎時間為60min。
    (2)改性劑用量對產(chǎn)品粒度、潤濕性的影響
      粉石英經(jīng)過改性,其吸水量逐漸減少,而吸油量較未改性粉石英有所提高。改性劑用量達到0.8%后,吸油量的變化不明顯。因此,選擇改性劑用量為0.8%。另外,試驗表明:粉石英經(jīng)過改性,其流動性和松散程度較未改性石英有較大提高。
      粉石英經(jīng)過改性,其表面疏水性增強,因而其吸水量有所減少,吸油量有所提高。改性后,產(chǎn)品粒度有所增加,可能是改性產(chǎn)品在水中分散性減少導(dǎo)致測試粒度增大。
    (3)球礦比對產(chǎn)品粒度、潤濕性的影響
      球礦比對粉石英粒度,尤其是d98有較大的影響,隨著球礦比減少,粉石英粒度逐漸增大。原因主要是隨著球礦比的減少,石英顆粒受粉碎的作用力減少。但球礦比對粉石英吸水量、吸油量的影響較小,尤其是吸油量幾乎不受球礦比變化的影響。綜合考慮,選擇球礦比4:1。
    (4)固液對比產(chǎn)品粒度、潤濕性的影響
      固液比為1:1時對粉石英粒度有較大的影響,此時的粉石英吸水量也較大。因粒度越粗,粉石英吸水空間越大。而固液比為其他情況時,粉石英粒度、吸水量、吸油量受其影響較小。綜合考慮,選擇固液比3:1。此時的白度也較高。
    (5)攪拌強度對產(chǎn)品粒度、潤濕性的影響
     粉石英粒度隨攪拌強度的減少而略有增大,而吸水量、吸油量值變化不大。因此,攪拌強度可選擇780-1350r/min。
3.結(jié)論
      粉石英通過超細粉碎-表面改性合一的工藝處理,可使d50為22046um,d98為22.14um,-10um含量76.12%、24h吸水量0.57g/100g、吸油量40.83g/100g的產(chǎn)品,提高粉石英的利用價值。另外,粉石英通過預(yù)先改性,可大大提高粉石英的流動性和松散程度,更好地滿足現(xiàn)代填料的要求。研究得到的最佳工藝條件為:粉碎時間60min,改性劑用量0.8%,球礦比4:1,固液比3:1,攪拌強度可選擇780-1350r/min。

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