تغییرات فیزیکی و شیمیایی پودر سنگ غیرفلزی پس از خردایش فوق ریز چیست؟

فرآیند پودر شدن بسیار ریز تنها فرآیند کاهش اندازه ذرات نیست. هنگامی که ماده توسط نیروی مکانیکی خرد می شود، کاهش اندازه ذرات با تغییرات مختلف در ساختار بلوری و خواص فیزیکی و شیمیایی مواد پودر شده همراه است. این تغییر برای فرآیند خرد کردن نسبتاً درشت ناچیز است، اما برای فرآیند خرد کردن بسیار ریز، به دلیل زمان خرد کردن طولانی، استحکام خرد کردن بالا و اندازه ذرات ماده تا سطح میکرون یا کوچکتر خرد می شود، این تغییرات به طور قابل توجهی رخ می دهد. تحت فرآیندها و شرایط خرد کردن معین.

مطالعات نشان داده اند که پدیده های مکانیکی شیمیایی فوق الذکر به طور قابل توجهی ظاهر می شوند یا فقط در طی فرآیند پودر شدن بسیار ریز یا آسیاب بسیار ریز شناسایی می شوند. این به این دلیل است که خرد کردن بسیار ریز عملیاتی با مصرف انرژی بالا در هر واحد محصول خرد شده است، استحکام نیروی مکانیکی قوی است، زمان خرد کردن مواد طولانی است و سطح ویژه و انرژی سطحی مواد خرد شده بزرگ است.

1. تغییرات در ساختار کریستالی

در طول فرآیند سنگ زنی بسیار ریز، به دلیل نیروی مکانیکی قوی و پایدار، مواد پودری به درجات مختلف دچار اعوجاج شبکه می شوند، اندازه دانه کوچکتر می شود، ساختار بی نظم می شود، مواد بی شکل یا غیر کریستالی روی سطح تشکیل می شوند. و حتی تبدیل پلی کریستالی.

این تغییرات را می توان با پراش اشعه ایکس، طیف سنجی مادون قرمز، رزونانس مغناطیسی هسته ای، رزونانس پارامغناطیس الکترون و کالریمتری دیفرانسیل تشخیص داد.

2. تغییرات در خواص فیزیکی و شیمیایی

به دلیل فعال سازی مکانیکی، خواص فیزیکی و شیمیایی مواد مانند انحلال، تف جوشی، جذب و واکنش پذیری، عملکرد هیدراتاسیون، عملکرد تبادل کاتیونی و خواص الکتریکی سطحی پس از آسیاب ریز یا آسیاب فوق ریز به درجات مختلفی تغییر می کند.

(1) حلالیت

سرعت انحلال پودر کوارتز، کلسیت، کاسیتریت، کوراندوم، بوکسیت، کرومیت، مگنتیت، گالن، تیتانیت، خاکستر آتشفشانی، کائولن و غیره در اسید معدنی پس از آسیاب ریز یا آسیاب فوق ریز و حلالیت افزایش یافت.

(2) عملکرد پخت

دو نوع اصلی تغییر در خواص حرارتی مواد ناشی از آسیاب ریز یا سنگ زنی بسیار ریز وجود دارد:

یکی اینکه به دلیل افزایش پراکندگی مواد، واکنش حالت جامد آسان تر می شود، دمای پخت محصول کاهش می یابد و خواص مکانیکی محصول نیز بهبود می یابد. به عنوان مثال، پس از آسیاب شدن دولومیت در آسیاب ارتعاشی، دمای پخت مواد نسوز تهیه شده با آن به میزان 375-573 کلوین کاهش می یابد و خواص مکانیکی مواد بهبود می یابد.

مورد دوم این است که تغییر ساختار بلوری و آمورفیزاسیون منجر به تغییر دمای انتقال فاز کریستالی می شود. برای مثال، دمای تبدیل آلفا کوارتز به کوارتز بتا و کریستوبالیت و کلسیت به آراگونیت همه با آسیاب بسیار ریز تغییر می‌کنند.

(3) ظرفیت تبادل کاتیونی

برخی از کانی‌های سیلیکات، به‌ویژه برخی از کانی‌های رسی مانند بنتونیت و کائولن، پس از آسیاب ریز یا بسیار ریز، تغییرات آشکاری در ظرفیت تبادل کاتیونی دارند.

پس از آسیاب برای مدت زمان معینی، ظرفیت تبادل یونی و ظرفیت جایگزینی کائولن هر دو افزایش یافت که نشان دهنده افزایش تعداد کاتیون‌های قابل تعویض است.

علاوه بر بنتونیت، کائولن و زئولیت، ظرفیت تبادل یونی سایرین مانند تالک، خاک نسوز و میکا نیز پس از آسیاب ریز یا آسیاب فوق ریز به درجات مختلفی تغییر می کند.

(4) عملکرد هیدراتاسیون و واکنش پذیری

واکنش پذیری مواد هیدروکسید کلسیم را می توان با آسیاب ریز بهبود بخشید که در تهیه مصالح ساختمانی بسیار مهم است. زیرا این مواد بی اثر هستند یا به اندازه کافی برای هیدراتاسیون فعال نیستند.

(5) برق

سنگ زنی ریز یا فوق ریز نیز بر خواص الکتریکی و دی الکتریک سطحی مواد معدنی تأثیر می گذارد. به عنوان مثال، پس از خرد کردن ضربه و آسیاب بیوتیت، نقطه ایزوالکتریک و پتانسیل زتا سطح آن (پتانسیل زتا) همه تغییر می کند.

(6) چگالی

زئولیت‌های طبیعی (عمدتاً از کلینوپتیلولیت، موردنیت و کوارتز تشکیل شده‌اند) و زئولیت‌های مصنوعی (عمدتا موردنیت) در آسیاب گلوله‌ای سیاره‌ای آسیاب شدند و چگالی دو زئولیت متفاوت بود.

(7) خواص سوسپانسیون های خاک رس و هیدروژل ها

آسیاب مرطوب باعث بهبود انعطاف پذیری خاک رس و استحکام خمشی خشک می شود. برعکس، آسیاب خشک باعث افزایش انعطاف پذیری و مقاومت خمشی خشک مواد در مدت زمان کوتاهی می شود، اما با طولانی شدن زمان آسیاب کاهش می یابد.