Apa perubahan fisik dan kimia bubuk bijih non-logam setelah penghancuran sangat halus?
Proses penghancuran ultra halus bukan hanya proses pengurangan ukuran partikel. Ketika bahan dihancurkan oleh gaya mekanik, pengurangan ukuran partikel disertai dengan perubahan yang berbeda dalam struktur kristal dan sifat fisik dan kimia dari bahan bubuk. Perubahan ini dapat diabaikan untuk proses penghancuran yang relatif kasar, tetapi untuk proses penghancuran ultra-halus, karena waktu penghancuran yang lama, kekuatan penghancuran yang tinggi dan ukuran partikel bahan yang dihancurkan hingga tingkat mikron atau lebih kecil, perubahan ini terjadi secara signifikan dalam proses dan kondisi penghancuran tertentu.
Penelitian telah menunjukkan bahwa fenomena mekanokimia yang disebutkan di atas akan muncul secara signifikan atau terdeteksi hanya selama proses penghancuran sangat halus atau penggilingan sangat halus. Ini karena penghancuran ultra-halus adalah operasi dengan konsumsi energi yang tinggi per unit produk yang dihancurkan, kekuatan gaya mekanik yang kuat, waktu penghancuran material yang lama, dan luas permukaan spesifik serta energi permukaan dari material yang dihancurkan besar.
1. Perubahan struktur kristal
Selama proses penggilingan ultra-halus, karena gaya mekanik yang kuat dan gigih, bahan bubuk mengalami distorsi kisi ke berbagai tingkat, ukuran butir menjadi lebih kecil, struktur menjadi tidak teratur, zat amorf atau non-kristal terbentuk di permukaan, dan bahkan konversi Polikristalin.
Perubahan ini dapat dideteksi dengan difraksi sinar-X, spektroskopi inframerah, resonansi magnetik nuklir, resonansi paramagnetik elektron, dan kalorimetri diferensial.
2. Perubahan sifat fisik dan kimia
Karena aktivasi mekanis, sifat fisik dan kimia bahan seperti pembubaran, sintering, adsorpsi dan reaktivitas, kinerja hidrasi, kinerja pertukaran kation, dan sifat listrik permukaan akan berubah ke berbagai tingkat setelah penggilingan halus atau penggilingan ultrahalus.
(1) Kelarutan
Tingkat pembubaran bubuk kuarsa, kalsit, kasiterit, korundum, bauksit, kromit, magnetit, galena, titanit, abu vulkanik, kaolin, dll dalam asam anorganik setelah penggilingan halus atau penggilingan ultrafine dan kelarutan meningkat.
(2) Kinerja sintering
Ada dua jenis utama perubahan sifat termal bahan yang disebabkan oleh penggilingan halus atau penggilingan sangat halus:
Salah satunya adalah karena peningkatan dispersi material, reaksi padatan menjadi lebih mudah, suhu sintering produk menurun, dan sifat mekanik produk juga meningkat. Misalnya, setelah dolomit digiling halus dalam gilingan getar, suhu sinter bahan tahan api yang disiapkan dengannya berkurang 375-573K, dan sifat mekanik material ditingkatkan.
Yang kedua adalah bahwa perubahan struktur kristal dan amorfisasi menyebabkan pergeseran suhu transisi fase kristal. Misalnya, suhu transformasi kuarsa alfa menjadi kuarsa beta dan kristobalit dan kalsit menjadi aragonit semuanya diubah oleh penggilingan ultrahalus.
(3) Kapasitas tukar kation
Beberapa mineral silikat, terutama beberapa mineral lempung seperti bentonit dan kaolin, memiliki perubahan nyata dalam kapasitas tukar kation setelah penggilingan halus atau penggilingan ultrahalus.
Setelah penggilingan selama jangka waktu tertentu, kapasitas penukar ion dan kapasitas penggantian kaolin keduanya meningkat, yang menunjukkan bahwa jumlah kation yang dapat ditukar meningkat.
Selain bentonit, kaolin, dan zeolit, kapasitas pertukaran ion lainnya seperti bedak, tanah liat tahan api, dan mika juga berubah ke berbagai tingkat setelah penggilingan halus atau penggilingan ultrafine.
(4) Performa dan reaktivitas hidrasi
Reaktivitas bahan kalsium hidroksida dapat ditingkatkan dengan penggilingan halus, yang sangat penting dalam pembuatan bahan bangunan. Karena bahan ini lembam atau tidak cukup aktif untuk hidrasi.
(5) Listrik
Penggilingan halus atau sangat halus juga memengaruhi sifat listrik dan dielektrik permukaan mineral. Misalnya, setelah tumbukan dan penggilingan biotit, titik isoelektriknya dan potensial zeta permukaan (potensial Zeta) semuanya berubah.
(6) Kepadatan
Zeolit alam (terutama terdiri dari klinoptilolit, mordenit dan kuarsa) dan zeolit sintetik (terutama mordenit) digiling di pabrik bola planet, dan kerapatan kedua zeolit berubah secara berbeda.
(7) Sifat suspensi tanah liat dan hidrogel
Penggilingan basah meningkatkan plastisitas tanah liat dan kekuatan lentur kering. Sebaliknya, penggilingan kering meningkatkan plastisitas dan kekuatan lentur kering material dalam waktu singkat, tetapi cenderung menurun dengan bertambahnya waktu penggilingan.