Các kỹ thuật phân loại cho bột siêu mịn là gì?
Bột siêu mịn không chỉ là cơ sở để chuẩn bị vật liệu kết cấu mà còn là vật liệu có chức năng đặc biệt. lĩnh vực được yêu cầu. Với việc ứng dụng bột siêu mịn trong công nghiệp hiện đại ngày càng rộng rãi, vị trí của công nghệ phân loại bột trong chế biến bột càng trở nên quan trọng.
1. Ý nghĩa của việc phân loại
Trong quá trình nghiền thành bột, thường chỉ một phần bột đạt yêu cầu về kích thước hạt. Nếu các sản phẩm đạt yêu cầu không được tách kịp thời, sau đó nghiền thành bột cùng với các sản phẩm không đáp ứng yêu cầu về kích thước hạt sẽ gây lãng phí năng lượng và nghiền quá mức một số sản phẩm.
Ngoài ra, sau khi các hạt được tinh chế đến một mức độ nhất định, hiện tượng nghiền và kết tụ sẽ xuất hiện, thậm chí quá trình nghiền sẽ kém đi do sự kết tụ của các hạt lớn hơn. Vì lý do này, trong quá trình chuẩn bị bột siêu mịn, cần phải phân loại sản phẩm. Một mặt, kích thước hạt của sản phẩm được kiểm soát nằm trong phạm vi phân phối cần thiết; Sau đó nghiền để cải thiện hiệu quả nghiền và giảm tiêu thụ năng lượng.
Với việc cải thiện độ mịn bột cần thiết và tăng sản lượng, độ khó của công nghệ phân loại ngày càng cao hơn. Vấn đề phân loại bột đã trở thành mấu chốt hạn chế sự phát triển của công nghệ bột, và nó là một trong những công nghệ cơ bản quan trọng nhất trong công nghệ bột. một. Vì vậy, việc nghiên cứu công nghệ và thiết bị phân loại bột siêu mịn là rất cần thiết.
2. Nguyên tắc phân loại
Phân loại theo nghĩa rộng là chia các hạt thành nhiều phần khác nhau bằng cách sử dụng các đặc điểm khác nhau về kích thước, mật độ, màu sắc, hình dạng, thành phần hóa học, từ tính và phóng xạ của hạt. Phân loại theo nghĩa hẹp dựa trên thực tế là các hạt có kích thước hạt khác nhau chịu lực ly tâm, lực hấp dẫn, lực quán tính, v.v. trong môi trường (thường là không khí và nước), dẫn đến các quỹ đạo chuyển động khác nhau, để nhận ra phân loại các hạt có kích thước hạt khác nhau.
3. Phân loại bộ phân loại
Theo phương tiện được sử dụng, nó có thể được chia thành phân loại khô (môi trường là không khí) và phân loại ướt (môi trường là nước hoặc các chất lỏng khác). Đặc điểm của phân loại khô là không khí được sử dụng làm chất lỏng, tương đối rẻ và thuận tiện, nhưng nó có hai nhược điểm. Một là dễ gây ô nhiễm không khí, hai là độ chính xác phân loại không cao. Phân loại ướt sử dụng chất lỏng làm môi trường phân loại và có nhiều vấn đề sau xử lý, đó là bột được phân loại cần được khử nước, sấy khô, phân tán và xử lý nước thải, v.v., nhưng nó có đặc điểm là độ chính xác phân loại cao và không có bụi nổ.
Theo việc nó có các bộ phận chuyển động hay không, nó có thể được chia thành hai loại:
(1) Máy phân loại tĩnh: Máy phân loại không có bộ phận chuyển động, chẳng hạn như máy phân loại trọng lực, máy phân loại quán tính, máy phân tách lốc xoáy, máy phân loại luồng không khí xoắn ốc và máy phân loại tia nước, v.v. Loại máy phân loại này có cấu trúc đơn giản, không cần nguồn điện, và có chi phí vận hành thấp. Việc vận hành và bảo trì thuận tiện hơn, nhưng độ chính xác phân loại không cao, vì vậy nó không phù hợp để phân loại chính xác.
(2) Bộ phân loại động: Có các bộ phận chuyển động trong bộ phân loại, chủ yếu đề cập đến các bộ phân loại tuabin khác nhau. Loại máy phân loại này có cấu tạo phức tạp, cần nguồn điện, tiêu tốn nhiều năng lượng nhưng độ chính xác phân loại cao, dễ điều chỉnh kích thước hạt của máy phân loại. Miễn là tốc độ quay của bánh công tác được điều chỉnh, kích thước hạt cắt của bộ phân loại có thể thay đổi, phù hợp để phân loại chính xác.
Ứng dụng của bột tan trong nhựa kỹ thuật
Bột Talc là một khoáng chất tự nhiên vô cơ và trơ, màu trắng, dễ bong, tỷ lệ khung hình cao. Nó được sử dụng rộng rãi trong hợp kim PP, PA, PC/ABS, PBT, LCP và các loại nhựa kỹ thuật khác. Nó có khả năng giảm chi phí làm đầy canxi cacbonat tương tự Và gần như có chức năng kép được gia cố bằng sợi thủy tinh. Bột Talc có khả năng làm tăng nhiệt độ HDT của sản phẩm, mô đun uốn của sản phẩm có thành mỏng, giảm hệ số giãn nở tuyến tính CLTE,… Được sử dụng rộng rãi trong các ngành công nghiệp như ô tô, đồ gia dụng, hộp đựng thực phẩm.
Cấu trúc tinh thể của bột talc được phân lớp, có xu hướng dễ dàng tách thành các vảy và có các tính chất đặc biệt như bôi trơn, chống dính, trợ chảy, không thấm nước và trơ về mặt hóa học. Bột talc siêu mịn được chế biến từ các khoáng chất tự nhiên thông qua nhiều quá trình như khai thác, tuyển thô, tuyển tinh, nghiền, nghiền thô, nghiền luồng khí… Yếu tố quan trọng để sản phẩm bột talc đạt chất lượng cao là giữ được cấu trúc bông xốp của hạt bột talc ở mức độ cao nhất.
1) Các sản phẩm chứa bột talc siêu mịn có mô đun uốn cao và phù hợp với các bộ phận có độ cứng cao.
2) Sửa đổi làm đầy có độ ổn định kích thước tốt hơn, khả năng kiểm soát tỷ lệ khung hình tốt hơn và hiệu suất chống cong vênh rõ ràng là tốt hơn so với sợi thủy tinh.
3) Micropowder Talc có thể được sử dụng như một tác nhân tạo hạt vô cơ, hỗ trợ tác nhân tạo hạt hữu cơ để đạt được hiệu ứng tạo hạt và tăng nhiệt độ HDT.
4) Tuân thủ các yêu cầu của FDA, ROHS và các quy định khác, đồng thời đáp ứng giới hạn bột tan không chứa amiăng (Trung tâm Nghiên cứu Ung thư Quốc tế IARC liệt kê "bột tan chứa amiăng" là chất gây ung thư)
Ứng dụng của bột talc trong TPO
Trong cùng điều kiện thí nghiệm, thay đổi loại EPDM/POE, hàm lượng chất làm cứng và chọn các sản phẩm bột talc có độ dày khác nhau để đánh giá cường độ hoàn chỉnh của TPO biến đổi, cường độ va đập ở nhiệt độ phòng và nhiệt độ thấp, và nhiệt độ HDT và Hiệu suất co rút tuyến tính của vật liệu. Sau đây là chỉ số kích thước hạt của các sản phẩm bột talc Yimifabi thường được sử dụng trên thị trường.
Bột talc siêu mịn có cấu trúc dễ bong tróc hơn, có thể tăng cường độ bền cho nhựa TPO tốt hơn, giúp sản phẩm TPO có tỷ lệ co ngót thấp, cải thiện độ ổn định về kích thước của sản phẩm và được sử dụng để sản xuất các sản phẩm "thành mỏng", để sản phẩm có thể được thiết kế Kích thước mỏng hơn và chính xác hơn.
Ảnh hưởng của bột đến tính dẫn nhiệt của gốm Alumina
Trong quá trình chuẩn bị vật liệu gốm, việc chuẩn bị bột là một mắt xích rất quan trọng và hiệu suất của bột quyết định trực tiếp đến hiệu suất của thành phẩm gốm. Hiệu suất của bột chủ yếu phụ thuộc vào sự phân bố kích thước hạt và hình thái vi mô của bột.
Sự phân bố kích thước hạt của bột chủ yếu ảnh hưởng đến kích thước hạt và hiệu suất thiêu kết của vật liệu gốm. Các nhà nghiên cứu đã nghiên cứu ảnh hưởng của sự phân bố kích thước hạt của bột đến mật độ của vật liệu gốm alumin và kết quả cho thấy gốm alumin với mật độ gần 99% có thể được chế tạo bất kể sử dụng hạt rộng hay hẹp. bột phân phối kích thước, và kích thước hạt của nó có thể được duy trì. Tuy nhiên, ở khoảng 1 μm, sự phân bố kích thước hạt rộng hơn có thể làm tăng mật độ của vật thể xanh được nén chặt dạng bột, cho phép vật liệu trải qua quá trình cô đặc với tốc độ co ngót nhỏ hơn. Lý do chính là các hạt lớn trong bột với sự phân bố kích thước hạt rộng sẽ tạo thành nhiều khoảng trống hơn, chứa đầy các hạt mịn trong quá trình đúc.
Các nhà nghiên cứu đã tiến hành một nghiên cứu sâu hơn về điều này. Họ chia quá trình thiêu kết thành ba giai đoạn: giai đoạn đầu, giai đoạn giữa và giai đoạn cuối. Bột có phân bố kích thước hạt rộng hơn làm tăng mật độ của phần thân màu xanh lá cây và tăng tốc độ đông đặc của gốm trong giai đoạn đầu của quá trình thiêu kết. Ngoài ra, ở giai đoạn giữa của quá trình thiêu kết, bột có phân bố kích thước hạt rộng làm tăng tốc độ phát triển của hạt và các lỗ cách ly khép kín trong vật liệu được nhúng vào ma trận hạt lớn hơn, do đó khả năng thiêu kết tốt hơn và giúp duy trì tốc độ thiêu kết cao trong giai đoạn sau của quá trình thiêu kết. Tuy nhiên, sự phân bố kích thước hạt rộng hơn sẽ dẫn đến sự khác biệt về mật độ do sự tích tụ cục bộ của các hạt vật liệu. Ngay cả khi sự phân bố kích thước hạt vượt quá một kích thước nhất định, kích thước hạt của cơ thể thiêu kết sẽ quá lớn và cấu trúc lỗ rỗng sẽ trở nên thô hơn. Để thu được gốm alumina có mật độ cao, việc lựa chọn phương pháp đúc và thiêu kết đóng một vai trò quan trọng trong việc lựa chọn phân bố kích thước hạt bột. Do đó, sự phân bố kích thước hạt của bột có ảnh hưởng lớn đến mật độ của vật liệu gốm, từ đó xác định độ dẫn nhiệt của gốm.
Bột alumina với hình dạng thông thường sẽ có tác động lớn đến hiệu suất của vật liệu gốm trong quá trình thiêu kết. Các nhà nghiên cứu tin rằng bột có kích thước hạt và phân cấp hạt hợp lý có thể được tạo hạt bằng cách thêm chất kết dính vào bột. Làm cho nó lỏng hơn sẽ có tác động tích cực đến quá trình đúc và thiêu kết tiếp theo. Trong số đó, quá trình tạo hạt là làm cho bột tạo thành hình cầu dưới tác động của chất kết dính, điều này cũng gián tiếp cho thấy rằng alumina hình cầu đóng vai trò tích cực trong việc cải thiện mật độ gốm sứ trong quá trình đúc và thiêu kết.
Do đó, có thể thấy rằng hiệu suất (hình thái và kích thước hạt) của bột ảnh hưởng đến hiệu suất của quá trình thiêu kết gốm, điều đó cũng có nghĩa là tính dẫn nhiệt của gốm không thể tách rời khỏi nó. Sau khi đúc và thiêu kết, bột vảy có mật độ thấp hơn và độ xốp cao hơn. , các nhà nghiên cứu đã suy đoán sơ bộ rằng độ dẫn nhiệt của nó không cao; và bột alumina hình cầu có thể sản xuất gốm sứ trong suốt mật độ cao, vì vậy có thể đánh giá rằng sử dụng bột hình cầu để điều chế gốm dẫn nhiệt là một lựa chọn phù hợp.
Quy trình phân loại bột siêu mịn
Nguyên liệu bột siêu mịn không chỉ là cơ sở để chuẩn bị vật liệu kết cấu, Với việc ứng dụng bột siêu mịn trong công nghiệp hiện đại ngày càng rộng rãi, vị trí của công nghệ phân loại bột siêu mịn trong chế biến bột ngày càng trở nên quan trọng.
Hiện tại, bột siêu mịn được sản xuất bằng phương pháp cơ học rất khó đạt được kích thước hạt cần thiết thông qua quá trình nghiền cơ học cùng một lúc, và sản phẩm thường nằm trong phạm vi phân bố kích thước hạt lớn. một phạm vi phân bố kích thước hạt nhất định.
Hiện nay, phương pháp phân loại phổ biến hơn dựa trên trường hấp dẫn và trường lực ly tâm.
Nguyên lý phân loại trường trọng lực là lý thuyết lâu đời nhất, kinh điển nhất và tương đối hoàn hảo, cơ sở lý thuyết của nó dựa trên định luật Stokes ở trạng thái chảy tầng, trong quá trình phân loại người ta cho rằng trường chảy được thực hiện ở trạng thái chảy tầng , và các hạt rắn siêu mịn được cho là có dạng hình cầu và tự do định cư trong môi trường.Những điều này hoàn toàn khác với tình hình thực tế.Trong trường lực ly tâm, các hạt có thể thu được gia tốc ly tâm lớn hơn nhiều so với gia tốc trọng trường, do đó, Kích thước Vận tốc của cùng một hạt trong trường ly tâm cao hơn nhiều so với trong trường trọng lực, nói cách khác, ngay cả các hạt nhỏ hơn cũng có thể thu được vận tốc lắng đọng lớn hơn.
Ngoài ra, phân loại bột siêu mịn có thể được chia thành phân loại khô và phân loại ướt theo phương tiện sử dụng, đặc điểm của phân loại khô là không khí được sử dụng làm chất lỏng, rẻ và tiện lợi, nhưng nó có hai nhược điểm, một là nó dễ gây ô nhiễm không khí, hai là độ chính xác phân loại không cao, phân loại ướt sử dụng chất lỏng làm môi trường phân loại, phát sinh nhiều vấn đề sau xử lý, tức là bột đã phân loại cần được khử nước, sấy khô, và phân tán để xử lý nước thải, v.v., nhưng nó có đặc điểm là độ chính xác phân loại cao và không có bụi nổ.
Theo các phương tiện chất lỏng khác nhau, nó có thể được chia thành phân loại khô và phân loại ướt, trong phân loại khô, nó có thể được chia thành loại trọng lực, loại ly tâm và loại quán tính theo các nguyên tắc phân loại khác nhau.
1. Phân loại siêu mịn trọng lực
Máy phân loại siêu mịn trọng lực được sử dụng để phân loại các hạt có kích thước hạt khác nhau trong trường hấp dẫn với vận tốc lắng khác nhau.Có hai loại máy phân loại trọng lực: loại dòng chảy ngang và loại dòng chảy dọc.
2. Phân loại theo quán tính
Các hạt khi chuyển động đều có một động năng nhất định, còn khi vận tốc chuyển động như nhau, khối lượng càng lớn thì động năng càng lớn, tức là quán tính chuyển động càng lớn.Khi chúng chuyển động thì phương chuyển động của chúng, quỹ đạo chuyển động khác nhau sẽ là được hình thành do sự khác biệt về quán tính, để nhận ra sự phân loại của các hạt lớn và nhỏ.Hiện tại, kích thước hạt phân loại của máy phân loại này có thể đạt tới 1 μm.Nếu sự kết tụ hạt và sự tồn tại của dòng điện xoáy trong buồng phân loại có thể tránh được một cách hiệu quả, kích thước hạt phân loại dự kiến sẽ đạt mức subicron, độ chính xác phân loại và hiệu quả phân loại sẽ được cải thiện đáng kể.
3. Máy phân loại ly tâm
Máy phân loại ly tâm là một loại máy phân loại siêu mịn đã được phát triển cho đến nay vì chúng dễ dàng tạo ra trường lực ly tâm mạnh hơn nhiều so với trường hấp dẫn, có thể tùy theo các kiểu dòng chảy khác nhau trong trường lực ly tâm. chia thành hai loại: loại xoáy tự do và loại xoáy cưỡng bức.
4. Máy phân loại phản lực
So với các máy phân loại khác, máy phân loại phản lực có các đặc điểm sau:
(1) Không có bộ phận chuyển động trong phần phân loại, khối lượng công việc bảo trì nhỏ và công việc đáng tin cậy.
(2) Máy bay phản lực có thể làm cho bột được phân tán trước tốt.
(3) Sau khi các hạt được phân tán, chúng ngay lập tức đi vào bộ phân loại để phân loại nhanh chóng, tránh sự kết tụ thứ cấp của các hạt ở mức độ lớn nhất.
(4) Có thể thu được các sản phẩm đa cấp và kích thước hạt của từng cấp có thể được điều chỉnh linh hoạt thông qua góc của lưỡi phân loại và áp suất đầu ra.
(5) Hiệu quả phân loại cao và độ chi tiết của phân loại.
Chuẩn bị oxit đất hiếm siêu mịn
Các hợp chất đất hiếm siêu mịn có phạm vi sử dụng rộng hơn. Ví dụ, vật liệu siêu dẫn, vật liệu gốm chức năng, chất xúc tác, vật liệu cảm biến, vật liệu đánh bóng, vật liệu phát quang, mạ điện chính xác và hợp kim có độ bền cao có điểm nóng chảy cao đều cần bột siêu mịn đất hiếm. Việc điều chế các hợp chất siêu mịn đất hiếm đã trở thành một điểm nóng nghiên cứu trong những năm gần đây.
Phương pháp điều chế bột siêu mịn đất hiếm được chia thành phương pháp pha rắn, phương pháp pha lỏng và phương pháp pha khí theo trạng thái kết tụ của chất.
Trong số các phương pháp kết tủa, phương pháp kết tủa amoni bicacbonat và phương pháp kết tủa oxalate là những phương pháp cổ điển để sản xuất oxit đất hiếm thông thường. Miễn là các điều kiện thích hợp được kiểm soát hoặc thay đổi, có thể điều chế được bột hợp chất đất hiếm siêu mịn, vì vậy chúng phù hợp nhất cho công nghiệp. Phương pháp sản xuất cũng là một phương pháp đã được nghiên cứu nhiều hơn. Ammonium bicarbonate là một nguyên liệu công nghiệp rẻ và dễ kiếm. Phương pháp kết tủa amoni bicacbonat là một phương pháp được phát triển trong những năm gần đây để điều chế bột siêu mịn của các oxit đất hiếm. Nó có các đặc điểm của hoạt động đơn giản, chi phí thấp và phù hợp cho sản xuất công nghiệp.
Trong nghiên cứu, người ta thấy rằng nồng độ đất hiếm là chìa khóa cho sự hình thành bột siêu mịn phân tán đồng đều. Trong thí nghiệm kết tủa Ce3+, khi nồng độ thích hợp thường là 0,2~0,5mol/L. Bột siêu mịn xeri oxit nung, kích thước hạt nhỏ, đồng đều và phân tán tốt; khi nồng độ quá cao, tốc độ hình thành hạt nhanh, hạt hình thành nhiều và nhỏ, khi kết tủa bắt đầu xảy ra hiện tượng kết tụ và cacbonat nghiêm trọng. Được kết tụ và hình dải, xeri oxit cuối cùng thu được vẫn bị kết tụ nghiêm trọng và có kích thước hạt lớn; khi nồng độ quá thấp, tốc độ hình thành hạt chậm, nhưng hạt dễ phát triển và không thể thu được oxit xeri siêu mịn.
Nồng độ của amoni bicacbonat cũng ảnh hưởng đến kích thước hạt của xeri oxit. Khi nồng độ amoni bicacbonat nhỏ hơn 1mol/L, kích thước hạt của xeri oxit thu được nhỏ và đồng đều; khi nồng độ amoni bicacbonat lớn hơn 1mol/L, sẽ xảy ra kết tủa một phần, dẫn đến kết tụ, kích thước hạt xeri oxit thu được tương đối lớn và quá trình kết tụ nghiêm trọng.
Phương pháp kết tủa oxalate đơn giản, thiết thực, tiết kiệm và có thể công nghiệp hóa. Đây là một phương pháp truyền thống để điều chế bột oxit đất hiếm, nhưng kích thước hạt của oxit đất hiếm đã chuẩn bị thường là 3-10 μm.
Quy trình sản xuất bột talc siêu mịn
Bột talc siêu mịn là loại bột talc tự nhiên siêu mịn được chế biến từ quặng talc có độ tinh khiết cao. Nó được sử dụng rộng rãi trong nhựa, cao su, sơn và các ngành công nghiệp khác. Bột talc siêu mịn chủ yếu được sử dụng trong lớp sơn lót trong suốt PU và lớp phủ ngoài màu đặc PU trong lớp phủ gỗ gốc dung môi. Nó được sử dụng rộng rãi trong sơn phủ công nghiệp, chủ yếu để giảm chi phí và cải thiện hiệu suất làm đầy của sơn lót. Trong sơn latex gốc nước, nó có thể giúp sơn có khả năng chải tốt, cân bằng, giữ độ bóng và tính linh hoạt, đồng thời cải thiện hiệu quả khả năng chống ăn mòn và độ khô của lớp phủ.
Làm giàu Talc có thể được chia thành tuyển nổi, tách tay, tách từ tính, tách quang điện. Hiện công nghệ tuyển nổi vẫn còn một số khiếm khuyết nên cơ bản toàn ngành chưa sử dụng tuyển nổi; lựa chọn thủ công dựa trên sự khác biệt về độ mịn của khoáng chất talc và gangue, cũng như kinh nghiệm tích lũy của công nhân trong quá trình lựa chọn, hiện đang được sử dụng phổ biến hơn. phương pháp. Phương pháp phân loại bằng cách sử dụng các tính chất quang học khác nhau của bề mặt khoáng chất talc và tạp chất được gọi là tách quang điện, và phương pháp này ngày càng được các doanh nghiệp coi trọng và sử dụng.
Sau khi quặng được phân loại và lưu trữ trong kho, nó sẽ được đưa vào xưởng để nghiền và nghiền bột thô trước khi nghiền siêu mịn: đầu tiên là nghiền búa, sau đó là nghiền đứng, xử lý loại bỏ sắt và đóng bao.
Với sự tiến bộ của khoa học và công nghệ và sự nâng cấp liên tục của các yêu cầu ứng dụng thị trường, bột talc nghiền mịn và siêu mịn đã trở thành một tiêu chuẩn để đo lường chất lượng của các sản phẩm bột talc. Talc có độ cứng Mohs là 1 và có thể nghiền và nghiền được một cách tự nhiên. Hiện nay, về cơ bản có hai phương pháp nghiền talc siêu mịn trên thị trường trong nước và quốc tế: một là nghiền và nghiền phản lực, hai là nghiền đứng cộng với nghiền phân loại và sàng; tất nhiên, có các phương pháp xử lý khác như phay nước, phay cán vòng, v.v., nhưng không phải là phương pháp chủ đạo.
Đầu tiên giới thiệu quy trình nghiền phản lực: Bột thô - nghiền phản lực - loại bỏ sắt - bột thành phẩm, độ mịn của sản phẩm cuối cùng của bột mịn được nghiền theo cách này có thể đạt tới 1250-5000 lưới (D97 = 30-5um).
Thứ hai là quy trình sản xuất của máy nghiền đứng cộng với phân loại: thiết bị sàng lọc phân loại bột mịn nghiền dọc-sàng lọc cấp 1 đến 2-loại bỏ sắt-bột thành phẩm, độ mịn của sản phẩm cuối cùng của bột mịn được nghiền theo cách này có thể đạt tới 1250- 2500 lưới (D97=30—8um).
Thông qua quy trình vận hành trên và các phương pháp làm việc được tiêu chuẩn hóa, chúng tôi kiểm soát chặt chẽ quy trình sản xuất của từng liên kết và hạ cấp các sản phẩm không đủ tiêu chuẩn để đáp ứng yêu cầu chất lượng với tỷ lệ vượt qua sản phẩm 100%.
Hiện nay, việc chế biến bột Talc siêu mịn chủ yếu áp dụng quy trình khô.
Sửa đổi bề mặt và ứng dụng của bột siêu mịn Barite
Bột barit là một nguyên liệu khoáng vô cơ chứa bari quan trọng, khác hẳn với tính chất của vật liệu polyme và thiếu ái lực, điều này hạn chế ứng dụng của nó trong lĩnh vực vật liệu polyme. Để cải thiện hơn nữa hiệu suất của nó và mở rộng lĩnh vực ứng dụng, bề mặt của bột barit phải được sửa đổi.
cơ chế sửa đổi
Sự biến đổi bề mặt của bột khoáng vô cơ chủ yếu đạt được bằng cách hấp phụ và phủ các chất biến tính hóa học lên bề mặt bột khoáng. Sự biến đổi bề mặt của một hoặc cả hai chất được thực hiện bởi một số phân tử nhỏ hoặc hợp chất polyme có nhóm lưỡng tính, nhóm ưa béo và ưa nước, và khoáng chất được thực hiện bằng phản ứng hóa học hoặc lớp phủ vật lý. Bề mặt thay đổi từ ưa nước sang kỵ nước, giúp tăng cường khả năng tương thích và ái lực với các polyme hữu cơ, đồng thời cải thiện khả năng phân tán để các chất hữu cơ và vô cơ có thể kết hợp tốt hơn.
phương pháp sửa đổi
Các phương pháp biến tính bề mặt bao gồm phương pháp hấp phụ vật lý, phủ hoặc phương pháp hóa lý. Nói chung, các phương pháp sửa đổi bề mặt của các hạt khoáng chất chủ yếu bao gồm các loại sau.
1 sửa đổi lớp phủ bề mặt
Sử dụng các chất vô cơ hoặc hữu cơ để phủ lên bề mặt bột khoáng, tạo cho bề mặt hạt những đặc tính mới. Phương pháp này là kết hợp chất hoạt động bề mặt hoặc chất liên kết với bề mặt của hạt bằng cách hấp phụ hoặc liên kết hóa học, để bề mặt của hạt chuyển từ ưa nước sang kỵ nước, và khả năng tương thích giữa hạt và polyme được cải thiện. Phương pháp này hiện là phương pháp được sử dụng phổ biến nhất.
2 Điều chỉnh phản ứng kết tủa
Phản ứng kết tủa hóa học được sử dụng để lắng đọng sản phẩm trên bề mặt bột khoáng để tạo thành một hoặc nhiều "lớp biến đổi", để đạt được hiệu quả của việc biến đổi.
3 sửa đổi cơ hóa
Sử dụng ứng suất cơ học để kích hoạt bề mặt như một phương tiện để nghiền và nghiền khoáng chất, các hạt tương đối lớn được làm nhỏ hơn bằng cách nghiền, ma sát, v.v.
4 sửa đổi mảnh ghép
Một số nhóm hoặc nhóm chức năng tương thích với polyme được ghép trên bề mặt của các hạt bằng phản ứng hóa học, để các hạt vô cơ và polyme có khả năng tương thích tốt hơn, để đạt được mục đích kết hợp các hạt vô cơ và polyme.
5 sửa đổi hóa học bề mặt
Phương pháp sửa đổi này hiện là phương pháp được sử dụng rộng rãi nhất trong sản xuất. Nó sử dụng các chất biến đổi bề mặt để phản ứng hóa học hoặc hấp phụ một số nhóm chức năng trên bề mặt khoáng chất để đạt được mục đích biến đổi hóa học.
6 Biến đổi bề mặt năng lượng cao
Sử dụng năng lượng khổng lồ được tạo ra bởi sự phóng điện năng lượng cao, tia cực tím, tia plasma, v.v. để sửa đổi bề mặt của các hạt để làm cho bề mặt hoạt động và cải thiện khả năng tương thích giữa các hạt và polyme.
Các sản phẩm barit được sử dụng rộng rãi trong ngành dầu khí, công nghiệp hóa chất, công nghiệp sơn và công nghiệp đúc kim loại. Ngoài ra, barit cũng có thể được sử dụng một phần trong sản xuất tấm ma sát cho thiết bị vận tải. Bột siêu mịn barit biến tính và polymer cao hữu cơ có khả năng tương thích và ái lực tốt, đồng thời có thể phân tán đồng đều trong ma trận; nó có thể thay thế bari sulfat kết tủa đắt tiền trong giấy tráng một mặt, chất phủ và sơn, giúp giảm chi phí sản xuất. Việc sử dụng các chất điều chỉnh khác để sửa đổi bột barit vẫn có triển vọng lớn và nó vẫn cần sử dụng các phương tiện và phương pháp kỹ thuật cao hơn để tiếp tục khám phá và phát triển.
Công nghệ phân loại bột siêu mịn và thiết bị tiêu biểu của nó
Bột siêu mịn không chỉ là cơ sở để chuẩn bị vật liệu kết cấu mà còn là vật liệu có chức năng đặc biệt. lĩnh vực được yêu cầu.
Với việc ứng dụng bột siêu mịn trong công nghiệp hiện đại ngày càng rộng rãi, vị trí của công nghệ phân loại bột trong chế biến bột ngày càng trở nên quan trọng.
1. Ý nghĩa của việc phân loại
Trong quá trình nghiền thành bột, thường chỉ một phần bột đạt yêu cầu về kích thước hạt. Nếu các sản phẩm đạt yêu cầu không được tách kịp thời, sau đó nghiền thành bột cùng với các sản phẩm không đáp ứng yêu cầu về kích thước hạt sẽ gây lãng phí năng lượng và nghiền quá mức một số sản phẩm. Ngoài ra, sau khi các hạt được tinh chế đến một mức độ nhất định, hiện tượng nghiền và kết tụ sẽ xuất hiện, thậm chí quá trình nghiền sẽ kém đi do sự kết tụ của các hạt lớn hơn.
Vì lý do này, trong quá trình chuẩn bị bột siêu mịn, cần phải phân loại sản phẩm. Một mặt, kích thước hạt của sản phẩm được kiểm soát nằm trong phạm vi phân phối cần thiết; Sau đó nghiền để cải thiện hiệu quả nghiền và giảm tiêu thụ năng lượng.
Với việc cải thiện độ mịn bột cần thiết và tăng sản lượng, độ khó của công nghệ phân loại ngày càng cao hơn. Vấn đề phân loại bột đã trở thành mấu chốt hạn chế sự phát triển của công nghệ bột, và nó là một trong những công nghệ cơ bản quan trọng nhất trong công nghệ bột. một. Vì vậy, việc nghiên cứu công nghệ và thiết bị phân loại bột siêu mịn là rất cần thiết.
2. Nguyên tắc phân loại
Phân loại theo nghĩa rộng là chia các hạt thành nhiều phần khác nhau bằng cách sử dụng các đặc điểm khác nhau về kích thước, mật độ, màu sắc, hình dạng, thành phần hóa học, từ tính và phóng xạ của hạt.
Phân loại theo nghĩa hẹp dựa trên thực tế là các hạt có kích thước hạt khác nhau chịu lực ly tâm, lực hấp dẫn, lực quán tính, v.v. trong môi trường (thường là không khí và nước), dẫn đến các quỹ đạo chuyển động khác nhau, để nhận ra phân loại các hạt có kích thước hạt khác nhau.
3. Phân loại bộ phân loại
Theo phương tiện được sử dụng, nó có thể được chia thành phân loại khô (môi trường là không khí) và phân loại ướt (môi trường là nước hoặc các chất lỏng khác). Đặc điểm của phân loại khô là không khí được sử dụng làm chất lỏng, chi phí thấp và thuận tiện.
Theo việc nó có các bộ phận chuyển động hay không, nó có thể được chia thành hai loại:
(1) Máy phân loại tĩnh: Máy phân loại không có bộ phận chuyển động, chẳng hạn như máy phân loại trọng lực, máy phân loại quán tính, máy phân tách lốc xoáy, máy phân loại luồng không khí xoắn ốc và máy phân loại tia nước, v.v. Loại máy phân loại này có cấu trúc đơn giản, không cần nguồn điện, và có chi phí vận hành thấp. Việc vận hành và bảo trì thuận tiện hơn, nhưng độ chính xác phân loại không cao, vì vậy nó không phù hợp để phân loại chính xác.
(2) Bộ phân loại động: Có các bộ phận chuyển động trong bộ phân loại, chủ yếu đề cập đến các bộ phân loại tuabin khác nhau. Loại máy phân loại này có cấu tạo phức tạp, cần nguồn điện, tiêu tốn nhiều năng lượng nhưng độ chính xác phân loại cao, dễ điều chỉnh kích thước hạt của máy phân loại. Miễn là tốc độ quay của bánh công tác được điều chỉnh, kích thước hạt cắt của bộ phân loại có thể thay đổi, phù hợp để phân loại chính xác.
Thiết bị chấm điểm điển hình
(1) phân loại ướt
Việc phân loại ướt bột siêu mịn chủ yếu được chia thành loại trọng lực và loại ly tâm theo tình hình thị trường hiện tại.
(2) Phân loại khô
Hầu hết các máy phân loại khô sử dụng trường lực ly tâm và trường lực quán tính để phân loại bột, và chúng là thiết bị phân loại mịn quan trọng với sự phát triển nhanh chóng hiện nay. Sau đây là một số thiết bị tiêu biểu.
Máy phân loại không khí ly tâm hình nón. Máy phân loại không khí ly tâm hình nón thực hiện việc tách bột thô và bột mịn dưới tác động của lực ly tâm. Kích thước hạt tốt nhất của thành phẩm của thiết bị này có thể đạt khoảng 0,95μm và độ chính xác phân loại d75/d25 có thể đạt tới 1,16.
Thiết bị không có bất kỳ bộ phận chuyển động nào và góc của bộ làm lệch hướng có thể được điều chỉnh trong khoảng từ 7° đến 15°. Thiết bị có cấu trúc nhỏ gọn, hiệu quả phân loại cao, hoạt động an toàn và đáng tin cậy.
Công nghệ phủ bề mặt bột siêu mịn
Bột siêu mịn (thường dùng để chỉ các hạt có kích thước hạt micron hoặc nanomet) có đặc điểm là diện tích bề mặt riêng lớn, năng lượng bề mặt cao và hoạt động bề mặt cao, do đó, nó có các đặc tính quang, điện và từ tuyệt vời mà nhiều loại bột khác khó sánh kịp. vật liệu số lượng lớn. , tính chất nhiệt và cơ học. Tuy nhiên, do hiệu ứng kích thước nhỏ, hiệu ứng kích thước lượng tử, hiệu ứng giao diện và bề mặt cũng như hiệu ứng đường hầm lượng tử vĩ mô của bột siêu mịn nên rất dễ kết tụ trong môi trường không khí và chất lỏng. Nếu nó không được phân tán, siêu mịn kết tụ Bột không thể duy trì đầy đủ các đặc tính cụ thể của nó. Cách hiệu quả nhất để phân tán bột siêu mịn là sửa đổi bề mặt của nó. Trong những năm gần đây, công nghệ biến đổi bề mặt bột đã trở thành một trong những công nghệ hot được mọi người chú ý. Trong số đó, sửa đổi lớp phủ bề mặt là một loại công nghệ sửa đổi bề mặt quan trọng. Lớp phủ, còn được gọi là lớp phủ hoặc lớp phủ, là phương pháp phủ bề mặt của các hạt khoáng chất bằng các chất vô cơ hoặc hữu cơ để đạt được sự biến đổi.
Hiện nay, có một số phương pháp phân loại công nghệ phủ bề mặt của bột siêu mịn theo các phương pháp khác nhau. Ví dụ, theo trạng thái của hệ thống phản ứng, nó có thể được chia thành: phương pháp phủ pha rắn, phương pháp phủ pha lỏng và phương pháp phủ pha khí; theo tính chất của vật liệu vỏ, nó có thể được chia thành: phương pháp phủ kim loại, phương pháp phủ vô cơ và phương pháp phủ hữu cơ; Các đặc tính của lớp phủ có thể được chia thành: phương pháp phủ vật lý và phương pháp phủ hóa học, v.v.
Phương pháp phủ pha rắn
1) Phương pháp cơ hóa
2) Phương pháp phản ứng pha rắn
Phương pháp phản ứng ở trạng thái rắn là trộn kỹ chất được phủ với muối kim loại hoặc oxit kim loại thông qua quá trình nghiền, sau đó trải qua phản ứng ở trạng thái rắn khi nung ở nhiệt độ cao để thu được bột phủ siêu mịn micro/nano.
3) Phương pháp năng lượng cao
Phương pháp phủ các hạt siêu mịn bằng các hạt năng lượng cao như tia cực tím, phóng điện corona và bức xạ plasma được gọi chung là phương pháp năng lượng cao. Đây là một công nghệ sơn tĩnh điện tương đối mới.
4) Phương pháp bọc polyme
Phủ một lớp chất hữu cơ lên bề mặt bột có thể tăng cường tác dụng chống ăn mòn, cải thiện khả năng thấm ướt và ổn định trong môi trường hữu cơ, đồng thời tăng cường khả năng điều tiết giao thoa trong vật liệu composite, bằng cách neo giữ các phân tử hoạt động hoặc phân tử sinh học và có chức năng sinh học.
5) Phương pháp sửa đổi vi nang
Sửa đổi phương pháp vi nang là phủ một lớp màng đồng nhất ở quy mô micron hoặc quy mô nano lên bề mặt của các hạt mịn để sửa đổi các đặc tính của bề mặt hạt.
Phương pháp phủ chất lỏng
Công nghệ phủ pha lỏng là đạt được lớp phủ bề mặt trong môi trường ẩm ướt thông qua các phương pháp hóa học. So với các phương pháp khác, nó có ưu điểm là quy trình đơn giản, chi phí thấp và dễ hình thành cấu trúc lõi-vỏ hơn. Các phương pháp pha lỏng thường được sử dụng bao gồm phương pháp thủy nhiệt, phương pháp kết tủa, phương pháp sol-gel, phương pháp tạo mầm không đồng nhất và mạ điện.
1) Phương pháp thủy nhiệt
2) Phương pháp sol-gel
3) Phương pháp kết tủa
Phương pháp kết tủa là thêm dung dịch muối kim loại của vật liệu phủ vào huyền phù nước của bột phủ, sau đó thêm chất kết tủa vào dung dịch để làm cho ion kim loại kết tủa và kết tủa trên bề mặt bột để đạt được bề mặt hiệu ứng lớp phủ.
4) Phương pháp tạo mầm không đồng nhất
5) Phương pháp mạ điện
Phương pháp mạ điện phân đề cập đến công nghệ mạ trong đó dung dịch mạ trải qua phản ứng oxy hóa khử tự xúc tác mà không có dòng điện bên ngoài và các ion kim loại trong dung dịch mạ trải qua phản ứng khử để trở thành các hạt kim loại lắng đọng trên bề mặt bột .
6) Phương pháp vi nhũ tương
7) Phương pháp keo tụ khác
lớp phủ hơi
Phương pháp phủ pha khí là sử dụng chất biến đổi trong hệ siêu bão hòa để tập trung trên bề mặt của các hạt để tạo thành một lớp phủ trên các hạt bột. Nó bao gồm lắng đọng hơi vật lý và lắng đọng hơi hóa học. Cái trước dựa vào lực van der Waals để đạt được lớp phủ hạt và lực liên kết giữa lõi và vỏ không mạnh; loại thứ hai sử dụng các chất khí để phản ứng trên bề mặt của các hạt nano để tạo thành các chất rắn lắng đọng để đạt được hiệu ứng phủ. Dựa vào liên kết hóa học.
Với sự phát triển của khoa học và công nghệ, công nghệ sơn tĩnh điện sẽ được cải tiến hơn nữa và dự kiến sẽ điều chế được các hạt composite siêu mịn đa chức năng, đa thành phần và ổn định hơn, mở ra triển vọng ứng dụng rộng rãi hơn cho các hạt composite.
Quy trình sản xuất bột siêu mịn - Impact pulverization
Đó là một phương pháp đã được sử dụng rộng rãi từ thời cổ đại để nghiền cơ học các vật liệu rời thành bột. Hiện nay, bột siêu mịn số lượng lớn vẫn chủ yếu dựa vào nghiền cơ học. Các thiết bị nghiền siêu mịn thường được sử dụng bao gồm: máy nghiền tự sinh, máy nghiền phản lực, máy nghiền tác động cơ học tốc độ cao, máy nghiền rung, máy nghiền khuấy (bao gồm các loại máy nghiền cát, máy nghiền tháp, v.v.), máy nghiền keo (bao gồm cả máy đồng nhất, v.v.), máy nghiền bi , nhà máy Raymond, v.v.
Nghiền cơ học thường được sử dụng để sản xuất bột lớn hơn 1 μm. Một số ít thiết bị, chẳng hạn như máy nghiền phản lực, có thể được sử dụng để sản xuất vật liệu nhỏ hơn 1 μm, có thể nghiền vật liệu đến mức dưới micron, nghĩa là 0,1 + 0,5 μm. Cấu trúc của nó là khí nén do máy nén khí tạo ra được phun ra từ vòi và bột va chạm với nhau trong dòng phản lực và bị nghiền nát.
Nguyên liệu thô được nạp từ phễu, được tăng tốc đến tốc độ siêu âm nhờ vòi Venturi và được đưa vào máy nghiền bột; trong khu vực nghiền thành bột được hình thành bởi chất lỏng phun ra từ vòi nghiền bên trong máy nghiền, các hạt vật liệu va chạm với nhau, chà xát và nghiền thành bột mịn. Trong số đó, những người mất lực ly tâm và được đưa vào trung tâm của máy nghiền bột là bột siêu mịn; bột thô không bị mất lực ly tâm và tiếp tục được nghiền thành bột trong băng tải nghiền.
Nhà máy phản lực được phát triển ở Đức đình chỉ và va chạm bột nhỏ hơn 0,088mm thành bột siêu mịn, vì vậy nó có thể tạo ra các sản phẩm có nhiều loại khác nhau không lớn hơn 44μm và kích thước hạt trung bình có thể đạt tới 1, 2, 3, 4μm. Loại máy nghiền phản lực này có hiệu suất sản xuất cao, không gây ô nhiễm môi trường và sản phẩm có độ tinh khiết cao, hạt mịn và không kết tụ. Nó là một thiết bị mài siêu mịn lý tưởng. Xu hướng phát triển kỹ thuật của phương pháp nghiền cơ học là cải thiện công nghệ xử lý trên cơ sở hiện có, phát triển thiết bị nghiền siêu mịn hiệu quả cao và tiêu thụ thấp, thiết bị phân loại mịn và hỗ trợ thiết bị xử lý phụ trợ, đồng thời mở rộng giới hạn kích thước hạt của nghiền cơ học, đồng thời nâng cao năng lực chế biến, hình thành quy mô kinh tế.
Trong quy trình nghiền siêu mịn, thiết bị phân loại mịn cũng được yêu cầu để tách kịp thời các vật liệu bột mịn đủ tiêu chuẩn, nâng cao hiệu quả của hoạt động nghiền và kiểm soát sự phân bố kích thước hạt của sản phẩm. Hiện nay, có hai loại thiết bị phân loại thường được sử dụng: một là phân loại khô, thường là máy phân loại gió ly tâm hoặc tuabin; cái còn lại là thiết bị phân loại ướt, thường sử dụng máy phân loại ly tâm xoắn ốc nằm ngang, đường kính nhỏ và hydrocyclone góc hình nón nhỏ, và hydrocyclone, v.v.
Nói chung, phân loại thủy lực được sử dụng và các phương pháp thường được sử dụng là phương pháp lắng, phương pháp tràn, phương pháp lốc xoáy và phương pháp ly tâm. Phương pháp lắng sử dụng cơ chế tốc độ lắng khác nhau trong nước đối với các kích thước hạt khác nhau để phân loại; cơ chế của phương pháp tràn tương tự như phương pháp lắng, điểm khác biệt là tốc độ dòng nước lớn hơn tốc độ lắng hạt, do đó đưa ra bột mịn; phương pháp lốc xoáy Bùn quay với tốc độ cao trong lốc xoáy để tạo ra lực ly tâm, và kích thước hạt khác nhau, lực ly tâm cũng khác nhau, do đó có thể tách các hạt lớn và nhỏ; phương pháp ly tâm là bùn quay với tốc độ cao trong máy ly tâm và lực ly tâm do các hạt có kích thước khác nhau tạo ra cũng khác nhau.
Sau khi phân loại, các sản phẩm thu được có kích thước hạt khác nhau được khử nước và sau đó sấy khô.
Trong quá trình nghiền siêu mịn, kích thước hạt của bột mịn, diện tích bề mặt riêng và năng lượng bề mặt của nó đều lớn. Kích thước hạt càng mịn thì độ bền cơ học của vật liệu càng cao. Do đó, mức tiêu thụ năng lượng của quá trình nghiền thành bột siêu mịn cao và bột dễ kết tụ dưới lực cơ học lặp đi lặp lại. Để nâng cao hiệu quả nghiền, ngoài việc tăng cường phân loại, chất trợ nghiền và phụ gia đôi khi được thêm vào.
Quy trình sản xuất của phương pháp nghiền cơ học đơn giản hơn so với phương pháp tổng hợp hóa học, sản lượng lớn, chi phí thấp và vi bột được tạo ra không có sự kết tụ. Tuy nhiên, không thể tránh khỏi việc lẫn tạp chất trong quá trình nghiền và hình dạng hạt của sản phẩm nghiền nói chung không đều, khó thu được các hạt mịn nhỏ hơn 1 μm.