圖1 白云母
云母屬于較難磨礦物之一，云母高端產(chǎn)品對(duì)云母粉體的要求較高。
1、原料分析
原料為河南洛陽某白云母精礦，密度為2.78g/cm3，化學(xué)組分見表1，粒度分布見表2。
表1 白云母精礦化學(xué)組分
表2 白云母精礦粒度分布
2、工業(yè)試驗(yàn)流程
首先將原料配制成一定料漿，并加入助磨劑；然后將料漿以一定給礦量均勻的加入到雙槽高強(qiáng)度攪拌磨機(jī)（容積為10m3）中，按一定的工藝參數(shù)進(jìn)行試驗(yàn)。當(dāng)攪拌磨中料漿粒度穩(wěn)定時(shí)每隔15min取樣一次，連續(xù)取樣3h，將料漿混合均勻并抽濾干燥，最后將試樣進(jìn)行檢測(cè)。
主要考察Al2O3瓷球用量、攪拌磨轉(zhuǎn)速等因素對(duì)白云母超細(xì)磨效果的影響。其中Al2O3瓷球級(jí)配為小球、中球、大球比例，小球粒徑為2.0-2.5mm，中球粒徑為2.5-3.0mm，大球粒徑為3.0-3.5mm。
3、磨介用量對(duì)白云母超細(xì)磨效果的影響
試驗(yàn)條件：Al2O3瓷球的級(jí)配為4：2：3（小球：中球：大球，后同），轉(zhuǎn)速為135r/min，超細(xì)磨給料量為0.39t/h，濃度為47%-48%，六偏磷酸鈉用量為3‰（云母干礦質(zhì)量的百分比），試驗(yàn)結(jié)果見圖2和表3。
圖2 磨介質(zhì)量對(duì)白云母超細(xì)磨粒度的影響
表3 磨介質(zhì)量對(duì)白云母超細(xì)磨產(chǎn)品D90粒徑的影響
由圖2和表3可知，隨Al2O3瓷球磨介用量的增加，白云母超細(xì)磨產(chǎn)品中除-2.5μm含量基本不變外，各粒級(jí)累計(jì)含量均增大。當(dāng)攪拌磨中磨介質(zhì)量為9t時(shí)，白云母超細(xì)磨產(chǎn)品中-13μm和-23μm分別為31.29%和44.2%，+75μm含量為23.45%，D90粒徑為122.6μm，比表面積為271.2m2/kg。當(dāng)增加250kg 3-3.5mm Al2O3的瓷球時(shí)，白云母超細(xì)磨產(chǎn)品中-13μm和-23μm分別為38.77%和54.9%，比9t磨介用量時(shí)分別增加了7.48%和10.7%，+75μm含量為14.41%，比磨介質(zhì)量為9t時(shí)減少了9.04%，此時(shí)D90粒徑為91.7μm，比表面積為277.1m2/kg。
由此可見，適當(dāng)增加大球比例可提高白云母超細(xì)磨效率。這是由于加入3.0-3.5mm粒徑的Al2O3瓷球后，攪拌磨中料球比減小，磨介與云母顆粒撞擊的幾率增大，磨礦效率提高。另外，3.0-3.5mm粒徑磨介的加入增大了大球的比例，磨介對(duì)物料的沖擊粉碎力相對(duì)增大，使得白云母粗粒徑顆粒相應(yīng)減少。
4、攪拌磨轉(zhuǎn)速對(duì)白云母磨礦效果的影響
攪拌速率對(duì)白云母粉體-13μm含量的影響特別顯著，適當(dāng)調(diào)整攪拌磨轉(zhuǎn)速，以研究白云母超細(xì)磨顆粒的變化情況。試驗(yàn)條件：Al2O3瓷球質(zhì)量9.25t，磨介級(jí)配為4：2：3，給料量為0.39t/h，濃度為47%-48%，六偏磷酸鈉用量為3‰，試驗(yàn)結(jié)果見圖3和表4。
圖3 攪拌磨轉(zhuǎn)速對(duì)云母超細(xì)磨粒度的影響
表4 攪拌轉(zhuǎn)速對(duì)白云母超細(xì)磨D90粒徑的影響
由圖3及表4可知，隨著攪拌磨轉(zhuǎn)速的增加，白云母超細(xì)磨產(chǎn)品的各粒級(jí)累計(jì)含量和比表面積均增加，D90粒徑較小。當(dāng)轉(zhuǎn)速為135r/min時(shí)，白云母超細(xì)磨產(chǎn)品中-13μm和-23μm分別為38.77%和54.9%，+75μm含量為14.41%，D90粒徑為91.7μm，比表面積為277.1m2/kg。轉(zhuǎn)速提高至161r/min時(shí)，白云母超細(xì)磨產(chǎn)品中-13μm和-23μm分別為52.1%和82.02%，比攪拌磨轉(zhuǎn)速為135r/min時(shí)分別增加了13.33%和27.12%，此時(shí)+75μm含量為9%，D90粒徑為70.56μm，比表面積為394.5m2/kg，比攪拌磨轉(zhuǎn)速為135r/min時(shí)增加了117.4m2/kg。
由此可見，增大攪拌磨轉(zhuǎn)速可較大的減小云母粉粒度，較大的增加白云母超細(xì)粉的比表面積。原因在于物料在超細(xì)磨礦的過程中受到三個(gè)力的作用：（1）由于研磨介質(zhì)之間的相互撞擊而產(chǎn)生的沖擊力；（2）因研磨介質(zhì)的轉(zhuǎn)動(dòng)產(chǎn)生的剪切力；（3）由于研磨介質(zhì)中放入攪拌棒而留下空間，攪拌棒對(duì)物料產(chǎn)生沖擊力和摩擦力。當(dāng)攪拌速率提高時(shí)，沖擊力、剪切力及摩擦力都會(huì)增大，在綜合力的作用下，使物料得到更充分的剝離、解理而磨細(xì)。
5、不同給礦量對(duì)白云母超細(xì)磨效果的影響
磨礦時(shí)間對(duì)白云母超細(xì)磨產(chǎn)品的影響顯著，通過調(diào)節(jié)給礦量來調(diào)整物料的磨礦時(shí)間，給礦量越小則磨礦時(shí)間越長(zhǎng)。試驗(yàn)條件：攪拌磨中Al2O3瓷球磨介9.25t，磨介級(jí)配4：2：3，濃度為47.5%-48%，六偏磷酸鈉用量為2.5‰，攪拌磨轉(zhuǎn)速為161r/min，試驗(yàn)結(jié)果見表5和表6。
表5 不同給礦量下白云母粉體粒度累計(jì)分布表
表6 不同給礦量對(duì)白云母超細(xì)粉體性能的影響
由表5和表6可知，隨著給礦量的減小，白云母超細(xì)磨產(chǎn)品中-13μm和-23μm的含量及白云母超細(xì)粉的比表面積逐漸增大，D90粒徑逐漸減小。當(dāng)給礦量為0.8t/h時(shí)，白云母超細(xì)磨產(chǎn)品中-13μm和-23μm的含量分別為45.39%和62.60%，D90粒徑為78.95μm，比表面積為318.0m2/kg。將給礦量將為0.67t/h時(shí)，白云母超細(xì)磨產(chǎn)品中-13μm和-23μm的含量分別提高了8.96%和7.6%，達(dá)到54.35%和70.20%，此時(shí)，D90粒徑為65.57μm，比表面積為394.8m2/kg。進(jìn)一步減小給礦濃度至0.39t/h時(shí)，白云母超細(xì)磨產(chǎn)品中-13μm和-23μm的含量較給礦量為0.67t/h時(shí)變化不大，分別為71.95%和84.70%，此時(shí)D90粒徑為62.96μm，比表面積為440.9m2/kg。
綜上可知，白云母超細(xì)磨的給礦量的減小可使白云母超細(xì)粉粒度減小，這是由于超細(xì)磨給礦量減小，白云母在攪拌磨中停留時(shí)間增加，導(dǎo)致磨礦時(shí)間相應(yīng)的增加，白云母粉粒度減小。但給礦量從0.67t/h降低至0.39t/h時(shí)，白云母超細(xì)磨產(chǎn)品的粒度及比表面積變化不大，由于給礦量減小至一定程度后白云母超細(xì)粉粒度變化較小，同時(shí)能耗大幅度增加，導(dǎo)致生產(chǎn)成本提高。故工業(yè)生產(chǎn)中可根據(jù)實(shí)際需要在0.39t/h-0.67t/h之間選擇適宜的給礦量。
6、不同磨礦濃度對(duì)白云母超細(xì)磨效果的影響
磨礦濃度雖為一般影響因素，但對(duì)工業(yè)生產(chǎn)成本及產(chǎn)品質(zhì)量意義重大。試驗(yàn)條件：磨介Al2O3瓷球質(zhì)量9.25t，磨介級(jí)配為4：2：3，給礦量為0.5t/h左右，六偏磷酸鈉用量為4‰。試驗(yàn)結(jié)果見表7、圖4和圖5。
表7 不同磨礦濃度下白云母粉體粒度累計(jì)分布表
圖4 磨礦濃度對(duì)粒級(jí)累計(jì)含量的影響
圖5 磨礦濃度對(duì)云母粉比表面積和D90粒徑的影響
由表7和圖4、圖5可知，隨著攪拌磨磨礦濃度的增加，白云母超細(xì)磨產(chǎn)品中-13μm和-23μm的含量及白云母超細(xì)粉的比表面積均先增大后減小，D90粒徑先減小后增大。當(dāng)磨礦濃度約為47%時(shí)，白云母超細(xì)磨產(chǎn)品中-13μm和-23μm的含量分別為51.89%和67.74%，D90粒徑為74.05μm，比表面積為387.5m2/kg。當(dāng)磨礦濃度增加到49%時(shí)，白云母超細(xì)磨產(chǎn)品中-13μm和-23μm的含量最大，分別為56.45%和70.62%，D90粒徑為67.82μm，比表面積為421.7m2/kg。磨礦濃度進(jìn)一步增加至50%左右時(shí)，白云母超細(xì)磨磨礦效果變差，此時(shí)產(chǎn)品中-13μm和-23μm的含量分別為52.06%和66.68%，D90粒徑為72.93μm，比表面積為399.1m2/kg。當(dāng)磨礦濃度大于50%后，料漿流動(dòng)度急劇下降，導(dǎo)致給料困難且給礦濃度60%左右時(shí)料漿失去流動(dòng)性。另外，磨礦濃度過高時(shí)，攪拌磨的電流大幅度增加，料漿粘性較大，導(dǎo)致出料困難，磨礦效率大大降低，故白云母超細(xì)磨磨礦濃度控制在49%左右。可見工業(yè)試驗(yàn)的最佳磨礦濃度為49%。
7、助磨劑用量對(duì)白云母超細(xì)粉磨效果的影響
利用助磨劑進(jìn)行濕法磨礦生產(chǎn)超細(xì)粉體，國(guó)內(nèi)外研究較多。試驗(yàn)條件：磨礦濃度為49%左右，給礦量為0.52t/h，攪拌磨轉(zhuǎn)速為161r/min，Al2O3瓷球磨介重9.25t，磨介級(jí)配為4：2：3。試驗(yàn)結(jié)果見表8和表9。
表8 不同六偏磷酸鈉用量下白云母粒度累計(jì)分布表
表9 不同用量六偏磷酸鈉對(duì)白云母粉體比表面積的影響
由表8和表9可知，六偏磷酸鈉用量由0.25‰升至0.4‰時(shí)，白云母超細(xì)磨產(chǎn)品中各粒級(jí)累計(jì)含量和比表面積均降低，D90粒徑增大。當(dāng)六偏磷酸鈉用量為2.5‰時(shí)，白云母超細(xì)磨產(chǎn)品中-13μm和-23μm含量分別為56.45%和70.62%，+150μm含量在5‰以內(nèi)，D90粒徑為67.82μm，比表面積為421.7m2/kg。當(dāng)六偏磷酸鈉的用量增加至4‰時(shí)，白云母超細(xì)磨產(chǎn)品中-13μm含量略微降低，為56.06%，-23μm含量比2.5‰六偏磷酸鈉用量時(shí)降低了3.94%，達(dá)到66.68%，此時(shí)D90粒徑為72.93μm，比表面積為399.1m2/kg。
綜上所述，六偏磷酸鈉做白云母超細(xì)磨助磨劑時(shí)，要控制使用量，適當(dāng)加入助磨劑有助于磨礦，但六偏磷酸鈉用量過大不利于磨礦，六偏磷酸鈉最佳用量為2.5‰。
8、工業(yè)試驗(yàn)最優(yōu)條件驗(yàn)證試驗(yàn)
在工業(yè)試驗(yàn)的基礎(chǔ)上，采用最佳的工藝條件進(jìn)行白云母攪拌磨試驗(yàn)。試驗(yàn)條件：Al2O3瓷球質(zhì)量為9.25t，磨介級(jí)配為4：2：3，給礦量為0.39t/h，給礦濃度為49%，六偏磷酸鈉用量為2.5‰，攪拌磨轉(zhuǎn)速為161r/min。
在最佳工藝條件下，白云母超細(xì)磨產(chǎn)品中-13μm和-23μm含量分別為58.01%和72.75%，此時(shí)D90粒徑為62.28μm，比表面積達(dá)到452.9m2/kg。
（摘自：白云母超細(xì)粉體的制備及助磨機(jī)理的研究，作者：郭高魏）
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