山寶破碎機粉石英的超細粉碎表面改性研究
發(fā)表時間：2010-01-28 文章來源：
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、化學惰性和良好的耐酸腐蝕性，因此，可廣泛應用于陶瓷、玻纖、耐火材料等領域，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，得到適應現(xiàn)代工業(yè)應用的超細、預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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