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矿物颗粒的形态处理惩罚
发表日期:2019/3/1       点击:363
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矿物颗粒的形态处理惩罚

非金厲矿物的颗粒形态处理惩罚通常是矿物质料加工的一个重要内容。矿物颗粒形态处理惩罚的关键是在 粉碎、磨剥解离或松解过程中,要最大限度地保护和展现矿物晶体结构特征。在形态处理惩罚的同时也包 含矿物精选。颗粒的形态处理惩罚与矿物精加工密不可分。

(一)充实发挥矿物质料的颗粒形态特性

颗粒形态对质料性能与质量有明显影响,,制造云母增强塑料(聚丙烯PP)时,使用200-HK 母粉-62 (xm45%,径厚比5)与使用同样比例的325 - S云母粉-62 fjuri84% ,径厚比 30)相比,其制品抗拉强度提高8%,弯曲强度提高8. 75%,比未使用云母增强的聚丙烯(PP)制品 强度分别提高34%及43. 75%。

用同一种矿物原料生产不同质料时,对矿物颗粒形态的要求也不同。制造石棉水泥制品时要求增 强纤维中含有一定堡的硬结构纤维,以利于纤维分散及成型脱水过滤,并改善刚度,纤维长径比25 ~ 8〇效果较好。生产石棉纺织制品时则要强调纤维的可纺性,其长径比一般大于1000。矿物颗粒的形态 处理惩罚方法及功能见表2

2矿物颗粒形态处理惩罚的主要方法

矿物形态 解离方法

主要功能

举 例

层片状矿物

(1) 磨剥解阅

(2) 膨胀剥离

提高界面黏附力,除杂.复合质料增强. 增加光泽,耐尚温

鳞片石墨,石墨线.胶体石墨.云母粉,珠光云 母,膨胀蛭石

纤维状矿物

0 )机械梳棉 (2)磨剥解离

可纺性,复合质料增强,绝热、隔音,界 面吸附活性

海泡石制品.摩擦质料.密封质料

颗粒状矿物

(1) 超细粉碎

(2) 胶体磨碎

(3) 超傚细粉碎

复合增强与性能调节.减摩、增白,稳定 性,可塑性,高纯超纯化

石英、滑石、硅藻土,催化剂载体,各类精细陶 瓷.涂料、颜料

粘土矿物

(1) 超细磨

(2) 剥片法

胶体性,离子交换性,吸附性,陶瓷烧结 性.高比表面与化学活性

高岭土、膨润土、伊利石、海泡石、累托石、凹 凸摔石粘土

(二) 促使矿物颗粒充实分散于流体中

使矿物颗粒充实分散到液体或气体中,目的是促进两相流的化学或物理化学反应,或者使矿物材 料在液体中形成稳定的分散相。分散及分散相的稳定水平主要决定于矿物的粒径大小、颗粒密度、形 状尺寸、摩擦系数、介质黏度、界面电性,以及介质与颗粒质料的亲和能力等。通常制备界面改性材 料及化学处理惩罚矿物颗粒,要求矿物颗粒有尽可能微小的尺寸;制备稳定的分散相质料,还要求提高或 改变质料的表面化学活性及介质亲和能力,

(三) 功能矿物质料的成型

细磨或充实松解的矿物质料可以改善它的可塑性,便于使用浇注、挤出、喷射、抄取、模压、胶 结、塑性成型等各种手段制取各种成型制品比表面积的增大可改善不同物质之间的物理化学反应速 度和紧密成型能力,同时提高与胶结质料的黏结能力,改善成型性功能矿物质料的加工性、提髙综合性能合理的颗粒级配及纤维长径比的配合,可以提高复合质料中填充增强剂的最大堆砌密度,从而 以最经济的配方和最少的黏结剂,取得最好的制品强度与性能(

 矿物机械化学改性

超细机械作用导致矿物的机械化学变化主要表现在①形成表面和体相缺陷;②表面结构及化学 组成发生变化;③表面电子受力被激发,产生等离子体;④表面键断裂,引起表面能M变化;⑤晶型 转变;⑥形成纳米相复合层及非晶态表面。

机械化学改性的最主要原因是:颗粒的不断破裂解离使表面积增大,同时表面能也不断增加,并 形成表面非晶态覆盖物。其吸附能力、电荷密度、水溶性、化学反应活性、聚团行为及黏附能力也迅 速增加,主要取决于以颗粒物理特性为主导的粗颗粒体积效应,进而变为体积效应与表面效应均占主 要地位的又一类质料

机械化学为质料复合,尤其是金属、非金属的多相组分复合提供了有效的手段。设计表面反应的 类型、革新粉体改性技术,可使有机物、无机物及金属微粒等在高能机械外力的作用下,自组合 (Self-rganiZatill)成新颖的纳米相结构层,为粉体质料的改性、设计以及开发先进的无机-有机复合功 能质料提供新的途径。

矿物质料的外场加工

矿物质料的外场加工包括:超声波改性,电磁波及粒子束辐射改性,微波等离子体、热处理惩罚改性 等。通过外场作用,诱发矿物晶格产生缺陷,改变矿物的性质和状态,激发矿物及其他反应物的化学 活性特别是在矿物质料的表面改性、化学改性及掺杂与复合中,利用外场可加速这些反应过程超 声波的高频率具有比声波20 Hz20 kHz)更大的能M,其主要特点是:波是非,能量易于集中, 町形成很大的强度,产生剧烈的振动,并导致很多特殊作用,如液相中的空腔作用等,结果产生机械、 热、光、电、化学及生物效应,从而改变矿物的性质和状态

根据电磁波波长的不同,电磁波可分为7射线、紫外线、可见光、红外线、微波及无线电波等。 粒子乘则主要包括具有一定能量的电子、中子及各种离子束:电磁波及粒子束在矿物加工中得到广泛 应用利用辐射改变矿物性能,如X射线,7射线可诱发矿物晶格产生缺陷,可激发位于价带的电子 进人导带,从而在价带留下空穴;矿物表面的空穴有促进阴离子吸附的作用。照射能产生自由基,并 加速矿物在水中或空气中的氧化,从而可显著提高化学活性。辐射对矿物接触角的影响,这些变化在 高纯矿物提取、矿物分离和界面效应等方面具有重要的应用。如磷酸盐类的纳米粒子,接纳传统的加 热方式至少3 h,用微波辐射只需6 min左右即可得到均匀分散的球形微粉。利用微波等离子体反应已 制得了约l〇nm的Fe20,、Ti021203纳米粉体,通过加热的方法也可实现矿物质料化学组成、物理 性质等改变。如经过加热处理惩罚后高岭土的物理化学性质改变了,主要为白度增高,密度减小,比表面 积增大,吸油性、遮盖力和耐磨性提高,绝缘性和热稳定性提高=热处理惩罚技术在煤系高岭土的开发利 用中占有重要地位,基本上是必须的工艺。



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