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  東阿東大科技有限公司位于東阿城西,毗鄰濟館高速,地理優(yōu)越,交通方便,公司集助磨劑,水泥助磨劑,液體助磨劑-產(chǎn)品研發(fā)、生產(chǎn)、銷售于一體,擁有生產(chǎn)各種水泥外加劑的自動化設(shè)備和成套生產(chǎn)線、有一支高水平的科技研發(fā)隊伍和一批高素質(zhì)管理人才,為企業(yè)的產(chǎn)品研發(fā)生產(chǎn)奠定了堅實的基礎(chǔ)。 詳細信息>>
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助磨劑的研究現(xiàn)狀與發(fā)展前景

作者:admin 來源:未知 日期:2012/11/14 17:15:50 人氣:
助磨劑的定義和分類
  助磨劑是一種添加劑,適量地加入到被粉磨的物料中,能通過它對顆粒表面的物理化學(xué)作用,發(fā)揮力學(xué)效能,得以提高物料的易碎性和分散性,從而提高粉磨細度和降低粉磨電耗。
  按使用時的狀態(tài)分,助磨劑可以分為;固體、液體和氣體助磨劑.固體助磨劑有:硬脂酸鹽類、膠體二氧化硅、膠體石墨、炭黑、粉煤灰、石膏等;液體助蘑劑有:有機硅、三乙醇胺、乙二醇、丙二醇、聚丙烯酸脂、聚羧酸鹽等;氣體助磨劑有:蒸氣狀的極性物質(zhì)以及非極性性物質(zhì)等。按化學(xué)結(jié)構(gòu)助磨劑可以分為三類:聚合無機鹽、聚合有機鹽及復(fù)合化合物。
  2助磨劑的作用
  2.1塑性變形
  被粉碎物料顆粒吸附一層單分子膜的助磨劑后,吸附分子與礦物顆粒表面缺陷組織之間的電子轉(zhuǎn)移,使有些離子晶型的物料的顯微硬度降低,加快塑性變形,促進粉碎過程。
  2.2降低物料的強度
  當(dāng)?shù)V物顆粒表面吸附了助磨劑分子后,表面能大大下降,相應(yīng)的物料抗張強度也降低。如下表所示:




  2.3防止凝聚和粘壁物料的新生表面
  由于受范德華力和靜電力的作用,很容易凝聚和包球.但是,新生表面一旦吸附助磨劑,其活性頓時下降,從而減小凝聚性、粘壁性,提高丁流動性,有利于粉碎,更有利于分級,這種有效的分散、解聚作用是助磨劑的重要的功能。
  2.4緩蝕作用
  在濕磨過程中,氧的存在將顯著加速球的腐蝕和磨損,磨機中球和襯板局部的電化學(xué)腐蝕也是很嚴(yán)重的。研究表明,在鉛鋅硫化礦磨礦時,通過控制pH值,添加助蘑劑,球的磨損明顯降低,主要原因是助磨劑的添加一定程度上排除和抑制了氧的作用,消除了電化學(xué)腐蝕反應(yīng)。
  2.5 選擇性磨碎作用
  在磨礦過程中,原料通常都不是單一的礦物。不同的礦物,在后續(xù)的作業(yè)中粒度要求不盡相同。有些藥劑對不同的礦物具有選擇性磨碎作用。試驗表明,磁鐵礦和石英混合,添加200g/t CaO,礦漿濃度≥75%時,磁鐵礦的選擇性磨碎效果顯著。
  2.6 改善產(chǎn)品應(yīng)用性能
  為了提高產(chǎn)品在應(yīng)用中的分散性和流動性,有些物料粉碎時也要加入助磨劑進行改性。
  例如:在粉碎氧化鐵系顏料時加入0.5%~1 n硬脂酸助磨劑,不僅增產(chǎn)26%,而且所粉碎的鐵紅顏料制造油漆的分散時間也縮短了50%。對于一種助磨劑加入到被粉碎物料之中,可能發(fā)生上述某一種作用,也可能是幾種作用的聯(lián)合。
  3助磨劑的作用機理
  關(guān)于助磨劑的作用原理主要有兩種觀點:
  (1)助磨劑在固體顆粒表面上的吸附,改變了顆粒表面的結(jié)構(gòu)性質(zhì),降低了顆粒的強度和硬度,同時阻止了新生裂紋的閉合,加速物料裂紋的擴展。
  (2)當(dāng)物料粉碎磨細到一定細度時,顆粒之間、顆粒與研磨介質(zhì)間會聚集、粘附形成包殼。助磨劑能迅速地消除或減弱顆粒與顆粒、顆粒與研磨介質(zhì)間的聚集和粘附,提高粉磨效率。
  4 助磨劑的研究與應(yīng)用現(xiàn)狀
  國外粉碎作業(yè)使用助磨劑已有70多年的歷史,自從1930年Goddard以樹脂作為助磨劑在英國首先取得專利以來,先后被研究作為助磨劑的物質(zhì)達50多種,助磨劑的品種以有機化合物為主,其中以醇和醇胺類的化合物為多。德國、法國、美國、日本、前蘇聯(lián)、朝鮮等國對助磨劑的研究和應(yīng)用較為廣泛,據(jù)悉目前日本幾乎所有的水泥廠都使用水泥助磨劑。我國對助磨劑的研究和應(yīng)用起步較晚,20世紀(jì)50年代后期,一些水泥廠曾利用煤、紙漿廢液、肥皂廢液等作為水泥助磨劑,效果不甚明顯。20世紀(jì)70年代,不少水泥企業(yè)和研究部門對助磨劑開展廣泛的研究和應(yīng)用工作,原四川水泥研究所、同濟大學(xué)、華南工學(xué)院等研究單位和撫順、柳州、首都、大連、哈爾濱、松江、唐山、大同、中國、上海、吳淞、光華、四川資中、華新、廣州等水泥廠,先后對水泥磨及生料磨使用助磨劑進行了實驗室試驗、工業(yè)性試驗和生產(chǎn)上的應(yīng)用,所采用的助磨劑一般是化工廠的副產(chǎn)品或下腳料以及廢液、廢渣等,均收到較好的效果,但由于價格較貴、來源不充足或質(zhì)量不穩(wěn)定而無法推廣應(yīng)用。近年來,助磨劑的研究得到有關(guān)高等院校、科研院所和科技開發(fā)公司的高度重視,取得多項成果。
  5 國內(nèi)研究及應(yīng)用的水泥助磨劑
  目前,國內(nèi)研究及應(yīng)用的水泥助磨劑,有液體助磨劑和固體助磨劑,其基本成分大都屬于有機表面活性物質(zhì)。主要為:胺類、醇類、醇胺類、木質(zhì)素磺酸鹽類、脂肪酸及其鹽類、烷基磺酸鹽類等。具體物質(zhì)為:三乙醇胺、二三乙醇胺、乙二醇、木質(zhì)素磺酸鹽、甲酸,硬脂酸、油酸、十二烷基苯磺酸鈉等。實際在水泥生產(chǎn)中選用的主要有兩類形式:一是純度較高的化工產(chǎn)品,二是化工廠等的廢料。助磨劑產(chǎn)品的種類較多,除純化合物產(chǎn)品外,還研究及開發(fā)了多種復(fù)合助磨劑。
  6 國內(nèi)助磨劑研究所存在的問題
  國內(nèi)大多采用工業(yè)純聚合有機鹽和無機鹽為助磨劑的主要成分,成本較高,技術(shù)經(jīng)濟指標(biāo)不適應(yīng)實際生產(chǎn)情況。采用經(jīng)驗方式確定配方,配合的原理研究較少,因此所取得的產(chǎn)品一般適應(yīng)面較窄。特別對于溫度較高的物料還沒有合適的產(chǎn)品。即使對于不同生產(chǎn)廠家的同種產(chǎn)品應(yīng)用于不同廠家,也存在效果差異較大的情況。偶極—偶極有機化合物作為表面助磨劑研究較少,沒能充分發(fā)揮該系列產(chǎn)品改善粉磨物料粘附效果。對工業(yè)廢料開發(fā)高效表面助磨劑研究較少,且未能將多種有效助磨成分配合在一起,從而發(fā)揮最佳粉磨效果。
  7 助磨劑的研究前景
  1)系統(tǒng)中添加助磨劑的目的是為了改善物料的易磨性,減輕顆粒之間的粘聚接團作用,消除微細顆粒球糊襯板現(xiàn)象,提高磨機內(nèi)物料的流動性,從而實現(xiàn)球磨機節(jié)能高產(chǎn)的目標(biāo)。
但化學(xué)助磨劑對后續(xù)作業(yè)及環(huán)境的影響是影響助磨劑發(fā)展的主要因素,許多能提高蘑礦效率
的化合物因?qū)罄m(xù)作業(yè)或生態(tài)環(huán)境有不良影響而不能使用,只有影響很小的助磨劑才能夠被接受。因此無毒、無害而價格低廉的助磨劑是今后發(fā)展的一個方向。
  2)由于助磨劑通常為化學(xué)藥劑,極易揮發(fā)損耗。因此可以在形式上作一些改變,將助磨劑通過一種特殊的物質(zhì)作為載體,延緩助磨劑進入粉磨系統(tǒng)后的快速揮發(fā)消散,使助磨劑在粉磨的全過程中逐漸緩釋出來也是當(dāng)前助磨劑的研究課題。由于各生產(chǎn)廠家原料物質(zhì)的表面性質(zhì)存在差異,助磨劑在待磨顆粒表面上吸附的速度也會不同,利用這種差異,可以改變組成礦物各自的表面性質(zhì)、連接面性質(zhì)及礦漿的性質(zhì)來實現(xiàn)磨礦的選擇性。因此根據(jù)不同物料的表面性質(zhì),研究選擇性好的助磨劑也是其發(fā)展的主要方向。
助磨劑研究的另一個方向就是多種助磨劑進行復(fù)配使用.單一的助磨劑大多存在一些局限性,多種助磨劑進行復(fù)配使用則可以克服上述局限性。
現(xiàn)列舉已經(jīng)研究出的復(fù)合助磨劑:
  a木質(zhì)素磺酸鹽
  木質(zhì)素磺酸鹽包括鈣、鎂及胺鹽。木質(zhì)素磺酸鹽具有芳基核,由丙烷基連結(jié)成非極性的長鏈,鏈上含有極性的官能團,如磺酸基、甲氧基、羥基及羰基等。這種結(jié)構(gòu)使得它具有偶極性,呈現(xiàn)出表面活性,是一種強的表面活性劑。其作用機理是削弱顆粒的強度和阻止顆粒聚結(jié),兩者都牽涉到降低顆粒表面的自由能,因此,助磨劑的功效歸根結(jié)底必然反映在其吸附活性上。在磨機內(nèi)的環(huán)境中,吸附在水泥熟料顆粒表面上的木質(zhì)素磺酸鹽分子的活性部分(磺酸基等)與顆粒表面接觸,憎水基團則伸向大氣。由于木質(zhì)素磺酸鹽是分子量高達幾百到幾百萬的物質(zhì),在顆粒上的吸附屬高分子吸附。由于水泥顆粒表面不可能是光滑表面且具有裂紋,因而木質(zhì)素聚合度較低時,有利于吸附。木質(zhì)素磺酸鹽在水泥顆粒上的吸附量隨著陽離子的價數(shù)而變化。當(dāng)陽離子的價數(shù)相同時,吸附能力無大差別。作為助磨劑使用的木質(zhì)素磺酸鹽,鎂和鈣鹽比銨鹽好。
  b 三乙醇胺
  由山東省濟南市建筑材料設(shè)計研究院研制的AP水泥復(fù)合助磨劑,是由三乙醇胺(JA)和氧化劑還原后的無機鹽類工業(yè)廢液(9)等復(fù)合而成。它的特點在于既是助磨劑又是活性激發(fā)劑。助磨效果較好,使水泥磨產(chǎn)量提高12%以上,且可以激發(fā)礦渣活性,提高礦渣水泥中礦渣的摻量,井能提高水泥的早期強度,使后期強度得到改善。其助磨效果與復(fù)合成分的含量有關(guān),在復(fù)合成分中丌占50K一60K,JA占40%~50%時效果最好,且影響助磨效果的決定因素是JA(三乙醇胺)的添加量,JF等只是起輔助作用。使用AF復(fù)合助磨劑能基本保證水泥的質(zhì)量,還能提高水泥中礦渣的摻量,使水泥中可以摻加50%的礦渣,AF復(fù)合助磨劑不僅能對礦渣水泥同樣起到助磨效果,而且還改善了水泥的后期強度,避免了單獨使用三乙醇胺而導(dǎo)致后期強度的下降,因此說AF助磨劑更適合于生產(chǎn)礦渣水泥。
  c 木質(zhì)素
  華南理工大學(xué)盧迪芬、魏詩榴研究了一種木質(zhì)素型復(fù)合水泥助磨劑。該助磨劑由三種工業(yè)廢料及副產(chǎn)品復(fù)合而成,其主要成分是木質(zhì)素磺酸鹽,另配以少量有機化工產(chǎn)品TW及GL。TW及GL都是非離子型表面活性劑,木質(zhì)素磺酸鹽是陰離子型表面活性劑。西南工學(xué)院蘇光蘭、張?zhí)焓、徐彬等研究?yīng)用工業(yè)廢料開發(fā)了復(fù)合工業(yè)助磨劑新品種,該工業(yè)廢料基復(fù)合助磨劑,其有效助磨成分是木質(zhì)素磺酸鹽.許日昌等研究了代號為C四的復(fù)合助磨劑.該復(fù)合助唐劑主要由椰子油系列和木質(zhì)素磺酸鈣及少量的外加劑復(fù)合而成,其中,椰子油系列是有機化工產(chǎn)品,是一種強的非離子表面活性劑,在粉磨中其助磨效果較為顯著。此類復(fù)合水泥助磨劑均將多種有效助磨成分配合在一起,在粉磨過程中發(fā)揮各自的助磨功效,因此,能顯著降低篩余細度,增加水泥比表面積:提高了物料的流動性,減少顆粒間粘附力和團聚作用,防止顆粒再度聚結(jié),從而抑制粉磨逆過程的進行:同時能更有效地激發(fā)物料各組分中的潛在活性,獲得較高的水泥強度。木質(zhì)素型復(fù)合水泥助蘑劑的主要成分木質(zhì)素磺酸鹽來自紙漿廢液,價格低廉,是一種具有經(jīng)濟效益和社會效益的助磨劑。
  d 多配方、多性能、高效復(fù)合水泥助磨劑
  近幾年,國內(nèi)有研究單位己將重點放在了多配方、多性能、高效復(fù)合助磨劑的研究開發(fā)上,從情報資料及水泥廠的生產(chǎn)應(yīng)用數(shù)據(jù)來看,取得了較好的研究成果.如中國建筑材料科學(xué)研究院研究的水泥復(fù)合助磨劑、林哲山申請的水泥分散劑、合肥水泥研究設(shè)計院研究開發(fā)的HH-99水泥分散劑、洛陽萬順建材有限公司生產(chǎn)的CD-88系列水泥助磨劑等.此類水泥助磨劑的研究不僅將多種有效助磨成分配合在一起,還在充分研究磨機的型號、規(guī)格和結(jié)構(gòu),熟料成分,混合材種類,成品水泥的各種物理及化學(xué)性能等的情況下,配入其它有效成分.因此,此類助磨劑不僅能發(fā)揮最佳助磨效果,而且能顯著改善水泥的物理和化學(xué)性能,另外,還具有適應(yīng)性強的特點。合肥水泥設(shè)計研究院研究開發(fā)的HH-99系列水泥分散劑是采用新型合成方法制成的界面活性劑,其原料主要為多種有效助磨物質(zhì),還包括少量的早強劑、防凍劑、減水劑、起泡劑等,具體配制以提高粉磨效率、改善產(chǎn)品的物理化學(xué)性能和用戶的特殊要求為指導(dǎo)原則。
該分散劑主要性能特點為:
(1)產(chǎn)品呈棕色,無毒無味;常溫下,比重為1.125~1.130kg/cm3;阻燃防腐,對設(shè)備鋼筋等無任何腐蝕作用;對環(huán)境無污染,對人體無危害。
(2)提高粉磨細度(即降低篩余、提高比表面積),提高水泥早期強度3~5MPa,后期強度也有不同程度的提高。
(3)提高水泥磨機臺時產(chǎn)量15%~25%,節(jié)約電耗。
(4)提高水泥的耐凍性1.5倍,提高水泥的防水性。
(5)水泥的分散性及流動性好,可延長儲存期,且可以減少裝卸時。
(6)減少機械設(shè)備維修,降低研磨體消耗,降低設(shè)備磨損等。還具有適應(yīng)性強、性能穩(wěn)定、助磨劑用量少(用量為100~120g/t水泥)等顯著特點。
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