ジェットミルで製造されたウォラストナイト針状粉末の形状に関する実験的分析

ウォラストナイトは鉱物です。ケイ酸カルシウムの一種で、三斜晶系に属します。化学式はCaO48.3%とSiO251.7%です。天然のウォラストナイトは通常針状で、放射状、繊維状などの集合体を形成します。ウォラストナイトは無毒で、油の吸収が少なく、安価です。針状の形状をしており、ガラス繊維、タルク、アスベストの代替品または副産物としてよく使用されます。プラスチックの強度と靭性を高めます。.

ジェットミル
ジェットミル

我が国の金は世界市場で重要です。しかし、超微細ウォラストナイト粉末の製造技術はアスペクト比が高く、他国に比べて遅れています。国内の研究は超微細ウォラストナイト粉末の製造に重点を置いています。現在、ウォラストナイト粒子のサイズは超微細です。研究により、超音速ジェットミルでウォラストナイト超微細粉末を製造できることが証明されています。アスペクト比の高いウォラストナイト粉末には利点があります。ウォラストナイト粉末は針状構造をしているため、レーザー粒度分析装置ではアスペクト比を測定できず、粒子サイズの参考値しか提供できません。同時に、エアフローミルは多くのエネルギーを消費します。針状ウォラストナイト粉末の形状に関する報告はほとんどありません。したがって、アスペクト比と針状ウォラストナイト粉末の等体積直径を関連付けることが重要です。.

分析実験

実験に使用する原料は青海珪灰石です。珪灰石を粗粉砕(1mm未満)した後、MQW10ミルでさらに粉砕します。このミルは、0.7MPaの粉砕圧力と6800r/minの分級ホイール回転速度で動作します。.

超微粉砕後に得られた粉末をJX-2000イメージアナライザーで分析した。多数の粒子(>1000)の長さと直径を計測した。これにより、等体積直径を計算できた。針状粒子は、同じアスペクト比でも異なる同位体と直径を持つことがある。ウォラストナイト粒子を計測する際は、針状粉末の長さ(L)を0~10μmに分割した。次に、0~10μm、40~50μm、50~60μmの6つの区間で統計を行った。各区間における計測粒子数は200以上である。.

結果と考察

ウォラストナイト粉末の平均アスペクト比は、最初は急速に上昇します。これは、平均等体積直径が増加するにつれて起こります。直径は 4.15μm です。アスペクト比の増加傾向は緩やかになります。平均サイズが 6.64μm に達してその後増加すると、平均形状の変化は緩やかになります。しかし、平均サイズは大きく増加します。実験によると、粉砕粒子の短径 D の 90% は 1μm です。大きな粒子は非常に少なく、長径は大きく変化します。粉砕プロセスは流動床のような原理を使用します。圧縮空気は膨張して加速し、超音速ジェットを形成します。このジェットは、ミルの下部で逆流ジェットを生成します。圧力差により、粉砕材料の流れが変化します。これにより、材料が粉砕キャビティ内で激しく衝突、摩擦、せん断されます。このプロセスにより、微細化が実現します。せん断と摩擦により、粒子が剥離する傾向があります。これは、結晶学的劈開に沿って発生します。これは、力の方向と平行です。そのため、十分なせん断力と摩擦力があれば、結晶束を繊維状に剥がすことができます。これは、アスペクト比の高い超微細なウォラストナイトを作るのに適しています。ウォラストナイト粒子が大きい場合、ミルはそれらを粉砕して押し出します。これは主に劈開によって粒子を破壊します。しかし、粒子が小さくなるにつれて、劈開しやすい欠陥が減少します。小さな粒子はよりよく粉砕されます。運動エネルギーも減少します。粉砕に必要な衝突回数は急激に増加します。したがって、ウォラストナイト繊維が破断する可能性が大幅に増加します。そのため、粒子径が1μmに近づくと、繊維状の粒子形状は消滅します。.

結論

この実験から、以下の結論が導き出せる。

流動床ジェットミルは珪灰石を粉砕することができ、より良質な繊維状粒子を生成する。.

(2)流動床ジェットミルによる珪灰石の粉砕。珪灰石粒子の平均アスペクト比は、粒径が4〜6μmの場合、17:1〜20:1に達する。平均等体積が6μmを超えると、平均アスペクト比が変化する。粒径が小さい場合、直径は著しく増加する。アスペクト比が4μm未満の場合、直径は急激に減少する。粒径は充填材を決定する重要な要素である。したがって、粉砕時には粒径を4〜7μmに制御するのが最善である。.

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