Волластонит — это минерал. Он представляет собой метасиликат кальция. Он относится к триклинной кристаллической системе. Его химическая формула: CaO48.3% и SiO251.7%. Природный волластонит обычно имеет игольчатую форму. Он образует радиальные, волокнистые агрегаты и другие структуры. Волластонит нетоксичен, обладает низким маслопоглощением и дешев. Его игольчатая форма часто используется в качестве заменителя или побочного продукта при производстве стекловолокна, талька и асбеста. Он делает пластмассы прочнее и долговечнее.
Золото нашей страны имеет важное значение на мировом рынке. Однако наша технология производства ультрадисперсного порошка волластонита с высоким соотношением сторон отстает от технологий других стран. Исследования в стране сосредоточены на производстве ультрадисперсного порошка волластонита. Сейчас размер частиц волластонита стал ультрамелким. Исследования показали, что сверхзвуковая струйная мельница может производить ультрадисперсный порошок волластонита. Порошок волластонита с высоким соотношением сторон имеет преимущества. Порошок волластонита имеет игольчатую структуру. Поэтому лазерный анализатор размера частиц не может определить соотношение сторон, он может лишь служить ориентиром для размера частиц. В то же время, пневматическая мельница потребляет много энергии. Существует мало сообщений о форме игольчатого порошка волластонита. Поэтому крайне важно связать соотношение сторон с равным объемом диаметра игольчатого порошка волластонита.
Аналитические эксперименты
В качестве сырья для эксперимента использовался цинхайский волластонит. После грубого измельчения волластонита (до размера частиц <1 мм) мы дополнительно измельчаем его с помощью мельницы MQW10. Мельница работает под давлением 0,7 МПа и со скоростью вращения классификационного колеса 6800 об/мин.
Полученный после ультратонкого измельчения порошок анализируется на анализаторе изображений JX-2000. Мы подсчитали длину и диаметр множества частиц (>1000). Это позволило нам рассчитать их диаметр при одинаковом объеме. Игольчатые частицы могут иметь разные изотопы и диаметры при одинаковом соотношении сторон. При подсчете частиц волластонита мы делим длину игольчатого порошка (L) на интервалы 0-10 мкм. Затем мы проводим статистический анализ в 6 интервалах: 0-10 мкм, 40-50 мкм и 50-60 мкм. В каждом интервале количество подсчитанных частиц составляет >= 200.
Результаты и обсуждение
Среднее соотношение сторон порошка волластонита сначала быстро возрастает. Это происходит по мере увеличения среднего диаметра частиц при одинаковом объеме. Диаметр составляет 4,15 мкм. Затем тенденция увеличения соотношения сторон становится более плавной. Когда средний размер достигает 6,64 мкм и далее увеличивается, изменение средней формы становится незначительным. Однако средний размер значительно возрастает. Эксперименты показывают, что у 90% короткий диаметр D измельченных частиц составляет 1 мкм. Крупных частиц очень мало. При этом длинный диаметр сильно изменяется. В процессе измельчения используется принцип, аналогичный псевдоожиженному слою. Сжатый воздух расширяется и ускоряется, образуя сверхзвуковую струю. Эта струя создает противоток в нижней части мельницы. Разница давлений изменяет поток измельченного материала. Это приводит к столкновению, трению и сдвигу материалов в дробильной камере. Этот процесс обеспечивает миниатюризацию. Сдвиг и трение приводят к отслаиванию частиц. Это происходит вдоль кристаллографического скола, параллельно направлению силы. Таким образом, достаточное сдвиговое усилие и трение могут отделить кристаллические пучки на волокна. Это хорошо для получения ультратонкого волластонита с высоким соотношением сторон. Когда частицы волластонита становятся крупнее, мельница измельчает и проталкивает их. В основном это происходит за счет расщепления. Но по мере уменьшения размера частиц количество легко расщепляемых дефектов уменьшается. Мелкие частицы измельчаются лучше. Кинетическая энергия также уменьшается. Количество столкновений, необходимых для измельчения, резко возрастает. Следовательно, вероятность разрушения волокон волластонита значительно увеличивается. Поэтому, когда диаметр частиц приближается к 1 мкм, волокнистая форма частиц исчезает.
Заключение
Из данного эксперимента можно сделать следующие выводы:
Струйная мельница с псевдоожиженным слоем может измельчать волластонит. Она позволяет получать более качественные волокнистые частицы.
(2) Дробление волластонита в струйной мельнице с псевдоожиженным слоем. Среднее соотношение сторон частиц волластонита может достигать 17:1-20:1 при размере частиц 4-6 мкм. После того, как средний равный объем превышает 6 мкм, среднее соотношение сторон изменяется. При малом размере диаметр значительно увеличивается. Если соотношение сторон меньше 4 мкм, диаметр резко уменьшается. Размер частиц является решающим фактором при определении наполнителя. Поэтому при дроблении лучше всего контролировать размер частиц в пределах 4-7 мкм.