Порошок становится гуще, а измельчение замедляется: в чем проблема?- Suzhou Qingtian New Material Co., Ltd.

По мере измельчения порошка взаимодействие частиц, реология суспензии и склонность к агломерации могут измениться, и эффективность измельчения упадет. Правильно выбранная диспергирующая добавка может улучшить смачивание и дисперсию частиц, а также снизить влияние агломерации на измельчение.

тоньше Более удельная площадь поверхности, поэтому новые поверхности требуют смачивания.

Агломераты Мелкие частицы могут перегруппировываться и маскировать реальное уменьшение размера.

Толще Вязкость раствора и нагрузка на оборудование могут возрасти.

Помощь Помогает смачиванию и диспергированию, но не заменяет процесс

Введение

При переработке полезных ископаемых, керамического сырья, карбоната кальция, кремнезема и других порошков измельчение является важным шагом для регулирования размера частиц. Как правило, чем мельче частицы, тем больше удельная поверхность материала и тем больше это влияет на последующую обработку и производительность.

На производстве многие замечают, что измельчение сначала идет гладко, но по мере увеличения времени измельчения суспензия постепенно густеет, увеличивается нагрузка на оборудование и замедляются темпы измельчения. Даже если измельчение продолжится, улучшение останется ограниченным.

Это не обязательно вызвано недостаточной мощностью оборудования. Помимо мелющих тел, скорости и твердости материала, на тонкое измельчение также влияет взаимодействие частиц и дисперсное состояние суспензии.

Почему более мелкий порошок труднее измельчить

Меньшие частицы, большая поверхность	При той же массе более мелкие частицы обычно имеют большую общую площадь поверхности. Новые поверхности частиц должны контактировать с жидкой средой, и при недостаточном смачивании частицы могут скапливаться. Для некоторых порошков с высокой удельной поверхностью потребность в жидкости и диспергирующих добавках может меняться по мере уменьшения размера. Если исходный состав не может адаптироваться к новому состоянию поверхности, дисперсия недостаточна и текучесть раствора падает.
Агломерат мелких частиц	Шлифование продолжает создавать новые поверхности, и на частицы могут влиять силы Ван-дер-Ваальса, электростатические эффекты и подобные факторы. Когда притяжение сильное, мелкие частицы группируются в агломераты из множества мелких частиц. Энергия продолжает поступать, однако некоторые мелкие частицы повторно агрегируются, поэтому измеренный размер немного уменьшается. Агломерат не обязательно совпадает с твердой первичной частицей: некоторые из них можно повторно раскрыть подходящим сдвигом, смачиванием и диспергированием, тогда как прочно связанные агрегатные структуры труднее поддаются обработке.
Вязкость повышается	По мере увеличения удельной поверхности взаимодействие частиц с жидкостью может усиливаться, а пространственная структура и состояние течения могут изменяться. Когда частицы образуют плотную структуру или четко агломерируются, вязкость может повыситься, влияя на поток материала, движение мелющих тел и столкновения частиц. Если нагрузка на оборудование продолжает увеличиваться, доля энергии, фактически используемой для разрушения частиц, может снизиться, и вместе с этим упадет эффективность измельчения.

Что на самом деле делает диспергирующая добавка

Улучшает смачивание	После добавления порошка в жидкость жидкость должна сначала контактировать с поверхностью частицы. Если порошок трудно смачивать, частицы могут всплывать, слипаться или локально агрегироваться. Некоторые диспергирующие добавки улучшают смачивание, поэтому жидкость легче попадает в скопленные области, что приводит к более позднему диспергированию. Лучшее смачивание не означает, что каждый агломерат исчезает сам по себе; существующие заполнители обычно все еще нуждаются в механическом воздействии при перемешивании или измельчении.
Снижает повторную агрегацию	Некоторые вспомогательные средства адсорбируются на поверхности частиц и за счет электростатического отталкивания, стерических препятствий или того и другого уменьшают тенденцию частиц сближаться и снова агрегировать. Тогда новые поверхности с меньшей вероятностью будут быстро агломерироваться, а изменения размера лучше отражают фактическое разрушение. Химия поверхности разных порошков различается, поэтому подходящие типы вспомогательных средств различаются; Нельзя предположить, что одно средство подходит для всех минеральных порошков или промышленных наполнителей.
Регулирует поток	В некоторых порошковых системах после улучшения дисперсии структура частиц становится меньше, и вязкость может снизиться. Улучшение потока способствует циркуляции материала и движению мелющих тел, а также может улучшить контакт между частицами и средой. Но диспергирующая добавка – это не просто средство, снижающее вязкость: в некоторых системах даже при более низкой вязкости более тонкое измельчение может не продолжаться, особенно если реальным ограничением является недостаточная энергия оборудования, неподходящие среды или трудноразрушаемые частицы.

Почему результаты все еще могут быть плохими после добавления вспомогательного средства

Помощь does not match the surface	Порошки различаются поверхностным зарядом, гидрофильностью, химическим составом и удельной поверхностью. Если добавка не может сформировать подходящее адсорбционное состояние на частицах, она может не диспергироваться эффективно.
Неправильная дозировка	Слишком малое количество может привести к тому, что поверхности частиц будут недостаточно покрыты; слишком большое количество может изменить взаимодействие поверхностей, состав жидкой фазы или пенообразование. Сама по себе дозировка не может использоваться для оценки дисперсии. Фактическое количество должно быть установлено путем сравнительных испытаний и скорректировано с учетом свойств порошка, содержания твердых веществ и заданного размера.
Ограничения процесса	Размер носителя, загрузка, скорость, температура материала и конструкция оборудования влияют на поломку. Если частицы уже близки к пределу тонкого измельчения текущего оборудования и процесса, дополнительная помощь или более длительное измельчение могут не помочь. Методы испытаний также имеют значение: для легко агломерируемых порошков различайте размер первичных частиц, размер агломератов и результаты в различных условиях испытаний, чтобы различия в измерениях не были ошибочно приняты за изменения в процессе измельчения.

Как улучшить тонкий помол

1. Следите за тенденциями	Регистрируйте вязкость суспензии, гранулометрический состав и нагрузку оборудования на каждом этапе измельчения. Если вязкость продолжает расти, а уменьшение размера замедляется, проверьте состояние агломерации и дисперсии.
2. Экранные подсказки в небольших тестах	Выберите добавку, подходящую для поверхности порошка, и сравните дозировки, последовательность добавления и условия диспергирования. Обращайте внимание не только на начальную вязкость, но и на вязкость во время измельчения, конечный размер частиц и стабильность после выдерживания.
3. Настройте тела и параметры	Если позволяет производство, отрегулируйте содержание твердых частиц, мелющие тела и условия эксплуатации. Если раствор слишком густой, оцените взаимосвязь между содержанием твердых веществ и рецептурой добавки, а не вините во всем слишком мало добавки.
4. Балансируйте эффективность и использование	Меньше не всегда лучше. Окончательный размер, распределение, стабильность хранилища и производительность приложения следует рассматривать вместе. Если погоня за тонкостью только увеличивает энергопотребление и затрудняет обращение с навозом, еще раз оцените, является ли целевой размер разумным.

Часто задаваемые вопросы

Почему помол замедляется по мере того, как порошок становится мельче? Частицы меньшего размера имеют большую поверхность, имеют тенденцию к агломерации и могут загущать суспензию, поэтому на разрушение частиц уходит меньше энергии.

Удаляет ли диспергирующая добавка все агломераты? Нет. Он улучшает смачивание и снижает повторное агрегирование, но существующие заполнители обычно все еще нуждаются в механическом воздействии при перемешивании или измельчении.

Может ли одно средство подойти каждому порошку? Нет. Химический состав поверхности у разных порошков различается, поэтому подходящие типы вспомогательных средств различаются, и дозировку следует устанавливать путем сравнительных испытаний.

Всегда ли более мелкий окончательный размер лучше? Нет. Если погоня за тонкостью приводит к увеличению энергопотребления и затрудняет обработку навоза, целевой размер следует пересмотреть.

Краткое содержание. Падающий размер частиц изменяет удельную поверхность, взаимодействие частиц и поток суспензии, и эти факторы влияют друг на друга и могут усложнить измельчение. Диспергирующая добавка может помочь, улучшая смачивание, снижая агломерацию и регулируя поток, но она не может заменить оборудование и процесс. Оцените свойства порошка, изменение размера, вязкость и состояние оборудования, а затем определите тип и условия вспомогательного средства с помощью небольших испытаний. Это лучше обеспечивает стабильность процесса, чем простое более длительное измельчение или добавление дополнительной добавки.