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助磨剂的作用机理

发表时间:2016/1/25 10:27:31  浏览次数:4697


      关于助磨剂的作用机理目前主要有以下两种观点。一是“吸附降低硬度”学说,首先由列宾捷乐(Rehbinder)和维斯特沃德(West-wood)提出,称之为“Rehbinder”或“West-wood”效应。该学说认为助磨剂在颗粒上的吸附降低了颗粒的表面能或者引起近表面层晶格的位错迁移,产生点或线的缺陷,从而降低颗粒的强度和硬度,同时阻止新生裂纹的闭合,促进裂纹的扩展。二是“矿浆流变学调节”学说,由克兰帕乐(Klimpel)等人提出。该学说认为助磨剂通过调节矿浆的流变学性质和矿粒的表面电性等,降低矿浆的粒度,促进颗粒的分散,从而提高矿浆的可流动性,阻止矿粒在介质和衬板上的粘附以及颗粒之间的团聚。

  在物料粉碎过程中,物料通常受到不同种类应力的作用,导致物料形成裂纹并扩展,然后被粉碎。根据格里菲定律,脆性断裂所需的最小应力与物料的比表面能成正比。显然,降低颗粒的表面能,可以减少使其断裂所需的应力。从颗粒断裂的过程来看,助磨剂分子在新生表面吸附可以减小裂纹扩展的应力。从颗粒断裂的过程来看,助磨剂分子在新生表面的吸附可以减小裂纹扩展所需的外应力,促进裂纹的扩展。所以,从这一点上说,能够降低固体表面能的化学物质可以降低颗粒的强度,因而可以提高粉碎效率或降低粉碎能耗。列宾捷尔首先研究了在有机和无机化学添加剂两种情况下液体对固体物料断裂的影响。他认为,液体(尤其是水),将在很大程度上影响碎裂,添加表面活性剂可以扩大这一影响。原因是固体表面吸附表面活性剂分子后表能降低,导致键合力减弱。

  除了上述颗粒的强度和硬度外,从粉碎工艺考虑,影响研磨效率和能耗的主要因素还有矿浆质量分数、粘度以及物料的分散状态、物料与研磨介质及磨机衬板之间的作用等等。这些因素都影响磨机内物料的流动性。因此,在一定程度上改善磨机内物料的流动性可以提高粉碎效率。克兰帕尔等人通过大量的研究认为,助磨剂改善了干粉或料浆的可流动性,明显改善了物料连续通过磨机的速度,因而影响物料粉碎工艺过程;此外,流动性的改善还影响颗粒在磨机中的分布及研磨介质的研磨作用;助磨剂的存在通过其保持颗粒之间良好的分散性阻止颗粒之间的相互团聚或粘结。从这个意义上讲,助磨剂是能够降低矿浆粘度并提高矿浆流动性的物质。

  从化学结构来说,助磨剂应具有良好的分散作用,能够调节矿浆的粘度,具有较强的抗钙离子、镁离子能力,受PH值的影响较小等特性。