ジェットミルで製造した珪灰石針状粉末の形状に関する実験的分析

珪灰石は ミネラルメタケイ酸カルシウムです。三斜晶系に属します。 化学薬品 化学式は CaO48.3% および SiO251.7% です。天然の珪灰石は通常針状です。放射状、繊維状などの集合体を形成します。珪灰石は無毒です。油の吸収性が低く、安価です。針のような形をしています。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。プラスチックをより強く、より丈夫にします。

ジェットミル
ジェットミル

私の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を製造する私たちの技術はアスペクト比が高く、他の国に遅れをとっています。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の構造をしています。そのため、レーザー 粒子サイズ 分析装置ではアスペクト比はわかりません。粒子サイズの参考値しか提供できません。また、気流粉砕機は大量のエネルギーを消費します。針状珪灰石粉末の形状に関する報告はほとんどありません。そのため、アスペクト比と針状珪灰石粉末の等体積直径を結び付けることが重要です。

分析実験

実験の原料は青海珪灰石です。珪灰石を粗く粉砕(1mm未満)した後、MQW10ミルでさらに粉砕します。ミルは、粉砕圧力0.7MPa、分級ホイール速度6800r/minを使用します。

超微粉砕後に得られた粉末は、JX-2000 画像分析装置で分析されます。多数の粒子 (>1000) の長さと直径を数えました。これにより、それらの等体積直径を計算できます。針状粒子は、同じアスペクト比で異なる同位体と直径を持つことができます。ウォラストナイト粒子を数えるときは、針状粉末の長さ (L) を 0 ~ 10 um に分割します。次に、0 ~ 10 um、40 ~ 50 um、50 ~ 60 um の 6 つの間隔で統計を実行します。各間隔で、カウントされた粒子の数は >= 200 です。

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、平均等容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6.64umに達してから増加すると、平均形状の変化は緩やかになります。しかし、平均サイズは大幅に増加します。実験によると、粉砕粒子の短径Dは1umです。大きな粒子はほとんどありません。そして、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、ミルの下部に逆流ジェットを作成します。圧力差により、粉砕された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、小型化が実現します。せん断と摩擦により、粒子が剥がれやすくなります。これは結晶の劈開に沿って起こります。力の方向と平行です。そのため、十分なせん断と摩擦により、結晶束を繊維状に剥がすことができます。これは、高アスペクト比の超微細ウォラストナイトの製造に適しています。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。これにより、主に劈開によって破壊されます。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。粉砕に必要な衝突の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損する可能性が大幅に増加します。したがって、粒子の直径が1μmに近づくと、繊維状の粒子形状は消えます。

結論

この実験から以下の結論を導き出すことができます。

流動床ジェットミルは珪灰石を粉砕することができ、より優れた繊維状粒子を生成します。

(2)流動床ジェットミルはウォラストナイトを粉砕します。ウォラストナイト粒子の平均アスペクト比は、粒子サイズが4〜6μmの場合、17:1〜20:1に達することができます。平均等容積が6μmを超えると、平均アスペクト比が変化します。サイズが小さい場合、直径が大幅に増加します。アスペクト比が4μm未満の場合、直径は急激に減少します。粒子サイズは、フィラーを決定する重要な要素です。したがって、粉砕時にサイズを4〜7μmに制御するのが最適です。

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