濕法研磨亞微米/納米重質(zhì)碳酸鈣技術(shù)與進(jìn)展
張國(guó)旺
張國(guó)旺
重質(zhì)碳酸鈣應(yīng)用的真正價(jià)值在于超細(xì)、亞微米或納米級(jí)等深加工產(chǎn)品，而當(dāng)前國(guó)際上高端超細(xì)重質(zhì)碳酸鈣的生產(chǎn)及應(yīng)用主要集中在美國(guó)、西歐和日本等，我國(guó)重質(zhì)碳酸鈣普通產(chǎn)品過(guò)剩，高附加值產(chǎn)品少，滿足不了世界市場(chǎng)及中國(guó)高端市場(chǎng)的需求，造成大量高價(jià)進(jìn)口超細(xì)重質(zhì)碳酸鈣產(chǎn)品的局面。
濕法超細(xì)研磨技術(shù)主要用于生產(chǎn)平均粒徑小于2μm、最大粒徑小于10μm的填料和涂布級(jí)重質(zhì)碳酸鈣，其超細(xì)重質(zhì)碳酸鈣產(chǎn)品粒形好，絕大多數(shù)表現(xiàn)為球形或近似球形，粒徑分布窄，粒度均勻。
濕法研磨生產(chǎn)超細(xì)重質(zhì)碳酸鈣工藝控制相對(duì)復(fù)雜，要生產(chǎn)亞微米/納米級(jí)重質(zhì)碳酸鈣產(chǎn)品，必須綜合考慮原材料、研磨設(shè)備、研磨助劑、研磨介質(zhì)等眾多關(guān)鍵影響因素。
（1）原材料
自然界中純度較高、具備晶體形式和較高利用價(jià)值的碳酸鈣結(jié)晶體主要有方解石、大理石和冰州石等。方解石以粒狀和片狀的晶型居多，光學(xué)性能優(yōu)異，適用于高檔場(chǎng)合。
（2）研磨設(shè)備
濕法研磨重質(zhì)碳酸鈣的研磨設(shè)備主要有剝片機(jī)、攪拌磨機(jī)和砂磨機(jī)等，但無(wú)論選擇哪種設(shè)備都必須保證重質(zhì)碳酸鈣的純度和白度不受到污染，比如筒體內(nèi)襯和磨盤或攪拌器采用聚氨酯、陶瓷或其他高分子耐磨材料制造，而且在高固含量、高黏度、小研磨介質(zhì)的條件下磨機(jī)能夠穩(wěn)定運(yùn)行。
大型超細(xì)攪拌磨機(jī)結(jié)構(gòu)
1-電機(jī)；2-減速機(jī)；3-磨機(jī)筒體；4-組合式攪拌器；5-給料口；6-溢流口；7-篩網(wǎng)；8-底墊
（3）研磨助劑
研磨助劑對(duì)于粉體的濕法超細(xì)研磨是必不可少的，一般把研磨助劑分為助磨劑和分散劑。
研磨助劑的作用主要表現(xiàn)在三個(gè)方面：
①改變漿料的流變學(xué)性質(zhì)和顆粒表面電性，進(jìn)而降低漿料的黏度，提高漿料的分散性，減少生產(chǎn)系統(tǒng)中管道和各進(jìn)出口阻力，提高系統(tǒng)的穩(wěn)定性；
②由于漿料黏度的降低，減少了介質(zhì)運(yùn)動(dòng)阻力，同時(shí)提高了介質(zhì)相對(duì)運(yùn)動(dòng)對(duì)漿料顆粒的沖擊和研磨作用；
③助劑分子在新生顆粒表面的吸附，大大降低了微顆粒表面的不飽和表面能，因而防止了顆粒的團(tuán)聚。
針對(duì)濕法研磨超細(xì)重質(zhì)碳酸鈣，研磨助劑一般采用分散劑，而且應(yīng)盡量選用純度高、穩(wěn)定性好的聚羧酸或聚丙烯酸及其鈉鹽。
（4）研磨介質(zhì)
濕法研磨重質(zhì)碳酸鈣原材料的硬度是莫氏硬度約為2.6-3.0，因此，研磨介質(zhì)必須有恰當(dāng)?shù)挠捕群晚g性。硬度太大，則對(duì)磨機(jī)筒體和攪拌器或磨盤磨損過(guò)大；而韌性不好，則研磨介質(zhì)容易破碎。
根據(jù)經(jīng)驗(yàn)，研磨介質(zhì)的最佳硬度為物料的3倍。針對(duì)重質(zhì)碳酸鈣，常用的研磨介質(zhì)有剛玉球、鋯球和玻璃珠等。
對(duì)于研磨介質(zhì)的尺寸，一般來(lái)說(shuō)，尺寸小，接觸點(diǎn)就多，研磨效率就高，但過(guò)小的研磨介質(zhì)會(huì)使?jié){料的小顆粒部分增多，而對(duì)于大的顆粒，小尺寸研磨介質(zhì)又不能提供足夠的動(dòng)能破碎，造成產(chǎn)品顆粒分布變寬，而且易于堵塞研磨介質(zhì)和漿料的分離系統(tǒng)，因此，對(duì)于一定細(xì)度范圍的產(chǎn)品，存在一個(gè)最佳的研磨介質(zhì)直徑。
對(duì)于多臺(tái)磨機(jī)串聯(lián)的情況，就隨著各級(jí)進(jìn)料顆粒的逐漸變小而選擇相應(yīng)小的研磨介質(zhì)。
（5）部分工藝參數(shù)的最優(yōu)化配置
如給礦粒度、磨機(jī)主軸轉(zhuǎn)速、磨礦濃度、研磨介質(zhì)與原材料質(zhì)量比、磨礦時(shí)間、分散劑及助磨劑的用量等。
來(lái)源：中國(guó)粉體技術(shù)網(wǎng)
