一体化工艺实现的条件利用气流粉碎机完成一体化工艺过程中,超细粉碎效果容易实现,因此,一体化工艺的重点是对矿物进行有效的表面改性,需满足下列条件:1碳酸钙应具有一定的细度和分散状态。在达到一定细度后矿物表面活性才能表现出来,而分散状态则影响改性剂对粉体表面的包覆完善程度;o改性剂用量及分散状态。改性剂用量以达到单分子层的完全包覆为宜;一定的反应时间;
改性剂与矿物表面质点反应需一定的能量。笔者用气流粉碎机为主要设备,对重质碳酸钙进行超细粉碎和表面改性处理,矿物颗粒在粉碎过程中,具有了一定细度和分散状态,粉体表面产生了活性基团并具有一定的表面能。机械能对矿物颗粒的破碎作用使矿物颗粒处于高能状态,满足表面改性的条件。在试验过程中,以-74Lm(-200目)的碳酸钙粉体首先在高速混合机中与一定量的改性剂充分混合,通过控制粉碎气流压力、改性剂种类、改性剂用量、进料速度等因素,较好的实现了超细粉碎与表面改性效果。产品活化率达98%,吸油率1612%,20d吸水率7101%,粒度8Lm.
工艺原理碳酸钙超细粉碎与表面改性一体化工艺是在超细粉碎的同时完成对碳酸钙的表面活化改性,可以有效地克服超细粉碎和表面改性两种工艺单独完成时改性剂与矿物表面亲和性差、附着作用弱且不均匀的缺点。利用超细粉碎过程中粉碎机械力效应对矿物表面的激活作用,矿物新鲜表面和高活性表面大量出现,这些表面因结构和结晶变化而出现局部能量的增高,使矿物与改性剂的反应能力增强。具有高活性的新鲜表面成为矿物与改性剂反应的基础。矿物的超细粉碎过程不仅仅体现在几何尺寸的变化上,而且是一个复杂的过程。在此过程中,由于机械六安瑞普数控力的作用,一方面产生破碎、细化、微细化等直观变化;与此同时,施加于矿物的机械能,除部分用于颗粒变细外,还有一部分储聚在颗粒内部,引起颗粒的表面结构、表面成分、表面性质、内部晶格缺陷、非晶质化、游离基生成、电荷不平衡等系列变化。在这种情况下,矿物与改性剂之间具有较高的反应活性,改性剂有效的覆盖在矿物表面,达到表面改性的目的。
而且,矿物粉体在改性剂的作用下,其表面自由能大大降低,,从而导致颗粒粉碎断裂的最小应力降低,结果使粉碎效益提高。一体化工艺把表面改性和超细粉碎结合在一起,省时、省工、省能耗、操作方便。在一体化工艺中,改性剂在矿物表面的吸附不仅是简单的物理吸附,而是有更复杂的化学吸附<2>。化学吸附需要一定的活化能,由超细粉碎的机械能提供。