4 principales tecnologías de modificación del caolín
El caolín es ampliamente utilizado. Con la innovación continua de la ciencia y la tecnología, todos los ámbitos de la vida tienen mayores requisitos para varios indicadores de caolín, especialmente la demanda de caolín de alta calidad en la fabricación de papel, recubrimientos, caucho y otras industrias continúa aumentando. La modificación del caolín puede cambiar las propiedades físicas y químicas de su superficie, mejorando así su valor agregado para satisfacer las necesidades de la nueva tecnología moderna, la nueva tecnología y los nuevos materiales.
En la actualidad, los métodos de modificación comúnmente utilizados incluyen la modificación por calcinación, la modificación ácido-base, el tratamiento de refinamiento por molienda y exfoliación, y la modificación por intercalación y exfoliación.
1. Modificación por calcinación
La modificación por calcinación es el método de modificación más utilizado y maduro en la industria del caolín, especialmente para el caolín de la serie de carbón, la modificación por calcinación puede eliminar la materia orgánica y obtener productos de caolín de alta blancura y alta calidad. Hay muchos factores que afectan la calidad calcinada del caolín. La calidad de la materia prima, el tamaño de partícula de la materia prima, el sistema calcinado, la atmósfera calcinada y la selección de aditivos tienen un impacto significativo en la calidad del caolín calcinado.
La calcinación del caolín provocará un cierto cambio en su estructura cristalina. Bajo la calcinación a baja temperatura, parte de la materia orgánica y el agua adsorbida físicamente en el caolín se desprenderán gradualmente. Cuando se calcina a 500-900 ° C, el caolín se deshidroxila, destruye la estructura cristalina y se vuelve amorfo. La estructura en capas colapsa, el área superficial específica aumenta y la actividad también aumenta en consecuencia. El caolín obtenido por calcinación a esta temperatura se denomina metacaolín. Cuando la temperatura de calcinación alcanza los 1000 °C, la caolinita sufre una transformación de fase para formar una estructura de espinela de silicato de aluminio; cuando la temperatura de calcinación supera los 1100 °C, se produce la transformación de la mullita.
2. Modificación ácido-base
La modificación ácido-base del caolín puede mejorar efectivamente la adsorción y la reactividad de la superficie del polvo. El caolín a base de carbón calcinado se modificó con ácido clorhídrico e hidróxido de sodio respectivamente, y se obtuvieron las condiciones de tratamiento correspondientes al mejor valor de absorción de aceite. Dado que el caolín calcinado formó Al tetraédrico con reactividad ácida, después de la modificación con ácido clorhídrico, la lixiviación del elemento Al en el caolín enriquece en gran medida la estructura porosa del caolín; la modificación del hidróxido de sodio puede lixiviar el elemento Si en el caolín calcinado, lo que aumenta la estructura de poros pequeños, porque una parte del SiO2 en el caolín se transforma en SiO2 libre y es fácil de reaccionar con sustancias alcalinas.
La lixiviación de impurezas de óxidos metálicos en el caolín modificado con ácido también puede enriquecer los poros del caolín y mejorar aún más sus importantes parámetros de rendimiento, como el tamaño de los poros, la distribución del tamaño de las partículas y el área superficial específica. Con el aumento del tiempo de tratamiento con álcali, la distribución del tamaño de los poros del caolín de la serie del carbón calcinado se vuelve más amplia, el área superficial específica disminuye, el volumen de los poros aumenta y la actividad de craqueo y la selectividad aumentan.
3. Modificación de la intercalación/exfoliación
La modificación de intercalación y exfoliación del caolín y la preparación de polvo ultrafino son medios importantes para mejorar la calidad del caolín, y es de gran importancia para mejorar la plasticidad, la blancura, la dispersabilidad y la adsorción del caolín. La estructura del caolín está compuesta por tetraedros de silicio-oxígeno y octaedros de aluminio-oxígeno, que se organizan periódica y repetidamente. Carece de expansibilidad y es difícil de intercalar con la materia orgánica. Solo unas pocas moléculas orgánicas con peso molecular pequeño y polaridad fuerte pueden insertarse en la capa de caolín. , como formamida, acetato de potasio, sulfóxido de dimetilo y urea.
4. Tratamiento de esmerilado y pelado
El tamaño de partícula del caolín es un indicador importante. En la industria del recubrimiento de relleno para la fabricación de papel, el caolín pelado se recubre en la superficie del papel. Estas escamas de caolín están entrelazadas, superpuestas y paralelas a la superficie del papel, y el papel será más suave, más blanco, más brillante y la tinta no producirá efectos como marcas de agua después de la impresión.
Los métodos de molienda y decapado de caolín comúnmente utilizados incluyen la molienda superfina en seco, la molienda en húmedo, la extrusión y la inmersión química. La pulverización en seco generalmente involucra la pulverización de materias primas de caolín en molinos de chorro, molinos autógenos ciclónicos, pulverizadores ultrafinos de impacto mecánico de alta velocidad y molinos vibratorios. Para controlar los grados de tamaño de partícula, generalmente se requiere clasificación y otros procesos.
Hay muchos tipos de modificadores de superficie en polvo, ¿cómo elegir?
El modificador de superficie es la clave para lograr el propósito esperado de la modificación de la superficie del polvo, pero hay muchos tipos y son muy específicos. Desde la perspectiva de la interacción entre las moléculas modificadoras de superficie y la superficie del polvo inorgánico, debe seleccionarse tanto como sea posible. Modificador de superficie para reacción química o adsorción química en la superficie de partículas de polvo, porque la adsorción física es fácil de desorber bajo la acción de una fuerte agitación o extrusión en el proceso de aplicación posterior.
Principios de selección del modificador de superficie
En la selección real, además de considerar el tipo de adsorción, también se deben considerar otros factores, como el uso del producto, los estándares o requisitos de calidad del producto, el proceso de modificación, el costo y la protección ambiental.
(1) El propósito del producto
Esta es la consideración más importante al seleccionar variedades de modificadores de superficie, porque los diferentes campos de aplicación tienen diferentes requisitos técnicos para las propiedades de aplicación del polvo, como la humectabilidad de la superficie, la dispersabilidad, el valor de pH, las propiedades eléctricas, la resistencia a la intemperie, el brillo, las propiedades antibacterianas, etc., que es una de las razones para elegir la variedad de modificadores de superficie según la aplicación.
Por ejemplo: Los polvos inorgánicos (rellenos o pigmentos) utilizados en diversos plásticos, caucho, adhesivos, recubrimientos a base de aceite o solventes requieren una buena lipofilia en la superficie, es decir, una buena afinidad o compatibilidad con las propiedades de los materiales base de polímeros orgánicos, lo que requiere la selección de modificadores de superficie que pueden hacer que la superficie del polvo inorgánico sea hidrofóbica y lipofílica;
Al seleccionar caolín calcinado para recubrir rellenos de aislamiento de cables, también se debe considerar la influencia de los modificadores de superficie en las propiedades dieléctricas y la resistividad volumétrica;
Para los pigmentos inorgánicos utilizados en piezas brutas cerámicas, no solo se requiere que tengan una buena dispersabilidad en estado seco, sino también una buena afinidad con las piezas brutas inorgánicas y poder dispersarse uniformemente en las piezas brutas;
Para los modificadores de superficie de polvos inorgánicos (cargas o pigmentos) utilizados en pinturas o recubrimientos a base de agua, se requiere que los polvos modificados tengan buena dispersión, estabilidad de sedimentación y compatibilidad en la fase acuosa.
Al mismo tiempo, los componentes de diferentes sistemas de aplicación son diferentes. Al seleccionar un modificador de superficie, también se debe considerar la compatibilidad y la compatibilidad con los componentes del sistema de aplicación para evitar la falla de otros componentes en el sistema debido al modificador de superficie.
(2) Proceso de modificación
El proceso de modificación también es una de las consideraciones importantes en la selección de variedades de modificadores de superficie. El proceso actual de modificación de la superficie adopta principalmente el método seco y el método húmedo.
Para el proceso seco, no es necesario considerar su solubilidad en agua, pero para el proceso húmedo, se debe considerar la solubilidad en agua del modificador de superficie, porque solo cuando es soluble en agua puede entrar en contacto y reaccionar completamente con las partículas de polvo. en un ambiente húmedo.
Por ejemplo, el ácido esteárico se puede usar para la modificación de la superficie seca del polvo de carbonato de calcio (ya sea directamente o después de disolverlo en un solvente orgánico), pero en la modificación de la superficie húmeda, como la adición directa de ácido esteárico, no solo es difícil de lograr. efecto de modificación de superficie esperado (principalmente adsorción física), y la tasa de utilización es baja, la pérdida de modificador de superficie después de la filtración es grave y la descarga de materia orgánica en el filtrado excede el estándar.
Una situación similar es válida para otros tipos de modificadores de superficie orgánicos. Por lo tanto, para los modificadores de superficie que no pueden ser directamente solubles en agua sino que deben usarse en un ambiente húmedo, deben saponificarse, amonizarse o emulsionarse previamente para que puedan disolverse y dispersarse en una solución acuosa.
Además, los factores del proceso, como la temperatura, la presión y los factores ambientales, también deben tenerse en cuenta al seleccionar los modificadores de superficie. Todos los modificadores de superficie orgánicos se descomponen a una determinada temperatura. Por ejemplo, el punto de ebullición del agente de acoplamiento de silano varía entre 100 y 310 °C según la especie. Por lo tanto, el modificador de superficie seleccionado tiene preferentemente una temperatura de descomposición o punto de ebullición superior a la temperatura de procesamiento de la aplicación.
(3) Precio y factores ambientales
Finalmente, el precio y los factores ambientales también deben ser considerados en la selección de modificadores de superficie. Bajo la premisa de cumplir con los requisitos de rendimiento de la aplicación u optimizar el rendimiento de la aplicación, intente utilizar modificadores de superficie más baratos para reducir el costo de la modificación de la superficie. Al mismo tiempo, se debe prestar atención a la selección de modificadores de superficie que no contaminen el medio ambiente.
¿Cómo elegir un equipo de molienda?
En el campo de la molienda de minerales no metálicos, surgen sin cesar varios tipos de equipos de molienda. Como todos sabemos, para el procesamiento de minerales no metálicos, uno es eliminar las impurezas y mejorar la pureza del producto; el otro es reducir el tamaño de partícula de los productos en diversos grados.
En el proceso de reducción del tamaño de partícula del producto, la selección del equipo de molienda es muy importante, lo que afecta directamente la tasa de utilización de los recursos minerales, el costo de producción, la calidad del producto y los beneficios económicos. Por lo tanto, cuando los fabricantes eligen equipos, necesitan obtener suficiente información para confirmar su elección después de comunicarse activamente con el fabricante de acuerdo con sus necesidades reales.
PARTE 1: Molino de impacto ultrafino
Principio de funcionamiento: el material es transportado por el dispositivo de alimentación a la cámara de trituración de la máquina principal, y el material, el dispositivo giratorio de alta velocidad y las partículas chocan, chocan, frotan, cortan y aprietan entre sí para realizar la trituración. La rueda clasificadora separa el material triturado en polvo grueso y fino, el polvo grueso fluye hacia la cámara de trituración para triturarlo nuevamente y el ventilador de tiro inducido descarga el gas purificado.
PARTE 2: Molino de chorro
Principio de funcionamiento: después de que el aire comprimido se enfría, filtra y seca, forma un flujo de aire supersónico a través de la boquilla y lo inyecta en la cámara de trituración rotatoria para fluidificar el material. La convergencia produce colisiones violentas, fricción y cizallamiento para lograr una trituración ultrafina de partículas.
En comparación con el pulverizador ultrafino de impacto mecánico ordinario, el pulverizador de chorro puede pulverizar el producto muy finamente y el rango de distribución del tamaño de partícula es más estrecho, es decir, el tamaño de partícula es más uniforme; y debido a que el gas se expande en la boquilla para enfriarse, no hay calor acompañante en el proceso de pulverización. Por lo tanto, el aumento de la temperatura de pulverización es muy bajo, lo cual es especialmente importante para la pulverización ultrafina de materiales sensibles al calor y de bajo punto de fusión, pero el molino de chorro también tiene una desventaja relativamente común, a saber, un alto consumo de energía.
PART3: Molino de rodillos
Principio de funcionamiento: el material se envía a la cámara de trituración a través del alimentador de conversión de frecuencia, y la trituración superfina del material se realiza a través de la extrusión, corte y trituración del rodillo triturador. El material pulverizado es transportado al área de clasificación por el flujo de aire ascendente, y bajo la acción de la fuerza centrífuga de la rueda de clasificación y la fuerza de succión del ventilador, se realiza la separación de polvo grueso y fino. Los productos más finos son recogidos por el colector y las partículas gruesas se devuelven a la cámara de trituración para triturarlas nuevamente. El aire purificado es descargado por el ventilador de tiro inducido.
PARTE 4: Molino de bolas y línea de producción de clasificación
Principio de funcionamiento: después de la trituración gruesa, el material ingresa al molino de bolas ultrafino desde el equipo de elevación y transporte. El medio de molienda en el molino impacta y muele el material con la energía obtenida cuando el molino gira. El material triturado pasa por el silo de descarga. Ingrese al clasificador de micropolvo de distribución automática para la clasificación para realizar la separación de polvo grueso y fino. El polvo fino calificado es recolectado por el colector, y las partículas gruesas ingresan al molino de bolas desde el extremo inferior del clasificador para trituración, y el ventilador de tiro inducido descarga el gas purificado.
Según los diferentes materiales, la línea de molinos de bolas puede elegir el revestimiento y el medio de molienda correspondientes para garantizar la pureza y la blancura del producto. El diseño razonable del sistema reduce la inversión en ingeniería civil y equipos de apoyo en un 50 % en comparación con otras líneas de producción de clasificación y molienda de bolas. Se puede aplicar a la trituración de los siguientes materiales: ① materiales blandos, como calcita, mármol, piedra caliza, caolín, yeso, barita, cenizas volantes, escoria, etc.; ② materiales duros: carburo de silicio, corindón marrón, mullita, cemento ultrafino, arena de circón, andalucita, materiales refractarios, etc.; ③ materiales de alta pureza: cuarzo, feldespato, α-alúmina, perlas de vidrio, fósforo, etc. Materiales metálicos: polvo de zinc, polvo de aluminio, polvo de hierro, polvo de molibdeno, etc.
Efecto del polvo de turmalina modificada en las propiedades de los compuestos ABS
La turmalina se utiliza en la purificación del agua, el tratamiento médico y otros campos debido a su piezoelectricidad, propiedades de infrarrojo lejano y la capacidad de liberar iones negativos en el aire. Sin embargo, su materia prima es un solo material de turmalina, lo que limita su aplicación y no puede cumplir con los requisitos de las personas para los materiales modernos. Por lo tanto, los nuevos materiales compuestos funcionales obtenidos mediante la mezcla de turmalina y otros materiales se han convertido en un foco de investigación actual.
La resina ABS es un copolímero de injerto compuesto por tres monómeros de acrilonitrilo, butadieno y estireno. Tiene alta resistencia y alta tenacidad, fuerte resistencia a la corrosión por ácidos, álcalis y sal, y buena procesabilidad de moldeo. Bueno, el producto terminado tiene las características de superficie lisa, fácil teñido y galvanoplastia, etc., y ha sido ampliamente utilizado en varios campos.
La superficie del polvo de turmalina se modificó con estearato de sodio y titanato, y la turmalina modificada se mezcló con resina ABS para preparar un material compuesto de turmalina/ABS. Los resultados mostraron que:
(1) El polvo de turmalina se modificó con éxito con estearato de sodio y titanato, lo que redujo su hidrofilia y mejoró su fuerza de unión de interfaz con resina ABS.
(2) Con el aumento de la cantidad de turmalina modificada en la resina ABS, la resistencia a la tracción y la resistencia al impacto de los compuestos de turmalina/ABS primero aumentaron y luego disminuyeron. En comparación con la resina ABS sin turmalina añadida, cuando la cantidad de turmalina modificada fue del 2 %, la resistencia a la tracción del material compuesto aumentó en un 11,30 %; cuando la cantidad de turmalina modificada fue del 3 %, la resistencia al impacto del material compuesto aumentó en un 38,18 %. El material compuesto también puede liberar iones negativos. Cuando la cantidad de turmalina modificada es del 3 %, la cantidad de liberación de iones negativos del material compuesto es de 456,5/cm2, lo que amplía el rango de aplicación de la resina ABS.
¿Cómo agregar bolas de acero al molino de bolas es adecuado y cómo configurar las bolas de acero?
La bola de acero del molino de bolas es el material de molienda del equipo del molino de bolas, y el efecto de molienda y pelado se produce por la colisión y la fricción entre la bola de acero y el material entre las bolas de acero del molino de bolas. Durante el proceso de trabajo del molino de bolas, si la gradación de las bolas de acero en el cuerpo de molienda es razonable está relacionada con la eficiencia de trabajo del equipo. Solo asegurando una cierta proporción de varias bolas puede adaptarse a la composición del tamaño de partícula del material a moler y se puede lograr un buen efecto de molienda.
Principios básicos de clasificación de bolas de acero en molino de bolas
1. Para tratar el mineral con gran dureza y tamaño de partícula gruesa, se requiere una mayor fuerza de impacto y se deben cargar bolas de acero más grandes, es decir, cuanto más duro es el material, mayor es el diámetro de la bola de acero;
2. Cuanto mayor sea el diámetro del molino, mayor será la fuerza de impacto y menor será el diámetro de la bola de acero seleccionada;
3. Para tabiques de doble compartimento, el diámetro de la bola debe ser menor que el de tabiques de una sola capa con la misma sección de descarga;
4. Generalmente, hay cuatro niveles de distribución de pelotas. Hay menos bolas grandes y pequeñas, y la bola del medio es más grande, es decir, "menos en ambos extremos y más en el medio".
Factores a considerar en la relación de bolas de acero del molino de bolas
1. Modelo de equipo, como diámetro y longitud del cilindro;
2. Requisitos de producción, es decir, el estándar del usuario para moler la finura de los materiales;
3. Las propiedades del material se refieren al tamaño de partícula inicial, dureza y tenacidad del material molido;
4. Especificaciones y tamaños, preste atención al tamaño de las especificaciones, y no puede seguir ciegamente especificaciones grandes.
Habilidades de adición de bolas de acero de molino de bolas
La proporción de bolas de acero en el molino de bolas depende de la longitud efectiva de su molino, si está equipado con una prensa de rodillos, el tamaño del material de alimentación, el revestimiento y la estructura utilizados, la finura esperada del residuo del tamiz y el específico tabla, cuántas bolas de cromo usar y la velocidad Cuánto y otros factores se juzgan de manera integral. Después de instalar el molino de bolas, los engranajes grandes y pequeños del molino de bolas deben engranarse y la capacidad de procesamiento debe aumentarse gradualmente. Después de que el molino de bolas haya estado funcionando normalmente durante dos o tres días, verifique el engrane de los engranajes grandes y pequeños. Cuando todo sea normal, encienda el molino de bolas y agregue el 20% restante de bolas de acero por segunda vez.
Aplicación de la ganga de carbón en el campo de los materiales cerámicos densos
La ganga de carbón es la roca atrapada en la veta de carbón, y también es el desecho en el proceso de extracción y lavado del carbón. En la actualidad, la ganga de carbón acumulada en el país asciende a varios miles de millones de toneladas, lo que ha causado graves daños al medio ambiente ecológico. Como recurso reciclable, la ganga de carbón se ha utilizado ampliamente en muchos campos.
A través de la investigación, se encuentra que los principales componentes de la ganga del carbón son la alúmina y la sílice, y estos compuestos son materias primas de uso común para la producción de cerámica. La ganga de carbón en sí también tiene una gran cantidad de microporos y un área de superficie específica alta. Por lo tanto, la ganga de carbón se puede utilizar para preparar cerámica y otros materiales con excelentes propiedades, como alta resistencia mecánica, resistencia a la corrosión ácida y alcalina y larga vida útil.
1. Mullita densa y sus materiales compuestos
La mullita (3Al2O3·2SiO2) es un material refractario de alta calidad con características de alta densidad, buena resistencia al choque térmico, buena resistencia a la fluencia, bajo coeficiente de expansión y composición química estable. En mi país hay pocas reservas naturales de mullita y la mayor parte de la mullita se sintetiza artificialmente. Generalmente, el caolín y el polvo de alúmina se utilizan como materia prima, y los materiales de mullita se preparan mediante sinterización o electrofusión. Dado que el contenido de caolinita en la ganga de carbón generalmente puede alcanzar más del 90 %, se pueden preparar materiales compuestos de mullita y mullita con un rendimiento excelente mezclando ganga con materiales auxiliares como Al2O3 y calcinación a alta temperatura. mi país también ha logrado algunos avances en la preparación de mullita y sus materiales compuestos a partir de ganga de carbón.
Usando bauxita con alto contenido de alúmina como materia prima principal, junto con ganga de carbón y una pequeña cantidad de Al2O3 para preparar clínker de mullita, la investigación encontró que el clínker de mullita con un rendimiento excelente puede cocerse a 1700 °C y su porosidad aparente es inferior a 25 %, densidad aparente ≥ 2,75 g/cm3.
La ganga de carbón decapado se usó como materia prima principal, que se mezcló uniformemente con alúmina, y la mullita se preparó mediante sinterización en estado sólido. Primero aumentará y luego disminuirá ligeramente, por lo que el tiempo de retención para preparar la mullita debe controlarse dentro de las 2 horas.
Utilizando bauxita y ganga de carbón como materias primas principales, pentóxido de vanadio (V2O5) y fluoruro de aluminio (AlF3) como aditivos, se preparó un cristal cuya principal fase de cristal es la fase de mullita mediante reacción en estado sólido. La investigación muestra que: cuando se mezcla aluminio bauxita y silicio-alúmina en ganga de carbón en una proporción molar de 2:3,05, la resistencia y la dureza del material de mullita preparado han mejorado significativamente y el rendimiento es el mejor. Su densidad volumétrica es de hasta 2,3 g/cm3, la porosidad aparente es de 23,6 %, la tasa de absorción de agua es de 10,55 % y la resistencia a la flexión es de 114 MPa.
El material compuesto de vidrio de sílice con alto contenido de mullita se sintetizó con éxito mediante el uso de ganga de carbón y caolín como materias primas y la adición de feldespato de potasio. El estudio encontró que la temperatura de sinterización de la mezcla sin agregar feldespato de potasio es superior a 1590°C, mientras que la temperatura de sinterización de la mezcla con una proporción de K2O de 1,5% y agregando feldespato de potasio se puede reducir a 1530°C. Por lo tanto, agregar una cierta cantidad de feldespato de potasio a la mezcla puede reducir la temperatura de sinterización.
Usando ganga de carbón como materia prima, la ganga se activa mediante la eliminación de impurezas, la calcinación y otros procesos, y el material en polvo compuesto de nano-mullita se prepara mediante cristalización hidrotermal. Los resultados muestran que la fase compuesta de nano-mullita se preparó a partir del polvo de ganga de carbón activado en las condiciones de una concentración de solución de hidróxido de sodio de 2-4 mol/L, una temperatura de agitación de 80-90 °C, una conservación del calor de 3 h, y una relación líquido-sólido de 10mL/g. El polvo compuesto de nano-mullita tiene un buen efecto de cristalización, la mayoría de los cuales son cristales columnares, la longitud del grano es de 50 nm y la relación de aspecto promedio alcanza los 3,5.
2. Sialon denso y sus materiales compuestos
Utilizando ganga de carbón con alto contenido de alúmina, polvo de concentrado de hierro y polvo de coque como materias primas, el material denso compuesto de Fe-Sialon se preparó mediante el método de nitruración por reducción carbotérmica a 1400-1550 °C durante 4 horas. Se encontró que el contenido de coque excedía el 10% 1. El material denso de Fe-Sialon preparado a 1500 ℃ durante 4 horas tiene la distribución de grano más uniforme y el mejor rendimiento.
Utilizando ganga de carbón y arcilla natural como materias primas principales, se utilizó el proceso de moldeo coloidal para dar forma al cuerpo verde, y el material cerámico denso compuesto β-Sialon/SiC se sintetizó con éxito mediante el proceso de nitruración por reducción carbotérmica. El estudio encontró que el proceso optimizado de moldeo coloidal se puede utilizar para producir un cuerpo verde con una densidad de hasta 1,12 g/cm3, y se puede producir un material compuesto denso de β-Sialon/SiC después de la sinterización.
¿Cuáles son los cambios físicos y químicos del polvo de mineral no metálico después de la trituración ultrafina?
El proceso de pulverización ultrafina no es solo un proceso de reducción del tamaño de las partículas. Cuando el material es triturado por fuerza mecánica, la reducción del tamaño de las partículas va acompañada de diferentes cambios en la estructura cristalina y las propiedades físicas y químicas del material pulverizado. Este cambio es insignificante para el proceso de trituración relativamente gruesa, pero para el proceso de trituración ultrafina, debido al largo tiempo de trituración, la alta resistencia a la trituración y el tamaño de partícula del material triturado al nivel de micras o menos, estos cambios ocurren significativamente. bajo ciertos procesos y condiciones de trituración.
Los estudios han demostrado que los fenómenos mecanoquímicos mencionados anteriormente aparecerán significativamente o se detectarán solo durante el proceso de pulverización ultrafina o molienda ultrafina. Esto se debe a que la trituración ultrafina es una operación con un alto consumo de energía por unidad de producto triturado, la fuerza de la fuerza mecánica es fuerte, el tiempo de trituración del material es largo y el área superficial específica y la energía superficial del material triturado son grandes.
1. Cambios en la estructura cristalina
Durante el proceso de molienda ultrafina, debido a la fuerte y persistente fuerza mecánica, el material en polvo sufre distorsión reticular en diversos grados, el tamaño del grano se vuelve más pequeño, la estructura se vuelve desordenada, se forman sustancias amorfas o no cristalinas en la superficie, e incluso conversión policristalina.
Estos cambios pueden detectarse mediante difracción de rayos X, espectroscopia infrarroja, resonancia magnética nuclear, resonancia paramagnética de electrones y calorimetría diferencial.
2. Cambios en las propiedades físicas y químicas
Debido a la activación mecánica, las propiedades físicas y químicas de los materiales, como disolución, sinterización, adsorción y reactividad, rendimiento de hidratación, rendimiento de intercambio catiónico y propiedades eléctricas de la superficie, cambiarán en diversos grados después de la molienda fina o ultrafina.
(1) Solubilidad
Tasa de disolución de polvo de cuarzo, calcita, casiterita, corindón, bauxita, cromita, magnetita, galena, titanita, ceniza volcánica, caolín, etc. en ácido inorgánico después de una molienda fina o una molienda ultrafina y aumenta la solubilidad.
(2) rendimiento de sinterización
Hay dos tipos principales de cambios en las propiedades térmicas de los materiales causados por la molienda fina o la molienda ultrafina:
Una es que debido al aumento en la dispersión del material, la reacción en estado sólido se vuelve más fácil, la temperatura de sinterización del producto disminuye y también se mejoran las propiedades mecánicas del producto. Por ejemplo, después de que la dolomita se muele finamente en un molino vibratorio, la temperatura de sinterización de los materiales refractarios preparados con ella se reduce en 375-573 K y se mejoran las propiedades mecánicas del material.
La segunda es que el cambio de estructura cristalina y la amorfización conducen al cambio de la temperatura de transición de fase cristalina. Por ejemplo, la temperatura de transformación del cuarzo alfa en cuarzo beta y cristobalita y la de calcita en aragonito se modifican mediante la molienda ultrafina.
(3) Capacidad de intercambio de cationes
Algunos minerales de silicato, especialmente algunos minerales de arcilla como la bentonita y el caolín, tienen cambios evidentes en la capacidad de intercambio de cationes después de la molienda fina o ultrafina.
Después de moler durante un cierto período de tiempo, la capacidad de intercambio iónico y la capacidad de reemplazo del caolín aumentaron, lo que indica que aumentó la cantidad de cationes intercambiables.
Además de la bentonita, el caolín y la zeolita, la capacidad de intercambio de iones de otros como el talco, la arcilla refractaria y la mica también cambia en diversos grados después de la molienda fina o ultrafina.
(4) Rendimiento de hidratación y reactividad
La reactividad del material de hidróxido de calcio se puede mejorar mediante una molienda fina, que es muy importante en la preparación de materiales de construcción. Porque estos materiales son inertes o no lo suficientemente activos para la hidratación.
(5) Electricidad
La molienda fina o ultrafina también afecta las propiedades eléctricas y dieléctricas superficiales de los minerales. Por ejemplo, después de la trituración y trituración por impacto de la biotita, su punto isoeléctrico y su potencial zeta superficial (potencial zeta) cambian.
(6) Densidad
Las zeolitas naturales (compuestas principalmente de clinoptilolita, mordenita y cuarzo) y las zeolitas sintéticas (principalmente mordenita) se molieron en un molino de bolas planetario y las densidades de las dos zeolitas cambiaron de manera diferente.
(7) Propiedades de suspensiones de arcilla e hidrogeles
La molienda húmeda mejora la plasticidad de la arcilla y la resistencia a la flexión en seco. Por el contrario, la molienda en seco aumenta la plasticidad y la resistencia a la flexión en seco del material en un corto período de tiempo, pero tiende a disminuir con la prolongación del tiempo de molienda.
Modificación superficial de la wollastonita y su aplicación en caucho natural
La wollastonita es un mineral de metasilicato fibroso escindido, que tiene una serie de excelentes propiedades, como una estructura similar a una aguja, alta blancura, bajo coeficiente de expansión térmica, excelente estabilidad química y retardo de llama, y alto aislamiento eléctrico. Propiedades físicas y químicas, por lo que la wollastonita tiene amplias perspectivas de aplicación.
Con el desarrollo de la investigación de la tecnología de procesamiento profundo de la wollastonita, la wollastonita se ha convertido gradualmente en una materia prima de alta calidad en muchos campos industriales, como la industria del plástico y el caucho polimérico, la industria de pinturas y revestimientos, la industria de materiales de construcción, la industria de la metalurgia cerámica y la industria del papel.
Usando cierta wollastonita como materia prima, usando dodecilamina y Si-69 para realizar pruebas de modificación de superficie y aplicación de relleno en wollastonita, discuta las condiciones del proceso de modificación seca de wollastonita y el efecto de los agentes modificadores en la superficie de wollastonita. modo de acción, y utilizando caucho natural como matriz para explorar el efecto de aplicación de la wollastonita modificada, los resultados muestran que:
(1) El agente de acoplamiento Si-69 puede formar adsorción química en la superficie de la wollastonita. Las condiciones óptimas para modificar la wollastonita son: dosis de 0,5%, tiempo de modificación 60min, temperatura de modificación 90°C. En estas condiciones, el índice de activación de la wollastonita modificada es del 99,6% y el ángulo de contacto es de 110,5°.
(2) La dodecilamina existe en forma de adsorción física, como la adsorción por enlaces de hidrógeno en la superficie de la wollastonita. Las condiciones óptimas para modificar la wollastonita son: dosis de 0,25%, tiempo de modificación de 10 minutos y temperatura de modificación de 30°C. En estas condiciones, el índice de activación de la wollastonita modificada es del 85,6% y el ángulo de contacto es de 61,5°.
(3) El efecto de mejora de la wollastonita modificada en las propiedades mecánicas del caucho natural es mejor que el de la wollastonita no modificada, y el efecto de mejora del agente de acoplamiento Si-69 y la wollastonita modificada mixta con dodecilamina en las propiedades mecánicas del caucho natural es aún mayor. bueno.
¿Cómo se modifica la fibra continua de basalto?
La fibra continua de basalto se extrae del basalto natural fundido a alta velocidad entre 1450 °C y 1500 °C. Tiene buenas propiedades mecánicas y térmicas y es ampliamente utilizado debido a su bajo precio, protección del medio ambiente y libre de contaminación.
Sin embargo, la fibra de basalto tiene una alta densidad y está relativamente rota, y su composición química es principalmente grupos funcionales inorgánicos, lo que conduce a la inercia química de la superficie de la fibra, y debido a que la superficie de la fibra de basalto continua es muy suave, la adhesión con la resina y otros sustratos es deficiente, el dimensionamiento es difícil y la portabilidad es deficiente, lo que limita la fibra de basalto continua. Uso directo de fibras de basalto. Por lo tanto, debe modificarse para aumentar los grupos tensioactivos, aumentar la adhesión con otros sustratos, ampliar el ámbito de uso y aprovechar al máximo las ventajas de la fibra de basalto continua.
1. Modificación de plasma
La tecnología de modificación de plasma de fibra es una tecnología ampliamente utilizada y relativamente madura. Puede actuar sobre la superficie de la fibra a través del plasma y luego producir grabado y formar hoyos, etc., haciendo que la superficie de la fibra sea áspera y mejorando la suavidad de la superficie de la fibra. El efecto capilar, al mismo tiempo, al controlar las condiciones de procesamiento, básicamente no daña la resistencia de la fibra. La modificación con plasma de las fibras continuas de basalto ha llamado así la atención.
Sun Aigui trató la superficie de la fibra de basalto continua con plasma frío a baja temperatura con diferente potencia de descarga bajo la condición de voltaje de descarga de 20 Pa, y descubrió que con el aumento de la potencia de descarga, el grado de grabado de la morfología de la superficie aumentó, el número de pequeñas protuberancias aumentó, el factor de fricción aumentó y la fibra se fracturó. La resistencia disminuye, la higroscopicidad mejora y la humectabilidad aumenta.
2. Modificación del agente de acoplamiento
El segundo tipo de mejor método de modificación de la fibra de basalto continua es la modificación del agente de acoplamiento. El grupo químico en la superficie de la fibra de basalto reacciona con un extremo del agente de acoplamiento y el otro extremo se enreda físicamente con el polímero o La reacción química puede fortalecer la adhesión entre la matriz de resina y la fibra de basalto continua. Los agentes de acoplamiento incluyen principalmente KH550, KH560 y sistemas compuestos con otras sustancias químicas.
3. Modificación de la superficie del revestimiento
La modificación del recubrimiento de la fibra de basalto continua consiste principalmente en usar modificadores para recubrir o recubrir la superficie de la fibra para mejorar la suavidad y la inercia química de la superficie de la fibra, incluida la modificación del recubrimiento mediante el proceso de encolado.
4. Modificación por método de grabado ácido-base
El método de grabado ácido-base se refiere al uso de ácido o álcali para tratar la fibra de basalto continua, se disuelve el cambiador de red (o formador) en la estructura del cuerpo de la fibra, se graba la superficie de la fibra, se forman ranuras, protuberancias, etc. , y al mismo tiempo se introducen radicales tales como grupos hidroxilo. Grupo, cambiando así la rugosidad y la suavidad de la superficie de la fibra.
5. Modificación del agente de apresto
La modificación del agente de encolado se refiere a mejorar el agente de encolado en el proceso de estirado e infiltración para producir fibra de basalto continua, de modo que la fibra de basalto pueda modificarse en el proceso de infiltración y estirado, y se pueda producir la fibra de basalto continua modificada.
Calcinación sin flúor y lixiviación con ácido nítrico para eliminar las impurezas de la arena de cuarzo
El decapado es un medio importante para eliminar las impurezas del cuarzo, comúnmente se utilizan ácido fluorhídrico, ácido nítrico, ácido clorhídrico, ácido sulfúrico, ácido acético y ácido oxálico. Cuando se utilizan ácidos inorgánicos para la lixiviación ácida, debido a la dureza de la arena de cuarzo, la concentración de estos ácidos inorgánicos fuertes debe ser muy alta. En muchos casos, la concentración del ácido está entre el 20 y el 30 %, y la alta concentración de ácido corroerá el equipo de lixiviación. Muy fuerte.
El ácido orgánico débil comúnmente usado es el ácido oxálico, o se usa una combinación de algunos ácidos débiles para mejorar la eficiencia de la lixiviación. El ácido acético es también otro agente de lixiviación de ácido orgánico, que es completamente no tóxico para el medio ambiente y básicamente no tiene pérdida para el producto objetivo SiO2. Al agregar ácido oxálico y ácido acético, los elementos de impureza en la arena de cuarzo se pueden eliminar de manera efectiva. Por el contrario, el ácido oxálico tuvo mayores tasas de lixiviación y remoción de Fe, Al y Mg, mientras que el ácido acético fue más eficiente en la remoción de los elementos de impureza Ca, K y Na.
Después de la calcinación del mineral de silicio de cuarzo en un lugar determinado, el ácido oxálico, el ácido acético y el ácido sulfúrico, que es un líquido residual fácil de tratar en la etapa posterior, se utilizaron como lixiviados para eliminar las impurezas de la arena de cuarzo. Los resultados mostraron que:
(1) La cantidad total de impurezas en el mineral de cuarzo seleccionado para la prueba es de 514,82 ppm, de los cuales los principales elementos de impurezas son Al, Fe, Ca, Na, y los minerales de impurezas son mica, nefelina y óxidos de hierro.
(2) Cuando el mineral de sílice de cuarzo se calcina a 900°C durante 5 horas, la tasa de eliminación de las impurezas del decapado es la más alta. En comparación con el mineral de cuarzo sin calcinar, la superficie del mineral de cuarzo templado con agua calcinada tiene más grietas con mayor ancho y profundidad, y algunos agujeros de diferentes tamaños se distribuyen en la superficie. Esto se debe a que cuando se calcina a 573 °C, el cuarzo experimentará una transición de fase de la red α a la red β, y la matriz de cuarzo se expandirá debido al cambio de red, y la tasa de expansión es de aproximadamente 4,5 %, y la expansión del volumen será conducir a grietas. Las grietas ocurren principalmente en la interfaz entre la matriz de cuarzo y las inclusiones de impurezas, donde hay muchas impurezas. Se puede inferir que el mineral de cuarzo puede producir grietas después de la calcinación y el enfriamiento con agua, y las grietas expondrán las impurezas dentro de la arena de cuarzo. , puede promover el efecto de la eliminación de impurezas por lixiviación ácida.
(3) La arena de cuarzo calcinada se lixivia con ácido con 0,6 mol/L de ácido oxálico, 08 mol/L de ácido acético y 0,6 mol/L de ácido sulfúrico a 80 °C, con una relación sólido-líquido de 1:5 y una velocidad de agitación de 300r/min. El tiempo 4h es la mejor condición para lixiviar la arena de cuarzo. En condiciones óptimas, las mejores tasas de eliminación de Al, Fe, Ca y Na son 68,18%, 85,44%, 52,62% y 47,80%, respectivamente.