4 công nghệ sửa đổi chính của cao lanh
Cao lanh được sử dụng rộng rãi. Với sự đổi mới liên tục của khoa học và công nghệ, mọi tầng lớp xã hội đều có yêu cầu cao hơn đối với các chỉ số khác nhau của cao lanh, đặc biệt là nhu cầu về cao lanh chất lượng cao trong sản xuất giấy, sơn phủ, cao su và các ngành công nghiệp khác tiếp tục tăng. Biến tính cao lanh có thể làm thay đổi tính chất lý hóa bề mặt của nó, từ đó nâng cao giá trị gia tăng đáp ứng nhu cầu công nghệ mới hiện đại, công nghệ mới, vật liệu mới.
Hiện nay, các phương pháp sửa đổi thường được sử dụng bao gồm sửa đổi nung, sửa đổi axit-bazơ, xử lý tinh chế nghiền và tẩy da chết, và sửa đổi xen kẽ và tẩy da chết.
1. Sửa đổi nung
Sửa đổi nung là phương pháp sửa đổi trưởng thành và được sử dụng phổ biến nhất trong ngành công nghiệp cao lanh, đặc biệt là đối với cao lanh dòng than, việc sửa đổi nung có thể loại bỏ chất hữu cơ và thu được các sản phẩm cao lanh có độ trắng cao và chất lượng cao. Có nhiều yếu tố ảnh hưởng đến chất lượng nung của cao lanh. Chất lượng nguyên liệu thô, kích thước hạt nguyên liệu, hệ thống nung, khí quyển nung và việc lựa chọn phụ gia đều có tác động đáng kể đến chất lượng của cao lanh nung.
Cao lanh nung sẽ gây ra một sự thay đổi nhất định trong cấu trúc tinh thể của nó. Khi nung ở nhiệt độ thấp, một phần chất hữu cơ và nước bị hấp phụ vật lý trong cao lanh sẽ dần dần tách ra. Khi nung đến 500-900°C, cao lanh sẽ bị khử hydroxyl hóa, phá hủy cấu trúc tinh thể và trở thành vô định hình. Cấu trúc lớp sụp đổ, diện tích bề mặt cụ thể tăng lên và hoạt động cũng tăng theo. Cao lanh thu được khi nung ở giai đoạn nhiệt độ này được gọi là metakaolin. Khi nhiệt độ nung đạt khoảng 1000°C, kaolinite trải qua quá trình chuyển pha để tạo thành cấu trúc spinel nhôm-silicat; khi nhiệt độ nung đạt trên 1100°C, quá trình biến đổi mullite xảy ra.
2. Biến tính axit-bazơ
Việc biến đổi axit-bazơ của cao lanh có thể cải thiện hiệu quả khả năng hấp phụ và phản ứng của bề mặt bột. Cao lanh gốc than nung được biến tính tương ứng bằng axit clohydric và natri hydroxit, và thu được các điều kiện xử lý tương ứng với giá trị hấp thụ dầu tốt nhất. Do cao lanh nung tạo thành tứ diện Al với phản ứng axit, sau khi điều chế axit clohydric Việc lọc nguyên tố Al trong cao lanh làm phong phú đáng kể cấu trúc lỗ rỗng của cao lanh; sự biến tính của natri hiđroxit có thể làm trôi nguyên tố Si trong cao lanh nung, làm tăng cấu trúc lỗ xốp nhỏ, do một phần SiO2 trong cao lanh chuyển hóa thành SiO2 tự do dễ phản ứng với các chất kiềm.
Việc lọc các tạp chất oxit kim loại trong cao lanh biến tính bằng axit cũng có thể làm giàu các lỗ xốp của cao lanh và cải thiện hơn nữa các thông số hiệu suất quan trọng của nó như kích thước lỗ rỗng, phân bố kích thước hạt và diện tích bề mặt riêng. Với sự gia tăng thời gian xử lý kiềm, sự phân bố kích thước lỗ rỗng của cao lanh dòng than nung trở nên rộng hơn, diện tích bề mặt cụ thể giảm, thể tích lỗ rỗng tăng lên, hoạt động nứt và độ chọn lọc tăng lên.
3. Thay đổi xen kẽ/tẩy da chết
Sự biến đổi xen kẽ và tẩy da chết của cao lanh và điều chế bột siêu mịn là một phương tiện quan trọng để cải thiện chất lượng của cao lanh, và nó có ý nghĩa rất lớn để cải thiện độ dẻo, độ trắng, khả năng phân tán và hấp phụ của cao lanh. Cấu trúc của cao lanh bao gồm các tứ diện silic-oxy và bát diện nhôm-oxy, được sắp xếp định kỳ và lặp đi lặp lại. Nó thiếu khả năng mở rộng và rất khó xen kẽ với chất hữu cơ. Chỉ một số phân tử hữu cơ có trọng lượng phân tử nhỏ và phân cực mạnh mới có thể chen vào lớp kaolin. , chẳng hạn như formamid, kali axetat, dimethyl sulfoxide và urê.
4. Xử lý mài và gọt vỏ
Kích thước hạt của cao lanh là một chỉ số quan trọng. Trong ngành công nghiệp sơn phủ làm giấy, cao lanh bóc vỏ được phủ lên bề mặt giấy. Những mảnh cao lanh này được xen kẽ, xếp chồng lên nhau và song song với bề mặt giấy, giấy sẽ mịn hơn, trắng hơn, Sáng hơn và mực sẽ không tạo ra các hiệu ứng như hình mờ sau khi in.
Các phương pháp nghiền và tước cao lanh thường được sử dụng bao gồm nghiền siêu mịn khô, nghiền ướt, ép đùn và ngâm hóa chất. Quá trình nghiền thành bột khô thường liên quan đến việc nghiền nguyên liệu thô cao lanh trong các nhà máy phản lực, nhà máy tự sinh lốc xoáy, máy nghiền siêu mịn tác động cơ học tốc độ cao và nhà máy rung. Để kiểm soát các loại kích thước hạt, việc phân loại và các quy trình khác thường được yêu cầu.
Có nhiều loại bột sửa đổi bề mặt, làm thế nào để lựa chọn?
Chất điều chỉnh bề mặt là chìa khóa để đạt được mục đích sửa đổi bề mặt bột như mong đợi, nhưng có nhiều loại và được nhắm mục tiêu cao. Từ góc độ tương tác giữa các phân tử chất điều chỉnh bề mặt và bề mặt của bột vô cơ, nó nên được chọn càng nhiều càng tốt. Chất điều chỉnh bề mặt cho phản ứng hóa học hoặc hấp phụ hóa học trên bề mặt của các hạt bột, bởi vì sự hấp phụ vật lý dễ dàng bị giải hấp dưới tác động của khuấy hoặc đùn mạnh trong quá trình ứng dụng tiếp theo.
Nguyên tắc lựa chọn công cụ sửa đổi bề mặt
Trong lựa chọn thực tế, ngoài việc xem xét loại hấp phụ, các yếu tố khác cũng phải được xem xét, chẳng hạn như sử dụng sản phẩm, tiêu chuẩn hoặc yêu cầu chất lượng sản phẩm, quy trình sửa đổi, chi phí và bảo vệ môi trường.
(1) Mục đích của sản phẩm
Đây là cân nhắc quan trọng nhất trong việc lựa chọn các loại chất điều chỉnh bề mặt, bởi vì các lĩnh vực ứng dụng khác nhau có các yêu cầu kỹ thuật khác nhau đối với các đặc tính ứng dụng của bột, chẳng hạn như độ ẩm bề mặt, độ phân tán, giá trị pH, tính chất điện, khả năng chống chịu thời tiết, độ bóng, tính chất kháng khuẩn, v.v. là một trong những lý do để chọn nhiều loại chất điều chỉnh bề mặt tùy theo ứng dụng.
Ví dụ: Bột vô cơ (chất độn hoặc bột màu) được sử dụng trong các loại nhựa, cao su, chất kết dính, lớp phủ gốc dầu hoặc dung môi đòi hỏi bề mặt phải có tính ưa ẩm tốt, nghĩa là có ái lực tốt hoặc khả năng tương thích với các đặc tính của vật liệu gốc polyme hữu cơ, đòi hỏi phải lựa chọn của các chất điều chỉnh bề mặt có thể làm cho bề mặt của bột vô cơ trở nên kỵ nước và ưa mỡ;
Khi lựa chọn cao lanh nung để phủ chất độn cách điện cho cáp, cũng cần xem xét ảnh hưởng của chất biến tính bề mặt đến tính chất điện môi và điện trở suất;
Đối với các chất màu vô cơ được sử dụng trong khoảng trống gốm, không chỉ yêu cầu độ phân tán tốt ở trạng thái khô mà còn phải có ái lực tốt với khoảng trống vô cơ và có thể phân tán đều trong khoảng trống;
Đối với chất biến tính bề mặt của bột vô cơ (chất độn hoặc bột màu) dùng trong sơn hoặc chất phủ gốc nước, yêu cầu bột biến tính phải có độ phân tán tốt, ổn định lắng và tương thích với pha nước.
Đồng thời, các thành phần của các hệ thống ứng dụng khác nhau là khác nhau. Khi lựa chọn bộ điều chỉnh bề mặt cũng phải xem xét sự phù hợp và tương thích với các thành phần của hệ thống ứng dụng để tránh sự cố của các thành phần khác trong hệ thống do bộ điều chỉnh bề mặt.
(2) Quá trình sửa đổi
Quá trình biến tính cũng là một trong những cân nhắc quan trọng trong việc lựa chọn giống chất biến tính bề mặt. Quá trình sửa đổi bề mặt hiện tại chủ yếu áp dụng phương pháp khô và phương pháp ướt.
Đối với quy trình khô thì không cần xét đến độ tan trong nước của nó, nhưng đối với quy trình ướt thì phải xét đến độ tan trong nước của chất biến tính bề mặt, vì chỉ khi tan trong nước thì chất này mới tiếp xúc và phản ứng hoàn toàn với các hạt bột. trong môi trường ẩm ướt.
Ví dụ, axit stearic có thể được sử dụng để điều chỉnh bề mặt khô của bột canxi cacbonat (trực tiếp hoặc sau khi hòa tan trong dung môi hữu cơ), nhưng trong điều chỉnh bề mặt ướt, chẳng hạn như thêm trực tiếp axit stearic, không chỉ khó đạt được. hiệu ứng sửa đổi bề mặt dự kiến (chủ yếu là hấp phụ vật lý) và tỷ lệ sử dụng thấp, việc mất chất sửa đổi bề mặt sau khi lọc là nghiêm trọng và việc thải chất hữu cơ trong dịch lọc vượt quá tiêu chuẩn.
Một tình huống tương tự cũng đúng với các loại chất điều chỉnh bề mặt hữu cơ khác. Do đó, đối với các chất biến tính bề mặt không thể tan trực tiếp trong nước mà phải sử dụng trong môi trường ẩm ướt thì phải xà phòng hóa, amon hóa hoặc nhũ hóa trước để có thể hòa tan và phân tán trong dung dịch nước.
Ngoài ra, các yếu tố quá trình như nhiệt độ, áp suất và các yếu tố môi trường cũng cần được xem xét khi lựa chọn chất điều chỉnh bề mặt. Tất cả các chất biến đổi bề mặt hữu cơ sẽ bị phân hủy ở một nhiệt độ nhất định. Ví dụ, điểm sôi của chất liên kết silane thay đổi trong khoảng 100-310°C tùy thuộc vào loài. Do đó, công cụ sửa đổi bề mặt được chọn tốt nhất nên có nhiệt độ phân hủy hoặc điểm sôi cao hơn nhiệt độ xử lý của ứng dụng.
(3) Giá cả và các yếu tố môi trường
Cuối cùng, giá cả và các yếu tố môi trường cũng cần được xem xét trong việc lựa chọn các chất điều chỉnh bề mặt. Với tiền đề đáp ứng các yêu cầu về hiệu suất của ứng dụng hoặc tối ưu hóa hiệu suất của ứng dụng, hãy cố gắng sử dụng các công cụ sửa đổi bề mặt rẻ hơn để giảm chi phí sửa đổi bề mặt. Đồng thời, cần chú ý đến việc lựa chọn các chất biến tính bề mặt không gây ô nhiễm môi trường.
Làm thế nào để chọn một thiết bị mài?
Trong lĩnh vực nghiền quặng phi kim loại, các loại thiết bị nghiền xuất hiện vô tận. Như chúng ta đã biết, để chế biến quặng phi kim loại, một là loại bỏ tạp chất và nâng cao độ tinh khiết của sản phẩm; hai là giảm kích thước hạt của sản phẩm ở các mức độ khác nhau.
Trong quá trình giảm kích thước hạt sản phẩm, việc lựa chọn thiết bị nghiền là rất quan trọng, ảnh hưởng trực tiếp đến tỷ lệ sử dụng tài nguyên khoáng sản, chi phí sản xuất, chất lượng sản phẩm và lợi ích kinh tế. Do đó, khi các nhà sản xuất chọn thiết bị, họ cần có đủ thông tin để xác nhận lựa chọn của mình sau khi chủ động liên lạc với nhà sản xuất theo nhu cầu thực tế của họ.
PHẦN 1: Máy nghiền tác động siêu mịn
Nguyên tắc làm việc: Vật liệu được thiết bị cấp liệu vận chuyển đến buồng nghiền của máy chính, và vật liệu, thiết bị quay tốc độ cao và các hạt va chạm, va chạm, cọ xát, cắt và ép lẫn nhau để thực hiện quá trình nghiền. Vật liệu nghiền được tách thành bột thô và bột mịn bằng bánh xe phân loại, bột thô chảy vào buồng nghiền để nghiền lại và khí tinh khiết được thải ra ngoài bằng quạt gió cảm ứng.
PHẦN2: Jet Mill
Nguyên lý làm việc: Sau khi khí nén được làm mát, lọc và sấy khô, nó tạo thành luồng không khí siêu thanh đi qua vòi và bơm vào buồng nghiền quay để làm cho vật liệu hóa lỏng. Sự hội tụ tạo ra va chạm dữ dội, ma sát và cắt để đạt được khả năng nghiền siêu mịn của các hạt.
So với máy nghiền siêu mịn tác động cơ học thông thường, máy nghiền phản lực có thể nghiền sản phẩm rất mịn và phạm vi phân bố kích thước hạt hẹp hơn, nghĩa là kích thước hạt đồng đều hơn; và do khí giãn nở ở vòi để hạ nhiệt, nên không có nhiệt đi kèm trong quá trình nghiền thành bột, do đó, mức tăng nhiệt độ của quá trình nghiền thành bột rất thấp, điều này đặc biệt quan trọng đối với quá trình nghiền siêu mịn của các vật liệu có nhiệt độ nóng chảy thấp và nhạy cảm với nhiệt, nhưng máy nghiền phản lực cũng có một nhược điểm tương đối phổ biến, đó là tiêu thụ năng lượng cao.
PHẦN3: Máy nghiền con lăn
Nguyên tắc làm việc: Vật liệu được đưa vào buồng nghiền thông qua bộ cấp liệu chuyển đổi tần số, và quá trình nghiền siêu mịn của vật liệu được thực hiện thông qua quá trình đùn, cắt và mài của con lăn nghiền. Vật liệu nghiền thành bột được vận chuyển đến khu vực phân loại nhờ luồng không khí tăng lên, và dưới tác động của lực ly tâm của bánh xe phân loại và lực hút của quạt, việc tách bột thô và bột mịn được thực hiện. Các sản phẩm mịn hơn được thu thập bởi bộ thu gom và các hạt thô được đưa trở lại buồng nghiền để nghiền lại. Không khí tinh khiết được thải ra bởi quạt gió cảm ứng.
PHẦN4: Dây chuyền sản xuất phân loại và nghiền bi
Nguyên tắc làm việc: Sau khi nghiền thô, vật liệu đi vào máy nghiền bi siêu mịn từ thiết bị vận chuyển nâng. Môi trường nghiền trong máy nghiền tác động và nghiền vật liệu bằng năng lượng thu được khi máy nghiền quay. Vật liệu nghiền đi qua thùng xả. Nhập bộ phân loại vi bột tự phân phối để phân loại để nhận ra sự phân tách của bột thô và bột mịn. Bột mịn đủ tiêu chuẩn được thu thập bởi bộ thu gom và các hạt thô đi vào máy nghiền bi từ đầu dưới của bộ phân loại để nghiền, và khí tinh khiết được thải ra bởi quạt gió cảm ứng.
Theo các vật liệu khác nhau, dây chuyền máy nghiền bi có thể chọn lớp lót và môi trường nghiền tương ứng để đảm bảo độ tinh khiết và độ trắng của sản phẩm. Thiết kế hệ thống hợp lý giúp giảm 50% đầu tư vào công trình dân dụng và thiết bị hỗ trợ so với các dây chuyền sản xuất nghiền bi và phân loại khác. Nó có thể được áp dụng để nghiền các vật liệu sau: ① vật liệu mềm, chẳng hạn như canxit, đá cẩm thạch, đá vôi, cao lanh, thạch cao, barit, tro bay, xỉ, v.v.; ② vật liệu cứng: cacbua silic, corundum nâu, mullite, xi măng siêu mịn, cát zircon, andalusite, vật liệu chịu lửa, v.v.; ③ vật liệu có độ tinh khiết cao: thạch anh, fenspat, α-nhôm, hạt thủy tinh, phốt pho, v.v. Vật liệu kim loại: bột kẽm, bột nhôm, bột sắt, bột molypden, v.v.
Ảnh hưởng của bột Tourmaline biến đổi đến tính chất của vật liệu tổng hợp ABS
Tourmaline được sử dụng trong lọc nước, điều trị y tế và các lĩnh vực khác do tính áp điện, đặc tính hồng ngoại xa và khả năng giải phóng các ion âm trong không khí. Tuy nhiên, nguyên liệu thô của nó là một vật liệu tourmaline duy nhất, hạn chế ứng dụng của nó và không thể đáp ứng yêu cầu của mọi người đối với vật liệu hiện đại. Do đó, các vật liệu tổng hợp chức năng mới thu được bằng cách trộn tourmaline và các vật liệu khác đã trở thành điểm nóng nghiên cứu hiện nay.
Nhựa ABS là một chất đồng trùng hợp ghép bao gồm ba monome acrylonitrile, butadiene và styrene. Nó có độ bền cao và độ dẻo dai cao, khả năng chống ăn mòn mạnh đối với axit, kiềm và muối, và khả năng xử lý khuôn tốt. Chà, thành phẩm có đặc điểm bề mặt nhẵn, dễ nhuộm và mạ điện, v.v., và đã được sử dụng rộng rãi trong các lĩnh vực khác nhau.
Bề mặt của bột tourmaline đã được sửa đổi bằng natri stearate và titanate, và tourmaline đã sửa đổi được trộn với nhựa ABS để chuẩn bị vật liệu composite tourmaline/ABS. Kết quả cho thấy:
(1) Bột tourmaline đã được biến đổi thành công bằng natri stearate và titanate, làm giảm tính ưa nước của nó và cải thiện lực liên kết giao diện của nó với nhựa ABS.
(2) Với sự gia tăng lượng tourmaline biến đổi trong nhựa ABS, độ bền kéo và độ bền va đập của vật liệu tổng hợp tourmaline/ABS trước tiên tăng lên và sau đó giảm xuống. So với nhựa ABS không thêm tourmaline, khi lượng tourmaline biến tính là 2%, độ bền kéo của vật liệu composite tăng 11,30%; khi lượng tourmaline biến đổi là 3%, độ bền va đập của vật liệu composite Độ bền tăng 38,18%. Vật liệu composite cũng có thể giải phóng các ion âm. Khi lượng tourmaline biến tính là 3%, lượng giải phóng ion âm của vật liệu composite là 456,5/cm2, giúp mở rộng phạm vi ứng dụng của nhựa ABS.
Làm thế nào để thêm bi thép vào máy nghiền bi là phù hợp, và cấu hình bi thép như thế nào?
Quả bóng thép của máy nghiền bi là phương tiện vật liệu mài của thiết bị máy nghiền bi, và hiệu ứng mài và bong tróc được tạo ra bởi sự va chạm và ma sát giữa quả bóng thép và vật liệu giữa các quả bóng thép của máy nghiền bi. Trong quá trình làm việc của máy nghiền bi, việc phân cấp của các quả bóng thép trong thân máy nghiền có hợp lý hay không có liên quan đến hiệu quả làm việc của thiết bị. Chỉ bằng cách đảm bảo một tỷ lệ nhất định của các quả bóng khác nhau, nó mới có thể thích ứng với thành phần kích thước hạt của vật liệu được nghiền và có thể đạt được hiệu quả nghiền tốt.
Nguyên tắc cơ bản của phân loại bi thép trong máy nghiền bi
1. Để xử lý quặng có độ cứng lớn và kích thước hạt thô, cần có lực tác động lớn hơn và cần tải các quả bóng thép lớn hơn, nghĩa là vật liệu càng cứng thì đường kính của quả bóng thép càng lớn;
2. Đường kính của máy nghiền càng lớn thì lực tác động càng lớn và đường kính của quả bóng thép được chọn càng nhỏ;
3. Đối với vách ngăn hai ngăn, đường kính của quả bóng phải nhỏ hơn so với vách ngăn một lớp có cùng tiết diện xả;
4. Nói chung, có bốn cấp độ phân phối bóng. Có ít quả bóng lớn và nhỏ hơn, và quả bóng ở giữa lớn hơn, nghĩa là "ít hơn ở hai đầu và nhiều hơn ở giữa".
Các yếu tố được xem xét trong tỷ lệ bi thép của nhà máy bóng
1. Mô hình thiết bị, chẳng hạn như đường kính và chiều dài xi lanh;
2. Yêu cầu sản xuất, nghĩa là tiêu chuẩn của người dùng về độ mịn của vật liệu;
3. Tính chất vật liệu đề cập đến kích thước hạt ban đầu, độ cứng và độ dẻo dai của vật liệu nền;
4. Thông số kỹ thuật và kích thước, vui lòng chú ý đến kích thước của thông số kỹ thuật và bạn không thể theo đuổi các thông số kỹ thuật lớn một cách mù quáng.
Kỹ năng thêm bóng thép của nhà máy bóng
Tỷ lệ bi thép trong máy nghiền bi phụ thuộc vào chiều dài hiệu quả của máy nghiền của bạn, máy có được trang bị máy ép con lăn hay không, kích thước của nguyên liệu nạp, lớp lót và cấu trúc được sử dụng, độ mịn dự kiến của cặn sàng và độ mịn cụ thể. bảng, sử dụng bao nhiêu bóng crom, tốc độ bao nhiêu và các yếu tố khác được đánh giá toàn diện. Sau khi máy nghiền bi được lắp đặt, các bánh răng lớn và nhỏ của máy nghiền bi cần được chia lưới và công suất xử lý phải được tăng dần. Sau khi máy nghiền bi hoạt động bình thường trong hai hoặc ba ngày, hãy kiểm tra sự ăn khớp của các bánh răng lớn và nhỏ. Khi mọi thứ bình thường, bật máy nghiền bi và thêm 20% bi thép còn lại lần thứ hai.
Ứng dụng của gangue than trong lĩnh vực vật liệu gốm dày đặc
Gangue than là đá bị mắc kẹt trong vỉa than, và nó cũng là chất thải trong quá trình khai thác than và rửa than. Hiện nay, lượng than đá tích lũy trong nước lên tới vài tỷ tấn, gây thiệt hại nghiêm trọng cho môi trường sinh thái. Là một nguồn tài nguyên có thể tái chế, gangue than đã được sử dụng rộng rãi trong nhiều lĩnh vực.
Qua nghiên cứu, người ta thấy rằng các thành phần chính trong gangue than là alumina và silica, và các hợp chất này thường được sử dụng làm nguyên liệu thô để sản xuất gốm sứ. Bản thân gangue than cũng có một số lượng lớn micropores và diện tích bề mặt riêng cao. Do đó, gangue than có thể được sử dụng để điều chế gốm sứ và các vật liệu khác với các đặc tính tuyệt vời như độ bền cơ học cao, khả năng chống ăn mòn axit và kiềm và tuổi thọ cao.
1. Mullite dày đặc và vật liệu composite của nó
Mullite (3Al2O3·2SiO2) là vật liệu chịu lửa chất lượng cao với đặc tính tỷ trọng cao, khả năng chống sốc nhiệt tốt, khả năng chống dão tốt, hệ số giãn nở thấp và thành phần hóa học ổn định. Ở nước tôi, có rất ít trữ lượng mullite tự nhiên và hầu hết mullite được tổng hợp nhân tạo. Nói chung, cao lanh và bột alumina được sử dụng làm nguyên liệu thô, và vật liệu mullite được điều chế bằng cách thiêu kết hoặc đốt điện. Do hàm lượng kaolinite trong gangue than thường có thể đạt tới hơn 90%, vật liệu composite mullite và mullite có hiệu suất tuyệt vời có thể được điều chế bằng cách trộn gangue với các vật liệu phụ trợ như Al2O3 và nung ở nhiệt độ cao. đất nước tôi cũng đã đạt được một số tiến bộ trong việc chuẩn bị mullite và vật liệu composite của nó từ gangue than đá.
Sử dụng bauxite hàm lượng nhôm cao làm nguyên liệu chính, cùng với than đá và một lượng nhỏ Al2O3 để điều chế clinker mullite, nghiên cứu cho thấy clinker mullite với hiệu suất tuyệt vời có thể được nung ở 1700 ° C và độ xốp rõ ràng của nó nhỏ hơn 25 %, khối lượng riêng ≥ 2,75g/cm3.
Gangue ngâm than được sử dụng làm nguyên liệu chính, được trộn đều với alumina và mullite được điều chế bằng cách thiêu kết trạng thái rắn. Đầu tiên nó sẽ tăng lên và sau đó giảm nhẹ, do đó, thời gian giữ để chuẩn bị mullite phải được kiểm soát trong vòng 2 giờ.
Sử dụng bauxite và than đá làm nguyên liệu chính, vanadi pentoxit (V2O5) và nhôm florua (AlF3) làm chất phụ gia, một tinh thể có pha tinh thể chính là pha mullite được điều chế bằng phản ứng trạng thái rắn. Nghiên cứu cho thấy: khi nhôm Khi bauxite và silic-alumin trong gangue than được trộn theo tỷ lệ mol 2:3,05, độ bền và độ cứng của vật liệu mullite đã chuẩn bị đã được cải thiện đáng kể và hiệu suất là tốt nhất. Mật độ thể tích của nó cao tới 2,3g/cm3, độ xốp biểu kiến là 23,6%, tỷ lệ hấp thụ nước là 10,55% và độ bền uốn là 114MPa.
Vật liệu composite thủy tinh silica cao mullite đã được tổng hợp thành công bằng cách sử dụng gangue than và cao lanh làm nguyên liệu thô và thêm fenspat kali. Nghiên cứu cho thấy nhiệt độ thiêu kết của hỗn hợp không thêm kali fenspat là trên 1590°C, trong khi nhiệt độ thiêu kết của hỗn hợp có tỷ lệ K2O là 1,5% và thêm kali fenspat có thể giảm xuống 1530°C. Do đó, thêm một lượng kali fenspat nhất định vào hỗn hợp có thể làm giảm nhiệt độ thiêu kết.
Sử dụng gangue than làm nguyên liệu thô, gangue được kích hoạt bằng cách loại bỏ tạp chất, nung và các quy trình khác, và vật liệu bột hỗn hợp nano-mullite được điều chế bằng quá trình kết tinh thủy nhiệt. Kết quả cho thấy pha composite nano-mullite được điều chế từ bột than hoạt tính gangue trong điều kiện dung dịch natri hydroxit nồng độ 2-4mol/L, nhiệt độ khuấy 80-90°C, thời gian bảo quản nhiệt 3h, và tỷ lệ lỏng-rắn là 10mL/g. Bột, bột hỗn hợp nano-mullite có hiệu ứng kết tinh tốt, hầu hết là tinh thể cột, chiều dài hạt là 50nm và tỷ lệ khung hình trung bình đạt 3,5.
2. Silon dày đặc và vật liệu composite của nó
Sử dụng gangue than nhôm cao, bột cô đặc sắt và bột than cốc làm nguyên liệu thô, vật liệu đậm đặc hỗn hợp Fe-Sialon được điều chế bằng phương pháp thấm nitơ khử nhiệt ở 1400-1550°C trong 4 giờ. Người ta thấy rằng hàm lượng than cốc vượt quá 10% 1. Vật liệu đậm đặc Fe-Sialon được chuẩn bị ở 1500℃ trong 4 giờ có sự phân bố hạt đồng đều nhất và hiệu suất tốt nhất.
Sử dụng gangue than và đất sét tự nhiên làm nguyên liệu chính, quy trình đúc keo được sử dụng để tạo hình thân màu xanh lá cây và vật liệu gốm dày đặc hỗn hợp β-Sialon/SiC đã được tổng hợp thành công bằng quy trình thấm nitơ khử nhiệt. Nghiên cứu cho thấy rằng quy trình đúc keo được tối ưu hóa có thể được sử dụng để tạo ra vật thể màu xanh lá cây với mật độ cao tới 1,12g/cm3 và vật liệu composite β-Sialon/SiC đậm đặc có thể được sản xuất sau khi thiêu kết.
Những thay đổi vật lý và hóa học của bột quặng phi kim loại sau khi nghiền siêu mịn là gì?
Quá trình nghiền thành bột siêu mịn không chỉ là quá trình giảm kích thước hạt. Khi vật liệu được nghiền bằng lực cơ học, sự giảm kích thước hạt đi kèm với những thay đổi khác nhau về cấu trúc tinh thể và tính chất lý hóa của vật liệu nghiền. Sự thay đổi này không đáng kể đối với quá trình nghiền tương đối thô, còn đối với quá trình nghiền siêu mịn, do thời gian nghiền dài, cường độ nghiền cao và kích thước hạt vật liệu được nghiền đến mức micromet hoặc nhỏ hơn nên những thay đổi này xảy ra đáng kể. trong các quy trình và điều kiện nghiền nhất định.
Các nghiên cứu đã chỉ ra rằng các hiện tượng cơ hóa nêu trên sẽ xuất hiện rõ rệt hoặc chỉ được phát hiện trong quá trình nghiền siêu mịn hoặc nghiền siêu mịn. Điều này là do nghiền siêu mịn là hoạt động tiêu thụ năng lượng cao trên một đơn vị sản phẩm nghiền, cường độ lực cơ học mạnh, thời gian nghiền vật liệu dài, diện tích bề mặt riêng và năng lượng bề mặt của vật liệu nghiền lớn.
1. Biến đổi cấu trúc tinh thể
Trong quá trình nghiền siêu mịn, do lực cơ học mạnh và bền bỉ, vật liệu dạng bột bị biến dạng mạng tinh thể ở các mức độ khác nhau, kích thước hạt nhỏ dần, cấu trúc trở nên rối loạn, trên bề mặt hình thành các chất vô định hình hoặc không kết tinh, và thậm chí cả chuyển đổi đa tinh thể.
Những thay đổi này có thể được phát hiện bằng nhiễu xạ tia X, quang phổ hồng ngoại, cộng hưởng từ hạt nhân, cộng hưởng thuận từ điện tử và phép đo nhiệt lượng vi sai.
2. Biến đổi tính chất lý hóa
Do kích hoạt cơ học, các tính chất vật lý và hóa học của vật liệu như hòa tan, thiêu kết, hấp phụ và phản ứng, hiệu suất hydrat hóa, hiệu suất trao đổi cation và tính chất điện bề mặt sẽ thay đổi ở các mức độ khác nhau sau khi mài mịn hoặc mài siêu mịn.
(1) Độ hòa tan
Tốc độ hòa tan của bột thạch anh, canxit, cassiterit, corundum, bauxite, cromit, magnetit, galen, titanit, tro núi lửa, cao lanh, v.v. trong axit vô cơ sau khi nghiền mịn hoặc nghiền siêu mịn và độ hòa tan tăng lên.
(2) Hiệu suất thiêu kết
Có hai loại thay đổi chính về tính chất nhiệt của vật liệu do mài mịn hoặc mài siêu mịn:
Một là do sự gia tăng độ phân tán của vật liệu, phản ứng ở trạng thái rắn trở nên dễ dàng hơn, nhiệt độ thiêu kết của sản phẩm giảm và tính chất cơ học của sản phẩm cũng được cải thiện. Ví dụ, sau khi dolomite được nghiền mịn trong máy nghiền rung, nhiệt độ thiêu kết của vật liệu chịu lửa được điều chế bằng nó giảm 375-573K và các tính chất cơ học của vật liệu được cải thiện.
Thứ hai là sự thay đổi cấu trúc tinh thể và sự biến dạng dẫn đến sự thay đổi nhiệt độ chuyển pha tinh thể. Ví dụ, nhiệt độ biến đổi của thạch anh alpha thành thạch anh beta và cristobalit và của canxit thành aragonit đều được thay đổi bằng cách mài siêu mịn.
(3) Khả năng trao đổi cation
Một số khoáng chất silicat, đặc biệt là một số khoáng sét như bentonit và cao lanh, khả năng trao đổi cation sau khi nghiền mịn hoặc nghiền siêu mịn có sự thay đổi rõ rệt.
Sau khi nghiền trong một thời gian nhất định, khả năng trao đổi ion và khả năng thay thế của cao lanh đều tăng lên, cho thấy số lượng cation trao đổi tăng lên.
Ngoài bentonit, cao lanh và zeolit, khả năng trao đổi ion của các loại khác như hoạt thạch, đất sét chịu lửa và mica cũng thay đổi ở các mức độ khác nhau sau khi nghiền mịn hoặc nghiền siêu mịn.
(4) Hiệu suất hydrat hóa và khả năng phản ứng
Khả năng phản ứng của vật liệu canxi hydroxit có thể được cải thiện bằng cách nghiền mịn, điều này rất quan trọng trong việc chuẩn bị vật liệu xây dựng. Bởi vì những vật liệu này trơ hoặc không đủ hoạt tính để hydrat hóa.
(5) Điện
Mài mịn hoặc siêu mịn cũng ảnh hưởng đến tính chất điện và điện môi bề mặt của khoáng vật. Ví dụ, sau khi đập và nghiền biotit, điểm đẳng điện và điện thế zeta bề mặt (điện thế Zeta) của nó đều thay đổi.
(6) Mật độ
Zeolit tự nhiên (chủ yếu bao gồm clinoptilolite, mordenite và thạch anh) và zeolit tổng hợp (chủ yếu là mordenite) được nghiền trong máy nghiền bi hành tinh và mật độ của hai loại zeolit thay đổi khác nhau.
(7) Tính chất của huyền phù đất sét và hydrogel
Nghiền ướt cải thiện độ dẻo của đất sét và độ bền uốn khô. Ngược lại, nghiền khô làm tăng độ dẻo và độ bền uốn khô của vật liệu trong thời gian ngắn, nhưng có xu hướng giảm khi kéo dài thời gian nghiền.
Biến tính bề mặt của wollastonite và ứng dụng của nó trong cao su thiên nhiên
Wollastonite là một khoáng chất metasilicate phân cắt dạng sợi, có một loạt các đặc tính tuyệt vời như cấu trúc giống như kim, độ trắng cao, hệ số giãn nở nhiệt thấp, ổn định hóa học tuyệt vời và khả năng chống cháy, cách điện cao. Tính chất vật lý và hóa học, vì vậy wollastonite có triển vọng ứng dụng rộng rãi.
Với sự phát triển của nghiên cứu công nghệ xử lý sâu wollastonite, wollastonite đã dần trở thành nguyên liệu thô chất lượng cao trong nhiều lĩnh vực công nghiệp như cao su và nhựa polymer, công nghiệp sơn và chất phủ, công nghiệp vật liệu xây dựng, công nghiệp luyện kim gốm và công nghiệp giấy.
Sử dụng một loại wollastonite nhất định làm nguyên liệu thô, sử dụng dodecylamine và Si-69 để thực hiện các thử nghiệm ứng dụng làm đầy và biến tính bề mặt trên wollastonite, thảo luận về các điều kiện quy trình biến tính khô của wollastonite và tác dụng của các tác nhân biến tính trên bề mặt của wollastonite. phương thức hoạt động và sử dụng cao su tự nhiên làm chất nền để khám phá tác dụng ứng dụng của wollastonite biến tính, kết quả cho thấy:
(1) Chất kết dính Si-69 có thể hình thành sự hấp phụ hóa học trên bề mặt của wollastonite. Điều kiện tối ưu để biến tính wollastonite là: liều lượng 0,5%, thời gian biến tính 60 phút, nhiệt độ biến tính 90°C. Trong các điều kiện này, chỉ số kích hoạt của wollastonite biến tính là 99,6% và góc tiếp xúc là 110,5°.
(2) Dodecylamine tồn tại ở dạng hấp phụ vật lý như hấp phụ liên kết hydro trên bề mặt wollastonite. Các điều kiện tối ưu để biến tính wollastonite là: liều lượng 0,25%, thời gian biến tính 10 phút và nhiệt độ biến tính 30°C. Trong những điều kiện này, chỉ số kích hoạt của wollastonite biến tính là 85,6% và góc tiếp xúc là 61,5°.
(3) Tác dụng cải thiện của wollastonite biến tính đối với các tính chất cơ học của cao su tự nhiên tốt hơn so với wollastonite chưa biến tính, và tác dụng cải thiện của chất liên kết Si-69 và wollastonite hỗn hợp dodecylamine đối với các tính chất cơ học của cao su tự nhiên thậm chí còn lớn hơn. tốt.
Sợi bazan liên tục được biến đổi như thế nào?
Sợi bazan liên tục được rút ra từ bazan tự nhiên nóng chảy ở tốc độ cao ở 1450°C đến 1500°C. Nó có tính chất cơ học và nhiệt tốt, được sử dụng rộng rãi vì giá rẻ, bảo vệ môi trường và không gây ô nhiễm.
Tuy nhiên, sợi bazan có mật độ cao, tương đối đứt gãy, thành phần hóa học chủ yếu là các nhóm chức vô cơ, dẫn đến bề mặt sợi có tính trơ về mặt hóa học, đồng thời do bề mặt của sợi bazan liên tục rất nhẵn nên độ bám dính với nhựa và các chất nền khác kém, khó định cỡ và khả năng mài mòn kém, điều này làm hạn chế sợi bazan liên tục. Sử dụng trực tiếp sợi bazan. Vì vậy, nó cần được biến tính để tăng nhóm hoạt động bề mặt, tăng khả năng bám dính với các chất nền khác, mở rộng phạm vi sử dụng, phát huy hết ưu điểm của sợi bazan liên tục.
1. Sửa đổi plasma
Công nghệ sửa đổi sợi plasma là một công nghệ được sử dụng rộng rãi và tương đối trưởng thành. Nó có thể tác động lên bề mặt sợi thông qua plasma, sau đó tạo ra các vết ăn mòn và tạo thành các vết rỗ, v.v., làm cho bề mặt sợi trở nên thô ráp và cải thiện độ nhẵn của bề mặt sợi. Đồng thời, hiệu ứng mao dẫn bằng cách kiểm soát các điều kiện xử lý, về cơ bản nó không làm hỏng độ bền của sợi. Do đó, sự điều chỉnh plasma của các sợi liên tục bazan đã thu hút được sự chú ý.
Sun Aigui đã xử lý bề mặt của sợi bazan liên tục bằng plasma lạnh nhiệt độ thấp với công suất phóng điện khác nhau trong điều kiện điện áp phóng điện 20Pa, và nhận thấy rằng với sự gia tăng công suất phóng điện, mức độ ăn mòn hình thái bề mặt tăng lên, số lượng các phần nhô ra nhỏ tăng, hệ số ma sát tăng và sợi bị đứt. Sức mạnh giảm, độ hút ẩm được cải thiện và độ thấm ướt tăng lên.
2. Sửa đổi đại lý khớp nối
Loại phương pháp sửa đổi tốt hơn thứ hai của sợi bazan liên tục là sửa đổi tác nhân ghép. Nhóm hóa học trên bề mặt sợi bazan phản ứng với một đầu của chất liên kết, và đầu kia vướng vật lý với polyme hoặc Phản ứng hóa học có thể tăng cường độ bám dính giữa ma trận nhựa và sợi bazan liên tục. Các chất kết hợp chủ yếu bao gồm KH550, KH560 và các hệ hợp chất với các chất hóa học khác.
3. Sửa đổi bề mặt lớp phủ
Việc sửa đổi lớp phủ của sợi bazan liên tục chủ yếu là sử dụng các chất sửa đổi để phủ hoặc phủ lên bề mặt sợi để cải thiện độ nhẵn và độ trơ hóa học của bề mặt sợi, bao gồm cả việc sửa đổi lớp phủ bằng quy trình định cỡ.
4. Biến tính bằng phương pháp ăn mòn axit-bazơ
Phương pháp ăn mòn axit-bazơ đề cập đến việc sử dụng axit hoặc kiềm để xử lý sợi bazan liên tục, bộ thay đổi mạng (hoặc trước đây) trong cấu trúc thân sợi được hòa tan, bề mặt sợi được khắc, rãnh, phần nhô ra, v.v. , và các gốc như nhóm hydroxyl được đưa vào cùng một lúc. Nhóm, do đó thay đổi độ nhám và độ mịn của bề mặt sợi.
5. Sửa đổi chất định cỡ
Sửa đổi tác nhân định cỡ đề cập đến việc cải thiện tác nhân định cỡ trong quá trình vẽ và thấm để sản xuất sợi bazan liên tục, để sợi bazan có thể được sửa đổi trong quá trình thấm và vẽ, và có thể tạo ra sợi bazan liên tục đã sửa đổi.
Quá trình lọc không chứa flo và axit nitric để loại bỏ tạp chất khỏi cát thạch anh
Tẩy là một phương tiện quan trọng để loại bỏ tạp chất trong thạch anh, thường được sử dụng là axit flohydric, axit nitric, axit clohydric, axit sunfuric, axit axetic và axit oxalic. Khi sử dụng axit vô cơ để lọc axit, do độ cứng của cát thạch anh, nồng độ của các axit mạnh vô cơ này phải rất cao. Trong nhiều trường hợp, nồng độ axit nằm trong khoảng 20-30% và nồng độ axit cao sẽ ăn mòn thiết bị lọc. Rất mạnh.
Axit yếu hữu cơ thường được sử dụng là axit oxalic hoặc kết hợp một số axit yếu được sử dụng để nâng cao hiệu quả lọc. Axit axetic cũng là một chất lọc axit hữu cơ khác, hoàn toàn không độc hại với môi trường và về cơ bản không gây tổn thất cho sản phẩm mục tiêu SiO2. Bằng cách thêm axit oxalic và axit axetic, các nguyên tố tạp chất trong cát thạch anh có thể được loại bỏ một cách hiệu quả. Ngược lại, axit oxalic có tốc độ lọc và loại bỏ Fe, Al và Mg cao hơn, trong khi axit axetic hiệu quả hơn trong việc loại bỏ các nguyên tố tạp chất Ca, K và Na.
Sau khi nung quặng silic thạch anh ở một nơi nhất định, axit oxalic, axit axetic và axit sunfuric, dễ xử lý chất lỏng thải ở giai đoạn sau, được sử dụng làm nước rỉ rác để loại bỏ tạp chất khỏi cát thạch anh. Kết quả cho thấy:
(1) Tổng lượng tạp chất trong quặng thạch anh được chọn để thử nghiệm là 514,82ppm, trong đó các nguyên tố tạp chất chính là Al, Fe, Ca, Na và các khoáng chất tạp chất là mica, nepheline và oxit sắt.
(2) Khi nung quặng silic thạch anh ở 900°C trong 5 giờ, tỷ lệ loại bỏ tạp chất tẩy là cao nhất. So với quặng thạch anh chưa nung, bề mặt của quặng thạch anh nung trong nước có nhiều vết nứt với chiều rộng và chiều sâu lớn hơn, trên bề mặt phân bố một số lỗ có kích thước khác nhau. Điều này là do khi nung ở 573°C, thạch anh sẽ trải qua quá trình chuyển pha từ mạng α sang mạng β, và ma trận thạch anh sẽ mở rộng do sự thay đổi của mạng tinh thể và tỷ lệ giãn nở là khoảng 4,5% và sự giãn nở thể tích sẽ dẫn đến các vết nứt. Các vết nứt chủ yếu xảy ra ở giao diện giữa ma trận thạch anh và các tạp chất tạp chất, nơi có nhiều tạp chất. Có thể suy ra rằng quặng thạch anh có thể tạo ra các vết nứt sau khi nung và làm nguội bằng nước, và các vết nứt sẽ làm lộ ra các tạp chất bên trong cát thạch anh. , có thể phát huy tác dụng loại bỏ tạp chất bằng phương pháp lọc axit.
(3) Cát thạch anh nung được lọc bằng axit với axit oxalic 0,6mol/L, axit axetic 08mol/L và axit sunfuric 0,6mol/L ở 80°C, với tỷ lệ rắn-lỏng là 1:5 và tốc độ khuấy 300r/min. Thời gian 4h là điều kiện tốt nhất để lọc cát thạch anh. Ở điều kiện tối ưu, tỷ lệ loại bỏ Al, Fe, Ca và Na tốt nhất lần lượt là 68,18%, 85,44%, 52,62% và 47,80%.