助磨剂的研究现状与发展前景

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1、助磨剂的研究现状与发展前景武汉理工大学材料学院黄从运教授一、助磨剂的定义和分类助磨剂是一种添加剂，适量地加入到被粉磨的物料中，能通过它对颗粒表面的物理化学作用，发挥力学效能，得以提高物料的易碎性和分散性，从而提高粉磨细度和降低粉磨电耗。按使用时的状态分，助磨剂可以分为：固体、液体和气体助磨剂。I古I体助磨剂有：硬脂酸盐类、胶体二氧化硅、胶体右墨、炭黑、粉煤灰、右膏等；液体助磨剂有：有机硅、三乙醇胺、乙二醇、丙二醇、聚丙烯酸脂、聚竣酸盐等;气体助磨剂有：蒸气状的极性物质以及非极性物质等。按化学结构助磨剂可以分为三类：聚合无机盐、聚合有

2、机盐及复合化合物。二、助磨剂的作用及其机理（一）助磨剂的作用主要表现在以下几个方面1）塑性变形被粉碎物料颗粒吸附一层单分子膜的助磨剂后，吸附分子与矿物颗粒表面缺陷组织之间的电子转移，使有些离子晶型的物料的显微硬度降低，加快塑性变形，促进粉碎过程。2）降低物料的表面能当矿物颗粒表面吸附了助磨剂分子后，表面能大大下降，相应的物料抗张强度也降低。3）防止凝聚和粘壁物料的新生表面由于受范德华力和静电力的作用，很容易凝聚和包球。但是，新生表面一旦吸附助磨剂，其活性顿时下降，从而减小凝聚性、粘壁性、提高了流动性，有利于粉碎，更有利于分级，这种有

3、效的分散、解聚作用是助磨剂的重要的功能。4）缓蚀作用在湿磨过程中氧的存在，将显著加速钢球的腐蚀和磨损，磨机中球和衬板局部的电化学腐蚀也是很严重的。研究表明，在铅锌硫化矿粉磨时，通过控制pH值，添加助磨剂，球的磨损明显降低，主要原因是助磨剂的添加一定程度上排除和抑制了氧的作用，消除了电化学腐蚀反应。5）选择性磨碎作用在磨矿过程中，原料通常都不是单一的矿物。不同的矿物，在后续的作业中粒度要求不尽相同。有些药剂对不同的矿物具有选择性磨碎作用。试验表明，磁铁矿和石英混合，添加200g/1CaO,矿浆浓度＞75%时，磁铁矿的选择性磨碎效果显著

4、。6）改善产品应用性能为了提高产品在应用中的分散性和流动性，有些物料粉碎时也要加入助磨剂进行改性。例如:在粉碎氧化铁系颜料时加入0.5%〜1%硕脂酸助剂，不仅增产26%,而但所粉碎的铁红颜料制造油漆的分散时间也缩短了50%。对于一种助磨剂加入到被粉碎物料之中，可能发生上述某一种作用，也可能是儿种作用的联合（二）助磨剂的作用机理：关于助磨剂的作用原理主要表现两个方面：(1)助磨剂在固体颗粒表面上的吸附，改变了颗粒表面的结构性质,降低了颗粒的强度和硬度，同时阻止了新牛裂纹的闭合，加速物料裂纹的扩展。(2)当物料粉碎磨细到一定细度时，颗粒

5、之间、颗粒与研磨介质间会聚集、粘附形成包壳。助磨剂能迅速地消除或减弱颗粒与颗粒、颗粒与研磨介质间的聚集和粘附，提高粉磨效率。三、助磨剂的研究与应用现状国外粉碎作业使用助磨剂已有70多年的历史。自从1930年Goddard以树脂作为助磨剂在英国首先取得专利以来，先后被研究作为助磨剂的物质达50多种•助磨剂的品种以有机化合物为主，其中以醇和醇胺类的化合物为多。德国、法国、美国、日本、前苏联、朝鲜等国对助磨剂的研究和应用较为广泛，据悉冃前日本几乎所有的水泥厂都使用水泥助磨剂。我国对助磨剂的研究和应用起步较晚，20世纪50年代后期，一些水泥

6、厂曾利用煤、纸浆废液、肥皂废液等作为水泥助磨剂，效果不其明显。20世纪70年代，不少水泥企业和研究部门对助磨剂开展广泛的研究和应用工作。武汉理工大学、同济大学、华南理工大学等研究单位和四川资屮、陕西汉屮、山东枣庄、广西玉林等水泥厂,先后对水泥磨及生料磨使用助磨剂进行了实验室试验、工业性试验和生产上的应用，所采用的助磨剂一般是化工厂的副产品或下脚料以及废液、废渣等，均收到较好的效果，但由于废料来源不充足或质量不稳定而无法推广应用。近年来，助磨剂的研究得到有关高等院校、科研院所和科技开发公司的高度重视，取得多项成果。目前，国内研究及应用

7、的水泥助磨剂，有液体助磨剂和I古I体助磨剂,其基本成分大都属于有机表面活性物质。主要为:胺类、醇类、醇胺类、木质素磺酸盐类、脂肪酸及其盐类、烷基磺酸盐类等。具体物质为：三乙醇胺、二乙醇胺、乙二醇、木质素磺酸盐、甲酸、硬脂酸、油酸、尿索、十二烷基苯磺酸钠等。实际在水泥生产中选用的主要有两类形式：一是纯度较高的化工产品；二是化工厂等的废料。助磨剂产品的种类较多，除纯化合物产品外，还研究及开发了多种复合助磨剂。四、助磨剂研究存在的主要问题目前，我国助磨剂的研究主要存在以下几个问题：1）国内大多采用工业纯复合有机盐和无机盐为助磨剂的主要成分

8、，成本较高，技术经济指标一般。2）采用经验方式确定配方，配合的原理研究较少，因此所取得的产品一般适应面较窄。特别对于温度较高的物料还没有合适的产品。即使对于不同生产厂家的同种产品应用于不同厂家，也存在效果差异较大的情况。3）偶极-偶极