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1、助磨剂的应用feigeoer摘要：在磨矿过程中,添加一定的助磨剂,可以提高磨矿效率,提高磨矿生产能力,减少磨矿能耗。介绍了助磨剂的种类、作用并简单阐述了助磨剂的作用机理。关键词：助磨剂;磨矿;能耗1前言随着涂料、燃料、油墨、磁性材料、化妆品、粉末冶金和生物工程等高技术领域对产品要求的精细化,球磨粉碎技术已在许多微粉碎、超微粉碎领域得到应用。在我国,助磨剂在非金属矿、水泥和磷矿等领域的应用较普遍,而且成效显著;助磨剂在黑色、有色、黄金矿山的应用较少,但随着企业广泛开展的学习邯钢、节能挖潜活动的深入,助磨剂会受到越来越多的重视。球磨粉碎技术就是在球磨机中利用研磨介质之间的挤压力与剪切力来粉碎物料。
2、许多年来人们围绕磨机的电耗高、钢耗高、能量利用率低等问题做了大量研究工作,提出了一些球磨过程的数学模型与理论,通过对这些问题的研究,对深入了解球磨粉碎技术在其应用过程中的优化控制,取得理想的粉碎效果有重要的意义。为了提高磨矿效率,可以在磨矿过程中添加化学药剂,通过药剂改变磨矿环境或物料表面的物理化学等方面的特性。在磨机内添加的化学药剂称之为助磨剂。应用助磨剂可在不增加任何设备,不改变现有生产流程的前提下,显著提高磨矿效率,增加磨机生产能力,降低磨矿能耗,是企业降低生产成本,提高经济效益的有效措施。助磨剂（也称粉碎助剂）是微粉碎和超微粉碎作业的一种辅助材料,由于多是一些有机或无机的化学药品,故亦
3、可称化学粉碎助剂。它的添加量甚微,但收益颇大,或者提高粉碎产品细度;或者在一定的动力消耗下提高磨机生产能力;或者能够改善粉体物料的性能,如流动性、填充性、分散性、贮存稳定性等;或者防止物料凝聚和粘壁等等。2助磨剂的种类在粉碎中,能够显著提高粉碎效率或降低能耗的化学物质（固态、液态或气态化学物质）称为助磨剂。从化学结构上来说,助磨剂应具有选择性的良好的分散作用；能够调节料浆的粘度,受PH的影响较小等等。也即助磨剂的分子结构要与磨矿系统复杂的物理化学环境相适应。一般来说,添加助磨剂后能得到粒度更细的磨矿产品，此外,添加助磨剂还可扩展物料的磨矿粒度下限。按助磨剂添加时的物质状态可分为固体、液体和气体
4、助磨剂;根据物理化学性质可分为有机助磨剂和无机助磨剂。通常固体助磨剂有硬脂酸盐类、胶体二氧化硅、碳黑、胶体石墨等;液体助磨剂包括各种表面活性剂、分散剂等;气体助磨剂则为蒸汽状的极性物质（丙酮、硝基甲烷等）以及非极性物质（四氯化碳等）。助磨剂的使用必须有适当的条件。一般来说多孔的、松散的易磨矿料,磨矿速度本来就高,助磨剂来不及穿入微裂缝中发生作用,使用助磨剂效果不佳。对于其他难磨矿料加入助磨剂将会大大提高磨机效率,但必须根据浆料的性质来选择适当的助磨剂,例如,十二烷基氯化核对石英的助磨作用,在碱性矿浆中石英易磨细,在酸性矿浆中则反而降低磨细速度。目前国内常用的金属磨球材质大体分四大类:碳钢、合金
5、钢、白口铸铁、球墨铸铁。随着粉磨技术的快速发展和磨机规格的大型化,过去通常采用的普通碳钢铸、燃球由于其硬度低,耐磨性差,消耗大等缺点己不再适宜作磨球材质。近几年国内一些科研单位相继开发研制了几种新型抗磨材料;如马氏体球磨铸铁球、贝氏体球墨铸铁球、多元素中合金球、高铭球及超高辂球等。研磨介质的密度也影响粉碎效率,一般研磨介质密度愈大,粉碎效率越高。3助磨剂的作用机理助磨剂强化促进粉磨,其作用机理相当复杂,尽管国内外对此进行了大量的研究,但是还不够深入。关于助磨剂的作用机理,主要有两种观点:一是“吸附降低硬度”学说,认为助磨剂分子在颗粒上的吸附降低了颗粒的表面能或者引起表面层晶格的位置迁移,产生点
6、或线的缺陷,从而降低颗粒的强度和硬度;同时,阻止新生裂纹的闭合,促进裂纹的扩展;二是“矿浆流变学调节学说,助磨剂通过调节矿浆的流变学性质和矿粒的可流动性等,降低矿浆的粘度,促进颗粒的分散,从而提高矿浆的可流动性阻止矿粒在研磨介质及磨机衬板上的粘附及颗粒之间的团聚。3.1 吸附降低硬度的影响RA.列宾捷尔认为一切固体都可以看成是由超显微裂缝所组成的缺陷网包裹着的独特的胶体结构。这些独特的超显微裂缝的平均间隙约为O.010.lm,当固体受力而发生变形时,新表面即以它们为基础发展形成,在缺陷最多的地方发生破坏。如果卸载在分子力的作用下,已经扩展的微裂缝又会重新愈合。当固体表面有活性剂时,活性剂就会吸
7、咐在微裂缝的表面上,降低物体的表面自由能,因而固体的强度降低,变形增加。周围介质形成的吸附层,沿形变固体的缺陷表面以两维移动的方式透入,延缓了这些缺陷在卸载时的愈合过程,从而降低了固体的强度及周期性载荷下的韧性,使物料易于磨细。3.2 流变特性影响R.Klimpel等人认为磨机在假塑性矿浆中工作其生产能力比在膨胀型和塑性矿浆中工作能力高4%20%,主要是膨胀型矿浆内粘度随固体浓度增加的变化比较平稳,磨机的处理能力随矿浆浓度的变化也不显著。当矿浆浓度较高时其流变特性变为假塑性,此时磨机速度要比膨胀型的要快,磨机的处理量随浓度变大而提高的幅度较大,磨矿效率最高。当矿浆粘度过高时屈服应力剧增,其流变
8、特性属高屈服应力的塑性体,在该区域内磨机的处理能力将大幅下降。近年来的研究表明,水蒸气及某些化学添加剂对细粒间有一种穿透力,它可降低细粒物料的粘附性,使细粒物料团聚得到疏松、分裂以至分散,从而阻止细粒的团聚,亦可使物料不易粘附在研磨体和衬板的表面上,这样能有效地减弱或消除糊球现象,破坏物料的垫层作用,提高粉磨效率。关于粉磨过程中物料的积聚现象和助磨剂的作用,Bekel1作过深入研究。他提出,粉磨过程中,物料聚集的形成和发展有两个阶段,开始是小颗粒由于表面张力而具有较强的积聚力,粘附在大颗粒上或相互间粘附,这样形成的松散的积聚体,有人叫做“结团”,表面活性剂能把它们解散;在这种松散积聚体的基础上
9、,进一步受机械应力作用,可发生类似于金属焊接那样的过程,使结构发生变化,晶格歪扭和变形,这种坚固的积聚体靠表面活性剂是不能解开的,只能等它们生长到一定尺寸后,再度被粉磨。物料的粉磨进入到这后一阶段后,机械能将使物料发生积聚与粉碎,它本身交替地转换成表面能与结合能。掺加助磨剂以后,在第一阶段就起作用,将结团解开,使第二阶段不出现或少出现。4结论采用助磨剂可以提高磨矿效率,降低磨矿过程的能耗和钢耗,从而大大降低磨矿成本。助磨剂可加快物料的塑性变形,降低物料的强度,防止凝聚和粘壁现象的发生,同时还可以改善产品的应用性能。关于助磨剂的作用机理,主要有两种观点,一种认为助磨剂降低物料硬度,另一种则认为助
10、磨剂的引入改变了矿浆的流变学特性和矿粒的可流动性。究竟哪种作用为主体,视具体情况而定。目前我国水泥行业使用的助磨剂大都价格昂贵,性能单一，且部分产品性能低劣,严重影响了助磨剂的推广应用。加强助磨物质的改性研究，提高助磨能力。加强工业废料的开发利用，降低生产成本。加强具有多种表面活性的复合助磨剂的研究开发。加强生杆助磨剂的研究与开发都是需要注意的。在应用方面，应结合磨机实际情况，明确掺人助磨剂的目的，合理掺人，正确使用必要时还应对原有粉磨系统进行适当改造，调整相关的工艺参数，以适应掺人助磨剂后的各种变化。参考文献：1 吴明珠.助磨剂的作用及其作用机理J.化工矿山技术,1987,(1):29.2
11、韩跃新,田兰,王泽红,印万忠.助磨剂的作用及其作用机理研究J.有色矿冶,2004,(2):1.3 刘春明,马凤云.助磨剂的开发与研究进展J.新疆工学院学报995,(2):80-81.4 张成祥,等.助磨剂原理及应用J.新世纪水泥导报,2002,(1):11-12.TheapplicationoftheGrindingAidsAbstract:Intheprocessofgrinding,thegrindingefficiencymaybeimprovedandtheenergyconsumptionmaybereducedwithgrindingaids.Thegrindingaidshavebeenusedwidely.Thepaperintroducesthecategoriesandfunctionofthegrindingaids.Themechanismofthegrindingaidsisalsoanalysed.Keywords!grindingaids;grinding;energyconsumption
