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纳米涂料之派勒超细纳米研磨技术交流(5)

作者:admin   来源:www.cnsanme.com   中研网   更新时间:2017-07-20 10:52

一般循环桶大小为研磨机最大容许流量之1/5~1/10为宜,越小越好。如此可以增加循环桶槽内浆料于同一时间经过研磨机之研磨以得到较好之粒径分布。

    (2)循环桶需有搅拌叶片设计,搅拌速度不宜过快,以0-3m/sec为宜以避免气泡问题产生。

    (3)循环桶槽需有热夹套层之设计以增加研磨效率。若欲有效率地得到纳米级粉体分散研磨,

    上述前处理,研磨机及循环桶各要素均需具备缺一不可。

    4)决定平均粒径(D50)之方法若浆料配方固定,研磨机操作条件亦固定条件下,平均粒径将决定于比能量(specificenergy)值,比能量E值定义如下:

公式

    E:比能量,单位为kWh/t

    P:消耗电力,单位为kW

    P0:无效的消耗电力,尚未加入磨球时,启动研磨机消耗电力,单位为kW

    m':流量,单位为ton/hr

    Cm:固成分,单位为%

    由上可知,比能量之物理意义为每吨粉体每小时所消耗的电力。

    如图(四)所示,以研磨碳酸钙为例,笔者改变了6种不同的研磨机搅拌转子的速度为(6.4-14.4m/sec),7种不同流量,以X轴为比能量,Y轴为平均粒径,由此图可以得知,不论流量或搅拌轴速度在允许范围内如何改变,只要比能量值固定,其研磨所得平均粒径都将固定。所以,想让产品品质重现,只要控制相同的比能量值,即可得到相同的平均粒径值。

技术

 

    图(四)研磨机消耗比能量与研磨所得浆料平均粒径关系

    5)磨球大小对研磨结果之影响

    如图(五)所示,不同磨球大小将影响所需之比能量值。由图(五)可得知,当使用1.0-1.4mm磨球研磨碳酸钙时,需320kWh/t,才可达到粒径D80<2μm。但当比能量E值达到96kWh/t后,改用0.6-0.8mm磨球继续研磨,则只需要比能量180kWh/t,即可达到相同粒径D80<2μm。若浆料起始粒径可以先处理的更小,例如20μm以下,则可以改用0.2-0.6mm磨球研磨,相信达到D80<2μm所需之比能量值将再大大地缩小。由上述之研究及说明可以得知,磨球越小,则研磨效果越好,所需比能量值越小。

研磨

    图(五)研磨得到相同浆料粒径要求时,使用不同磨球大小与其消耗比能量与关系

    6)决定粒径分布(Particlesizedistribution)方法由图(六)及图(七)所示,可以得知,粒径分布决定于Pecletnumber大小, Pecletnumber越大,则粒径分布越大,Peclet定义如下:

公式

    Pe:pecletnumber

    V:轴向运动速度

    l:研磨室长度

    D:扩散系数

    所以当浆料被Pump打入研磨室后,当轴向的运动速度越快,同时于轴向分力越大,且当研磨室内浆料扩散系数越小时,则Peclet值将越大,如此可得到较窄之粒径分布。


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