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助磨劑的作用機理

關于助磨劑的作用機理目前主要有以下兩種觀點。一是“吸附降低硬度”學說,首先由列賓捷樂(Rehbinder)和維斯特沃德(West-wood)提出,稱之為“Rehbinder”或“West-wood”效應。該學說認為助磨劑在顆粒上的吸附降低了顆粒的表面能或者引起近表面層晶格的位錯遷移,產生點或線的缺陷,從而降低顆粒的強度和硬度,同時阻止新生裂紋的閉合,促進裂紋的擴展。二是“礦漿流變學調節”學說,由克蘭帕樂(Klimpel)等人提出。該學說認為助磨劑通過調節礦漿的流變學性質和礦粒的表面電性等,降低礦漿的粒度,促進顆粒的分散,從而提高礦漿的可流動性,阻止礦粒在介質和襯板上的粘附以及顆粒之間的團聚。

在物料粉碎過程中,物料通常受到不同種類應力的作用,導致物料形成裂紋并擴展,然后被粉碎。根據格里菲定律,脆性斷裂所需的最小應力與物料的比表面能成正比。顯然,降低顆粒的表面能,可以減少使其斷裂所需的應力。從顆粒斷裂的過程來看,助磨劑分子在新生表面吸附可以減小裂紋擴展的應力。從顆粒斷裂的過程來看,助磨劑分子在新生表面的吸附可以減小裂紋擴展所需的外應力,促進裂紋的擴展。所以,從這一點上說,能夠降低固體表面能的化學物質可以降低顆粒的強度,因而可以提高粉碎效率或降低粉碎能耗。列賓捷爾首先研究了在有機和無機化學添加劑兩種情況下液體對固體物料斷裂的影響。他認為,液體(尤其是水),將在很大程度上影響碎裂,添加表面活性劑可以擴大這一影響。原因是固體表面吸附表面活性劑分子后表能降低,導致鍵合力減弱。

除了上述顆粒的強度和硬度外,從粉碎工藝考慮,影響研磨效率和能耗的主要因素還有礦漿質量分數、粘度以及物料的分散狀態、物料與研磨介質及磨機襯板之間的作用等等。這些因素都影響磨機內物料的流動性。因此,在一定程度上改善磨機內物料的流動性可以提高粉碎效率??颂m帕爾等人通過大量的研究認為,助磨劑改善了干粉或料漿的可流動性,明顯改善了物料連續通過磨機的速度,因而影響物料粉碎工藝過程;此外,流動性的改善還影響顆粒在磨機中的分布及研磨介質的研磨作用;助磨劑的存在通過其保持顆粒之間良好的分散性阻止顆粒之間的相互團聚或粘結。從這個意義上講,助磨劑是能夠降低礦漿粘度并提高礦漿流動性的物質。


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