三氧化钨陶瓷球磨法制备的影响因素

机械球磨主要是靠球磨介质的重力以及旋转产生的挤压力对物料进行摩擦、冲击、剪切作用而实现对物料的细化。球磨过程中,物料表面性质及由此导致的料浆性质都直接影响球磨过程,并最终影响球磨产品的质量,因此影响球磨效果的因素比较多。

1. 球磨时间对WO3粉细化的影响

球磨时间的长短直接影响着球磨产品的质量。一般说来,将粗颗粒的物料粉磨至细是较容

易的,时间也比较短,但将细的物料粉磨至纳米粉,球磨时间往往需要延长几倍甚至更长。随着球磨时间的延长,球耗、能耗等成本相应增加,磨机生产能力下降。因此,实际生产中必须确定合适的球磨时间。

如图1所示:随着球磨时间的增加,物料晶粒不断细化,球磨24h之后,物料的粒度降低到0.29μm(D50=0.29μm;< 1μm 颗粒产率为93.15%),粒度很难再降低了。但随着球磨时间的延长,粉末中WC 的含量不断上升,影响了WO3的纯度,如图2示。

2. 固液比对WO3粉细化的影响

在球磨过程中,固液比也是一个至关重要的工艺参数,直接关系到粉体的粒度和生产效率,因此必须确定合适的球磨固液比。球磨固液比过低或过高都不利于WO3的细化,这可以从浆料的流变学角度和磨矿动力学角度两个方面来解释。

流变学是研究物体流动与形变的科学。在机械球磨过程中,固液比、颗粒的形状、大小及颗粒之间的相互作用等都将影响到料浆的流变特性。在复杂的细化过程中,上述诸因素将随着球磨细化过程的进行而不断发生变化。从图3中可以看出,固液比低时,粘度增加较小;但当固液比高于1:0.5时,相对粘度将随着固液比的增加而急剧增大,引起矿浆雷诺数Re减小,从而导致料浆的冲击力和剪切力逐渐变小,介质之间形成粉体颗粒层,使得粒度减小的趋势变缓,甚至可能达到粉碎与团聚的动态平衡,这说明磨细变得越来越困难。而磨矿动力学则认为处于研磨介质之间的物料,是受研磨介质的冲击和研磨作用而磨细的。在物料性质一定的前提下,球磨固液比过低将对细化粉碎效果产生不良影响。固液比过低,介质球受到的浮力大,它的有效体积质量将减小,冲击效果就差。另外,固液比低时,料浆中的固体颗粒较少,被介质球冲击的机会也就少,所以生产效率低,高固液比的情况恰好相反。

3. 球料比对WO3粉细化的影响

球料比的大小直接决定物料的球磨细度、能耗、球耗等指标。一般情况下,球料比越大,介质的相对数量越多,对物料的冲击和剪切次数增加,细化粉碎效果增强。但球料比继续增加时,球与球之间的自磨越来越强,使球与物料之间的作用相对减弱,从而使细粒含量降低。同时球料比的增加也增加了物料中WC杂质的含量。在实际生产中,球磨介质用的越多,能量消耗及成本也越高,所以在满足需要的前提下,应尽可能的降低球料比。图4是其它条件相同的情况下,以不同的球料比球磨24h后所得到的粒度。

曲线分析

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