重質碳酸鈣粉是以天然方解石、大理石或白堊為原料，經(jīng)機械設備粉磨和分級后達到一定細度的粉體。目前我國的重鈣加工設備種類繁多，如：雷蒙磨、沖擊式粉碎機、干式攪拌磨、氣流磨、立磨、環(huán)輥磨、振動磨和球磨機等等，它們與分級機配合，組成超細粉加工系統(tǒng)，即可實現(xiàn)超細重鈣微粉的生產(chǎn)。統(tǒng)觀各種加工工藝及設備，一般都可以達到較好的超細粉碎效果，對各類設備的工藝探討一直是粉體工程專家競相研究的課題。在干法超細粉的加工中，水的助磨作用也越來越被人們所重視。本文以環(huán)輥磨工藝系統(tǒng)為研究對象，結合作者多年的工作經(jīng)驗和實驗結果，研究了水分含量對環(huán)輥磨生產(chǎn)重質碳酸鈣工藝的影響，以及水分在碳酸鈣顆粒表面的作用機理。
1、實驗
1.1原料和設備
    實驗用的方解石，取自某有限公司，顆粒粒度dgd=12mm；水分0.05%；其主要化學成分為：w(Si02)=0.28%;w(Ca0)=55.26%。
    實驗用的超細粉碎設備，閨西豐力粉碎機械有限公司，HLM-880內(nèi)分級超細離心環(huán)輥磨。
    實驗用的水為普通自來水。
    實驗用的粒度檢測儀，丹東市百特儀器有限公司，BT-1500型離心沉降式粒度儀。
1.2斫究方法
a、啟動環(huán)輥磨機組，對磨機進行連續(xù)喂料，不改變設備的工藝參數(shù)，待系統(tǒng)運行穩(wěn)定后(此時磨內(nèi)溫度約80℃)，取樣檢測產(chǎn)品的粒度及水分含量，并記錄磨機的運行參數(shù)。b、從磨機喂料口定量連續(xù)加水，增加入磨的方解石顆粒水分，使得人磨的方解石顆粒水分固定在幾個級別上，分別在相應水分含量的條件下，待系統(tǒng)運行穩(wěn)定后取樣檢測并記錄運行參數(shù)。
富通新能源銷售球磨機、雷蒙磨粉機等磨機機械設備。
2、試驗結果及討論
2.1原料水分對成品水分的影響
環(huán)輥磨采用多層粉碎副，在同一層的粉碎副中有多個磨環(huán)同時以沖擊、碾壓、研磨的作用綜合對物料進行粉碎。在各種力的作用下，磨機內(nèi)產(chǎn)生大量的熱，隨著風機產(chǎn)生的負壓，一部分隨風排出，另一部分在風路系統(tǒng)內(nèi)循環(huán)，致使整個系統(tǒng)內(nèi)產(chǎn)生80℃左右的高溫。含有水分的方解石顆粒在粉碎過程中，受高溫的作用，部分水分被汽化，透過收塵器濾袋，隨風排出系統(tǒng)，因而產(chǎn)品中的水分不會朋顯增多。
2.2原料水分對磨機系統(tǒng)參數(shù)的影響
    原料水分含量過多或過少時，磨碎到一定粒度的碳酸鈣顆粒，團聚現(xiàn)象較為嚴重，磨機打開團聚體的速度與碳酸鈣微粒之間團聚的速度相等。而團聚體以大顆粒的假象存在，不能通過分級機葉片，只能彌散在磨機體內(nèi)，導致磨機內(nèi)的粉塵濃度大幅度提高，分級機電流上升；磨碎后的碳酸鈣微粒，不能及時地通過分級機被風機抽走，磨內(nèi)粉料達到飽和，磨機產(chǎn)量下降，主機負荷降低，電流也隨之減��；原料水分含量過多時，汽化后的水分子會凝聚在收塵器的濾袋上，潤濕濾袋而堵塞濾袋微孔，整個體系風量下降，風機電流迅速減小。只有原料水分含量在合適范圍內(nèi)，才能使系統(tǒng)達到最佳運行狀態(tài)。
2.3原料水分對成品粒度的影響
    從上表中可以看出，原料水分含量很小時，產(chǎn)品的粒度比較粗；當水分達到3%以上時，產(chǎn)品的粒度也比較粗，只有合適的水分含量，即水分含量在1%左右，此時產(chǎn)品粒度最小。
3、水分的作用機理
    方解石顆粒在磨機內(nèi)，受到磨環(huán)高速沖擊、碾壓、研磨的綜合作用，顆粒被打碎，逐步超細化，形成超微細顆粒。與此同時，顆粒的碰撞、摩擦也會在磨機內(nèi)產(chǎn)生富余的電荷，這些電荷聚積在單十的顆粒表面上，從而使顆粒帶有一定的電量。這些顆粒有的帶正電：有的帶負電，形成粉體后總體上是不帶電的。正是由于電荷的存在，當兩個帶有正負電荷的微�？拷�到一定程度時，便產(chǎn)生了靜電引力F=Q1Q2/R2，這個力將多個帶電微粒吸引在一起，形成了團聚現(xiàn)象，顆粒越微細，團聚現(xiàn)象也就越嚴重，解團聚也就越困難。
    由于電荷的存在，顆粒之間表現(xiàn)出極強的電引力，把多個帶電微粒緊緊吸引在一起。這些團聚在一起的顆粒，其表面形貌不規(guī)則，加上碳酸鈣微粒本身不導電，正負電荷難以中和，顆粒上的靜電荷短時間內(nèi)就不會消失。水的存在使得這些微小顆粒之間力的關系發(fā)生了微妙的變化。原料水分小于0.05%時，聚積在微粒表面的正負電荷不能夠被迅速中和掉，電引力引起的團聚現(xiàn)象得不到根本性的解決。當水分逐漸正加到1%左右時，在磨內(nèi)高溫的作用下，水被汽化，與顆粒一起彌散在空氣中，水分子吸附在顆粒的表面上，當兩個帶電微粒接觸時，由于水的導電作用，正負電荷很快被中和掉，不會形成明顯的團聚現(xiàn)象。當原料水分進一步增多，到3%以上時，汽化后的水分子吸附在微小顆粒的表面上，雖然能夠很快中和顆粒上的正負電荷，解決靜電團聚現(xiàn)象，但是多余的水分會把顆粒包覆起來，形成薄膜水。這層水膜，在表面張力的作用下，象膠粘劑一樣，又將顆粒黏結在一起。所以，原料中含有適量的水分，給整個磨機系統(tǒng)的最佳運行提供了良好的條件。
4、結論
    在利用環(huán)輥磨生產(chǎn)超細重質碳酸鈣的工藝中，原料的水分含量對整個工藝參數(shù)和產(chǎn)品粒度有較大影響，水分子可以有效避免帶電顆粒的靜電團聚，但是，過多的水分，同樣可以使碳酸鈣微粒產(chǎn)生牯性團聚，甚至破壞磨機系統(tǒng)的運行穩(wěn)定性。原料合適的水分含量應保持在1%左右，這樣可以在確保產(chǎn)品粒度合格的情況下，充分挖掘設備潛能，降低生產(chǎn)成本。