高长径比硅灰石制备及机理研究
硅灰石等理化性能
硅灰石硅灰石属于链状偏硅酸盐，结晶结构决定了其性质，硅灰石的结晶平行于(100) 面的解离完全，平行于（001）和（102）的解理也较明显，所以即使是细小颗粒，也呈纤维状或针状。
由于其特殊的晶体形态，且同时具有很高的白度、良好的介电性能和较高的耐热性能，因而硅灰石广泛地应用于陶瓷、化工、冶金、造纸、塑料、涂料等领域经特殊粉体加工处理的硅灰石针状粉，经表面活化改性后，在橡胶、塑料、涂料中的用量正呈大幅上升趋势。
硅灰石理化性能煅烧高岭土高岭土系列产品的主要应用：（1）造纸工业：有较好的覆盖力和光泽度，使得涂层具有良好的松厚性和适印性。
主要应用于涂布纸、铜版纸、涂布白纸板、铸涂纸中。
（2）涂料工业：作为体质颜料和多功能添加剂代替立德粉和钛白粉10～20％，可适应任何涂料体系。
改善涂料贮存稳定性，涂刷性，抗吸潮性及抗冲击性等，改善颜料的抗浮色和发花性。
（3）塑料工业： A、电缆：改性煅烧高岭土具有极好的电绝缘性能（较高的体积电阻率）。
应用于电缆的绝缘护套，提高绝缘性能5 ~ 10倍。
特别是用于海底电缆，耐海水侵蚀，并提高绝缘性能。
B、农膜：改性煅烧高岭土对7 ~ 25μm波长的红外线具有阻隔作用，可使农膜内的夜间温度提高2 ~ 3℃。
同时，由于改性煅烧高岭土的加入，农膜棚中的直射射线减少，而散射射线增加，使农作物受光照均匀，有利于农作物的光合作用。
（4）橡胶工业：利用煤系高岭土特殊处理制作而成的硅铝炭黑，经过表面改性处理，可大大提高橡胶的补强效果，在汽车轮胎、EPDM等橡胶应用中，达到甚至在某些方面超过炭黑或白炭黑的补强性能。
（5）石化工业：在石油加工中，作催化剂使用。
具有较高的基质活性、较强的抗重金属污染能力、较好的催化活性和选择性。
也可用于农药作载体。
（6）陶瓷工业：可塑性、粘结性、烧结性能好，制品色白、致密、机械强度大，可用于高低压电瓷、各种陶瓷的坯体和釉料，亦用于各种耐火材料。
（7）环保工业：① 以高岭土为原料合成4A分子筛，可作为合成洗涤剂中的洗涤助剂，替代三聚磷酸钠，生产无磷洗衣粉，以减少磷对环境的污染。
硅灰石改性研究
水溶液的 ｐ Ｈ为 １ 左右。此外 ， Ｏ 硅灰石还具有一 系
列优 良 的 物 化 性 质 ， 低 温 快 烧 性 能 ， 灰 石 在 如 硅 １ ２ 晶相 的 ０ ０
硅一 钙的低温共熔体， 铝一 用作陶瓷原料可降低烧成
温度和缩短烧成时间 ， 是一种理想 的低温快烧 陶瓷 原料 ； 电绝缘性 ， 硅灰石具有较高 的绝缘电阻和低 的介 电常数 ， 是一种优质高频 电瓷的原料 ； 针状结 构， 经过 特殊 加工 可 获 得 长 径 比在 １ ５—２ ０的针 状
硅 灰 石 改 性 研 究
康 文， 周春为 ， 葛金龙
（ 东华理工学院化学生物与材料科学学 院 ， 江西 抚州 ３４ ０ ） ４０ ０
摘 要： 主要介 绍了硅灰石表 面改性工艺及流程， 通过疏 水性 、 浸润 角、 吸油率和 粘度等 指标评价硅灰石 的改性效 果， 优化
出最佳的改性工艺条件为 ： 脂酸加入量为 １Ｏ 一１ ２ ， 硬 ．％ ．％ 搅拌 速度 为９ ０ｒｍｉ Ｏ ｎ时的 改性 温度 为 ８ ／ Ｏ一１ ０℃ 、 ２ 改性 时 间 为２ Ｏ～３ ｎ Ｏｍｉ。探 讨 了硅灰石改性 机理 ， 在一定的温度和时间条件下 ， 经过强烈的机械力的作 用， 脂酸首 先解 离形成羧 硬
硅灰 石粉 ， 是一 种很 好 的橡 胶 、 塑料 增强 材 料 ； 学 光
１ 改性实验
１ １ 实验材 料 ．
（） １ 硅灰石。本实验采用江西上高蒙山硅灰石
矿 的手 选 矿 石 为原 料 ， 矿 主 要 矿 物 为 硅灰 石 ， 该 极 少量 的 石 英 和 方 解 石 ， 学 成 分 为 ＳＯ ８ 一 化 ｉ ４ ％
加热 装置 。２００Ｗ 电炉加 热 ， ０ 稳压 器恒 温 ； 改性 容器 。 自制 ８０ｍｌ 属 方形 容器 。 ０ 金
湖北省第七批优秀博士学位论文名单
附件1: 湖北省第七批优秀博士学位论文名单序号论文题目作者指导教师所在单位1 先秦儒家性情思想研究张杰郭齐勇武汉大学2 哲学的语言生活－－论后期维特根斯坦哲学的核心苏德超邓晓芒武汉大学问题3 共同正犯研究陈家林马克昌武汉大学4 资产证券化的法律问题——以美国为中心的比较研甘勇韩德培武汉大学究5 美国商事仲裁制度若干问题研究——以仲裁协议和丁颖肖永平武汉大学仲裁裁决为中心6 论经济全球化进程中的中国政府能力现代化汪永成傅明贤武汉大学7 当代中国先进文化建设规律研究郭国祥丁俊萍武汉大学8 明清两湖基层组织与乡村社会研究杨国安陈锋武汉大学9 英国近代贵族政治研究阎照祥陈勇武汉大学10 大偏差,风险理论及其在金融保险中的应用刘艳胡亦钧武汉大学11 电子辐照铁电共聚物Ｐ（ＶＤＦ－ＴｒＦＥ）及超声国世上赵兴中武汉大学传感器的研究12 碳纳米管化学修饰电极的制备、表征及分析应用研究吴康兵胡胜水武汉大学13 新型电光高分子和高性能聚合物的设计、合成与性能卢兆强秦金贵武汉大学14 聚合物水凝胶的表征及其智能行为研究翁丽惠张俐娜武汉大学15 红莲型水稻细胞质雄性不育与育性恢复的分子机理李绍清朱英国武汉大学16 干旱区分布式水文模型的理论与方法研究陈曦夏军武汉大学17 基于航空立体影像对的人工目标三维提取与重建邵振峰李德仁武汉大学18 内参数不等的数字近景摄影测量网研究李建松冯文灏武汉大学19 分布式虚拟GIS关键技术研究陈静龚健雅武汉大学20 淡水藻引发环境内分泌干扰物光降解及机制刘先利邓南圣武汉大学21 基于财富偏好和习惯形成的资本资产定价模型陈彦斌徐绪松武汉大学22 中国社会保障制度可持续发展的分析与评估林毓铭邓大松武汉大学23 相互作用量子场的白噪声方法让光林黄志远华中科技大学24 人工神经网络稳定性理论比较方法及应用曾志刚廖晓昕华中科技大学25 压电材料损伤断裂的基本理论和分析方法研究杨新华陈传尧华中科技大学26 开关磁阻电动机非线性控制的理论与实验研究曹家勇陈幼平华中科技大学27 生物组织热物理参数的测量方法及实验研究杨昆刘伟华中科技大学28 准恒温燃烧的理论与试验研究陈冬林郑楚光华中科技大学29 低压电力线多载波通信系统及其相关技术研究张有兵程时杰华中科技大学30 OFDM无线通信系统中峰均功率比的研究江涛朱光喜华中科技大学31 时滞动态系统稳定与控制研究陈武华关治洪华中科技大学32 飞行器航迹规划方法研究郑昌文丁明跃华中科技大学33 合成孔径雷达(SAR)图像匹配导航技术研究于秋则柳健华中科技大学34 外存储系统数据组织与体系结构周可张江陵华中科技大学35 计算网格资源管理与调度理论及技术的研究李春林卢正鼎华中科技大学36 利用激光散斑成像技术实时监测微循环血流的动态程海英骆清铭华中科技大学变化37 结缔组织生长因子在肾小管上皮细胞转分化及细胞张春朱忠华华中科技大学外基质积聚中的作用38 细胞色素P450花生四烯酸表氧化酶在人类肿瘤中特蒋建刚汪道文华中科技大学异性高表达.促进肿瘤增殖转移.抗凋亡和及其作用机制的研究39 肝癌多药耐药的发生机制.检测方法的筛选和耐药性王海陈孝平华中科技大学逆转的研究40 丙泊酚对心肌缺血-再灌注损伤的保护作用及机制的伍静姚尚龙华中科技大学研究41 肺癌遗传易感性理论与方法学研究吴晓明周宜开华中科技大学42 山西省核磁共振的卫生技术评估刘越泽卢祖洵华中科技大学43 超细针状硅灰石/聚合物复合材料制备及其界面性能李珍姚书振中国地质大学研究44 广西板城晚泥盆世－早石炭世硅质岩系放射虫演化张宁夏文臣中国地质大学及其对全球事件的响应45 超细高长径比硅灰石的制备及机理研究刘新海沈上越中国地质大学46 安徽巢湖地区早三叠世牙形石序列及其印度阶与奥赵来时童金南中国地质大学伦尼克阶界线研究47 雅鲁藏布江缝合带南缘古近纪微体古生物与残留海李国彪万晓樵中国地质大学盆地演化48 榴辉岩高温高压变形实验研究章军锋金振民中国地质大学49 中国可持续发展油气资源安全系统研究吴巧生王华中国地质大学50 基于地质异常的矿床谱系分析与成矿预测--以云南陈守余赵鹏大中国地质大学澜沧江中南段为例51 利用地面核磁共振研究滑坡地下水特征及稳定性李振宇唐辉明中国地质大学52 深孔爆破一次成井模拟优化与应用研究周传波张国榉中国地质大学53 甘蓝型油菜新类型的创建和油菜亚基因组间杂种优栗茂腾孟金陵华中农业大学势研究54 汕优63"永久F2"群体构建及其杂种优势的遗传研究华金平张启发华中农业大学55 土壤中几种常见氧化锰矿物的合成、转化及表面化学冯雄汉刘凡华中农业大学性质56 基于GIS和RS的小流域景观格局变化及其土壤侵蚀史志华蔡崇法华中农业大学响应57 猪3、4和7号染色体QTL定位及六个候选基因的分左波熊远著华中农业大学离、鉴定58 中国棉花生产波动研究谭砚文李崇光华中农业大学59 中国蔬菜产业发展研究杨顺江雷海章华中农业大学60 结构损伤识别及数值模拟唐小兵陈定方武汉理工大学61 低维钒氧化物纳米材料制备、结构与性能研究麦立强陈文武汉理工大学62 利用累托石合成堇青石及其低膨胀机理的研究徐晓虹胡曙光武汉理工大学63 滑坡灾害风险评价及治理决策方法研究谢全敏夏友元武汉理工大学64 面向“中国光谷”的产业创新系统研究张治河胡树华武汉理工大学65 新时期党内民主建设研究王建国李会滨华中师范大学66 教育与就业关系的不确定性叶忠范先佐华中师范大学67 中国文学批评现代建构之反思——以京派为个案邵滢王先霈华中师范大学68 现代汉语被动标记研究屈哨兵邢福义华中师范大学69 镜像“话语”——电影修辞格研究李显杰张玉能华中师范大学70 博学鸿儒与清初学术转变赖玉芹吴琦华中师范大学71 民国时期的工商同业公会研究(1918-1949) 魏文享朱英华中师范大学72 变动社会中的法律秩序——1929－1949年鄂东民事付海晏马敏华中师范大学诉讼案例研究73 民初民法中的民事习惯与习惯法——观念、文本和实李卫东严昌洪华中师范大学践74 RHIC高能核-核碰撞实验中的喷注淬火效应张汉中王恩科华中师范大学75 具有生物活性的新型咪唑啉酮衍生物的合成与性质丁明武刘钊杰华中师范大学研究76 农村公共政策问题研究吴仲斌吴俊培中南财经政法大学77 铝热还原氧化钨制备复合材料的研究韩兵强李楠武汉科技大学78 "双固一通"针法对帕金森病模型大鼠黑质多巴胺能王彦春王华湖北中医学院神经元保护作用研究79 双绕组交直流发电机参数研究吴旭升马伟明海军工程大学80 系泊系统的非线性动力学特性研究杜度张纬康海军工程大学81 拖曳线列阵波达方位估计方法研究何心怡蒋兴舟海军工程大学82 舰船感应电场和极低频电场研究孙明龚沈光海军工程大学83 量子安全通讯与量子态的基本性质理论研究蔡庆宇李白文中国科学院武汉物理与数学研究所84 激光极化129Xe的核磁共振研究周欣刘买利中国科学院武汉物理与数学研究所85 鱊头槽绦虫的分子生态学研究罗海燕聂品中国科学院水生生物研究所86 长江流域硅藻门桥弯藻科和异极藻科的研究李艳玲谢平中国科学院水生生物研究所87 鲤鱼(Cyprinus carpio L.)三个亚种和部分养殖品系周建峰吴清江中国科学院水生生物研究所分子标记的研究88 岩石破裂过程数值模拟的格构细胞自动机方法研究李明田冯夏庭中科院武汉岩土力学研究所89 大地测量中不适定问题的正则化解法研究王振杰欧吉坤中国科学院测量与地球物理研究所90 从半合成噬菌体抗体库中筛选针对狂犬病毒G蛋白闭兰余模松武汉生物制品研究所的人源单链抗体及其表达、鉴定和表达。
【精品文章】针状(晶须)粉体长径比测试方法简介
针状（晶须）粉体长径比测试方法简介
对于粉体颗粒的长径比的定义是：经过颗粒内部的最长径，和与它相垂直的最长径之比，如下图所示：
D1:D2=长径比
此参数是表述针状粉体颗粒形貌的重要参数，用以判断针状粉体的性能具有较大的实用价值。
我们以最常见的针状粉体材料——硅灰石为例加以介绍。
高附加值、深加工的硅灰石粉体最主要技术指标就是长径比。
高长径比硅灰石(15∶1～20∶1)主要是作为增强功能填料，用于涂料、塑料和橡胶中以提高硬度、弯曲强度和撞击阻力，同时也可改进塑料电学性质，提高其热稳定性，增强抗腐蚀性和提高耐磨性。
高长径比硅灰石还可替代石棉用于生产摩擦材料和绝缘材料。
尽管国内外对高长径比硅灰石的需求量愈来愈多，加工的企业技术不断提高，但是目前国内外仍然没有统一的标准来测定硅灰石粉的平均长径比，国际上最大的硅灰石公司NYCO公司，也没有公开的测定标准。
国内有某些文献提及用图像分析方法探讨测定硅灰石平均长径比，但都不是系统研究，也没有形成意见较为统一的硅灰石长径比测试国家或者行业标准。
总体而言，早期常用的长径比测试手段，基本都是使用拍摄的静态针状粉体图片通过手工或者软件智能识别技术得到长径和短径数据后计算出长径比。
这种方法最大的局限性有两点，一个是取样量小，受人为主观影响大。
这是因为是手工拍摄颗粒图像，效率低且个人主观意见决定了图像的截取区域，要保证较大的采样率工作量极大。
二是常规显微技术下拍摄的静态针状粉体图片并不能保证针状粉体有序的按照长径方向排。
流化床气流磨粉碎硅灰石针状粉的形状分析
１ 引 言
粉 长径 比与 等体 积直 径 的 关系 ，以期 能对 高 长径 比 超 细硅 灰石 粉 体 的制备 起 到一 定 的积极 作 用 。
２ 分析实验
硅ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ灰石 是一 种钙 的偏 硅酸 盐类 矿 物 ，属 三 斜 晶
系 ，理论化学成分Ｃ ０ ８ ３ ａ ４ ．％，ＳＯ，１ ７ ｉ ５ ．％。天然 的硅 灰石 通常 呈 针状 、放 射状 、纤维状 集 合体 等 。硅 灰
关键词 ：硅 灰石 ；长径 比；等体 积直 径 ；针状粉
中图分类号 ：Ｔ ２ ． Ｄ９ １ ４ 文献标识码 ：Ａ 文章编 号：１０ — ３ ６２ ０ ）２ ０ ４ — ２ ０ ７ ９ ８ （０ ６０ — ０ ４ ０
Ｉ ａ ｅＡｎ ｌ ｓｓｆ ｒＷ ｏ ｌ ｓｏ ｉｅＰｏ ｍ ｇ ａ ｙ ｉ ｏ ｉ ｔ ｎ ｔ ｗｄｅ ｉｈ Ｎｅ ｄ ｅ Ｓ ａ ｅ ａ ｒＷ ｔ ｅ ｌ ｈ ｐ
ｉ ｐ ｋ ｉ ｄａ ｔｒ ｆ ｃｃ ｌ ｏ ｄ ｒｎｗ ｌ ｓ ｎｔ ｓａｔ ｎ ｃ ｎ ｌｇ ｆ ｌｉｉｅ ｅ ｐ ｏｅ ｔ ｉ ｙｔｅ ｔ ｉ ｉ ｏ ｓ ｓ ｙ ｎｃ ｉｍｅｅ ｉ ａ ｐ ｗ ｅ ｏｌ ｔ ｉ ｔ ｒ ｇｔ ｈ ｏｏ ｙｏ ｕｄｚｄｂ ｄｏ ｐ ｓｄ ｅ ｍ ｌｂ ａ ｓｃ ｆ ａｔ ｏ ｏ ａ ｕｒ ｉ ａｏ ｅｈ ｅ ｉ ｅ ｆ ｊ ｌ ｈ ｓ ｔ ｔ ｖ
实验原料 为青海 硅灰石 ，硅灰石 经粗碎 （ 粒度 ＜
１ ｍｍ） ，用ＦＪ ２ ０ 流 化 床 气 流 磨 （ 碎 压 力 后 Ｍ ０型 粉 ０７ ａ ．ＭＰ ；分级轮转速６８ ０ ／ ｎ进行超细粉碎 。粉 ０ ｒ ｍｉ ） 碎 后的颗 粒形 状如 图１ 示 。 所
灰石 超 细粉 体 的制备 工 艺 ， 目前 硅灰 石产 品的粒 度
硅灰石针状粉超细粉碎的试验研究
关 键词
硅灰石 长轻比 针状粉 粉碎 分级
为白色（ 稍显灰色） 经初步粉碎至全部小于 ５ ｍ ， ｍ
１ 前言
硅灰石针状粉作为 一种功能性增 强材料， 在 塑料、 橡胶 、 造纸、 涂料 、 油漆 等行业有着广泛应 用， 它不仅可以取代石棉等短纤维矿物原料 ， 而且 可以消除石棉等所含有 害物 质所带来 的不 良后
维普资讯
硅 灰石 针 状粉 超 细 粉碎 的试 验 研 究
马正先 李慧 盖国胜
１ ０４ ０ ８） ０ （ 济南大学 ， 济南 ２０２）（ ５０２ 清华大学 ， 京 北
摘
要
利用机械冲击一分级磨对制备硅灰石针状粉的主要操作参数进行了试验研究， 蛄合理
论分析提 出了试验磨机 的 ３个主要操作 参数 的最佳值 。希望借此能对硅灰石针状粉的制 备起 到一 定的
一
３ 试验研 究
本次试验 的 目的是 通过主要操 作参数 的调
整， 获得超 细 高 长径 比的 硅 灰石 。针 对 现 有 试 验
设备， 确定最佳操作参数 ， 并对试验所得结果进行 必要的理论分析。
３１ 给 料量 ．
给料量是影响粉碎与分级的一个主要操作参 数， 它不仅影响系统的处理量 ， 而且对系统的工作 状态和硅灰石粉的长径比产生极大的影响。在其 他条件不变的情况下 ， 给料量大小与长径 比和粒 度的试验结果如图 １ 所示。 从试验观测的数据来看 ， 随着给料量的增加 ， 在一定范围内产品的粒度呈减小趋势。这是由于 粉碎过程包括颗粒与冲击元 件之间 、 颗粒与颗粒 之间 ２ 种形式的作用。给料 量的适 当增加 ， 意味 着粉碎区的物料浓度增大 ， 因此 ， 颗粒的 自由行程 减小 ， 颗粒之问的碰撞概率增加， 这对于每个颗粒
硅灰石表面改性研究现状与应用进展
但是 ，机械化学作用激活 了粉体表面 ，可以提高颗粒
与其他无机物或有机物的作用活性 ，新生表面产生 的
游离基或离子可 以引发苯 乙烯、烯烃类进行 聚合 ，形
成聚合物接枝的填料 。因此 ，如果在无机粉体粉碎过 程 中的某个阶段或环节添加适量 的表 面改性剂 ，那么 机械激活作用可 以促进表面改性 剂分子在无机粉体表
２ ０ 年 第６ ０８ 期
中国非金属矿 工业导刊
பைடு நூலகம்
总第７ 期 ２
陶 勇
（ 中国非金属矿 工业公 司，北 京 １ ０ ３ ） ０ ５ ０ 摘要 ：本文综述了硅灰石表面改性的４ 种方法（ 机械力化学改性法 、包膜法 、偶联剂法和无机纳米包覆改性法 ） 及其改性 后在 工程 塑料 中的应用进展 。 关键词 ：硅灰石 ；表面 改性 ；应用 中图分类号：Ｐ ７ ．５ ； ３ ２ ５ ８ ９ ３ＴＢ ３ 文献标识码 ：Ａ 文章编号 ：１０ —９ ８ （０ ８０ ０ ０ — ４ ０ ７ ３ ６２ ０ ）６ ０ ９ ０
Ｃ ＳＯ ，理论 化学成 分为Ｃ Ｏ ４ ．％，ＳＯ２１７ ａ ｉ ａ ８３ ｉ ５ ．％。 常 呈 白色 和 灰 白色 ，玻璃 光 泽 到珍 珠 光 泽 ；密 度 ２ ７ ～２ ９ ｇ ｃ ；硬度４ ５ ． ；熔点 １ ４ ℃ ， ．８ ． ｌ ／ ｍ ． ～５ ０ ４ ５
种 以上 的表面 活性剂混合使 用 。 硅灰石 的表面改性 主要有４ 种方法 ：机械 力化学
Ｔ ｏ Ｙｏ ｇ ａ ｎ
（ ｈｎ ｔ ｎ ｌ ｎ ｔｌｃ ｎ ｒｌ Ｉｄ ｓｉｌ ｏｐ ｒｔ ｎ Ｂｅ ｉｇ １０ ３ ， ｈｎ） Ｃ ｉａ ｉ ａＮｏ ｍｅａｌ ｅａｓ ｎｕ ｔａ Ｃ ｒｏａ ｏ ， ｉｎ ０ ０ ５ Ｃ ｉａ Ｎａ ｏ ｉ Ｍｉ ｒ ｉ ｊ Ａ ｓｒｃ： ｈ ａｅ ｉｌ ｖｅ ｕ ｉｄ ｆｕｆｃ ｄｆ ａｉｎｍｅ ｏ ｓ ｆ ｌ ｓ ｎｔ（ ｃａ ｏ ｈｍｉａ ａｓｒｔ ｎ ｂ ｔａｔ Ｔ ｅ ｐｒ ｎ ｒ ｉｗｓｏ ｒ ｎ ｓ ｒ ｅｍｏ ｉｃｔ ｔ ｄ ｌ ｔ ｉ ｍｅｈｎ ｃｅ ｃｌ ｄｏ ｉ ， ｐ ｍａ ｙ ｅ ｆ ｋ ｏｓ ａ ｉ ｏ ｈ ｏ ｗｏ ａ ｏ ｅ ｐ ｏ ｃ ａ ｎ ，ｏ ｐｉｇａ ｅｔ ｎ ｏｇ ｎｃ ａ ｏｐ ｒｃ ｏｔ ｇｆｒｈ ｄｆ ａ ｏ ｆ ｌ ｓ ｎｔ）ｎ ｓ ｐ ｌ ａ ｏ ｒｇｅｓ ｎｅｇ— ｏ ｔ ｇ ｃｕ ｌ ｎ ｄｉ ｒａ ｉｎ ｎ —ａ ｉｌ ｃａｉ ｅ ｉ ｎ ｇ ａ ｎ ｔ ｅ ｎ ｏ ｔ ｍｏ ｉｃｔ ｎｏ ｌ ｔ ｉ ａｄｉ ｐｉ ｔ ｎｐｏｒｓ ｉ ｉ ｉ ｉ ｗｏ ａ ｏ ｅ ｔａ ｃ ｉ ｎ
硅灰石超细粉碎与晶型保护研究
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链 平行排 列 ， 间 的 空 隙 仅 由 Ｃ 链 ａ离 子 充 填 ， 成 形
硅灰石在阴极射线照射下会发 出强烈 的黄色荧光。 硅灰石具有较好的化学稳定性 能， ２ ℃的中性水 在 ５ 溶液中溶解度为 ０ ０９ ｇ ｌＯ ｌ热膨胀 系数较小 ．０５／ Ｏ ｍ ； （５ ８０ ２ ～ ０ ℃时约为 ６ ５×１ ｍ ／ ； ． ０ ｍ ℃） 吸湿性 （＜ ４％ ） 和吸油率低 ； 电导率低 。 另外 ， 硅灰石能在相
KH-570硬脂酸复合改性硅灰石及填充聚丙烯研究
- 34 -第44卷第2期 非金属矿 Vol.44 No.22021年3月 Non-Metallic Mines March, 2021KH-570/硬脂酸复合改性硅灰石及填充聚丙烯研究冉 霞1 刘 粲1 何勤军2 葛 文1*（1 中国地质大学（武汉）材料与化学学院，湖北 武汉 430074；2 上高县蒙特英矿纤有限公司，江西 宜春 336400）摘 要 采用硅烷偶联剂KH-570和硬脂酸复合改性剂对硅灰石进行改性处理，将改性后的硅灰石填充在聚丙烯中，研究硅灰石/聚丙烯复合材料的性能。
通过对比硅灰石改性前后粉体吸油值及红外光谱分析，确定硅灰石改性的最佳条件：复合改性剂质量分数为2%，改性剂质量配比为1∶1，改性时间为1 h ，改性温度为60 ℃，搅拌速度为300 r/min 。
改性硅灰石填充聚丙烯研究表明，当其填充量为硅灰石质量的45%时，复合材料的弯曲模量为1 531.54 MPa ，弯曲强度为30.42 MPa ，拉伸强度无明显变化。
关键词 硅灰石；吸油值；聚丙烯；填充中图分类号：TQ316.6 文献标志码：A 文章编号：1000-8098(2021)02-0034-04Study on KH-570/ Stearic Acid Composite Modification Wollastonite and Filling PolypropyleneRan Xia 1 Liu Can 1 He Qinjun 2 Ge Wen 1*(1 Faculty of Materials Science and Chemistry, China University of Geosciences (Wuhan), Wuhan, Hubei 430074; 2 Shanggao CountyMengteying Mineral Fiber Co., Ltd., Yichun, Jiangxi 336400)Abstract The wollastonite was modified with silane KH-570 and stearic acid. The modified wollastonite was filled in polypropylene, and the properties of wollastonite/polypropylene composite were studied. By comparing and analyzing the oil absorption value of wollastonite powder before and after modification and infrared spectrum analysis, the optimum conditions of wollastonite modification were determined as follows: the dosage of composite modifier was 2%, the quality ratio of modifier was 1∶1, the modification time was 1 h, the modification temperature was 60 ℃, and the stirring speed was 300 r/min. The results showed that when the filling was 45% of the mass of wollastonite, the bending modulus and bending strength of the composite materials reached 1 531.54 MPa and 30.42 MPa respectively, and the tensile strength did not change significantly.Key words wollastonite; oil absorption value; polypropylene; filling收稿日期：2021-01-20基金项目：新余市科技局项目（KH186460）。
硅灰石
硅灰石为钙的偏硅酸盐矿物，是一种新兴的工业矿物原料。
目前主要用于陶瓷工业，其次用作冶金保护渣和涂料，也可用作电焊条药皮、石棉代用品、磨料粘结剂、玻璃配料以及生产橡胶、塑料、绝缘材料、纸张的填料。
有的硅灰石岩可作建筑饰面材料或生产白水泥的配料。
矿石矿物原料特点硅灰石的化学分子式为CaSiO3，结构式为Ca3［Si3O9］，理论化学成分：CaO 48.25%、SiO2 51.75%。
自然界中纯硅灰石罕见，在其形成过程中，Ca有时被Fe、Mn、Ti、Sr等离子部分置换而呈类质同象体，并混有少量的Al和微量K、Na。
由于硅灰石形成时的温度、压力等条件不同，可能出现3种同质多象体：①三斜链状结构的Tc型硅灰石，通称低温三斜硅灰石(α-CaSiO3)；②单斜链状结构的ZM 型副硅灰石，通称副硅灰石(α′- CaSiO3)；③三斜三元环状结构的假硅灰石，通称假硅灰石(β-CaSiO3)。
目前被广泛用作工业矿物原料的主要是低温三斜硅灰石。
低温三斜硅灰石为三斜晶系，大多呈针状、纤维状或片状，常簇集呈扇形、辐射形集合体，有的呈细小的颗粒状。
白色微带灰、红色，玻璃光泽,解理面呈珍珠光泽，解理平行中等，两组解理面交角为74°。
密度2.78～2.91 g/cm3，硬度4.5～5，熔点1540℃。
热膨胀系数低，在25～800℃时热膨胀系数为6.5×10-6 mm/(mm·℃)；在1125℃左右时可转化为假硅灰石，这时热膨胀系数增加，并由于释放出Fe、Sr等杂质，因此颜色由白色变为奶油色、红色或褐色。
硅灰石矿石自然类型通常有夕卡岩型矿石和硅灰石-石英-方解石型矿石两类。
前者主要产于夕卡岩型矿床中，矿物组分复杂，常伴生石英、方解石及透辉石、石榴子石等夕卡岩矿物；后者主要产于接触变质和区域变质型矿床，矿物组分简单，又可分为：硅灰石-石英、硅灰石-方解石和硅灰石-石英-方解石型3个亚类。
硅灰石矿石的结构构造通常也有两种：致密块状矿石具细粒花岗变晶或纤维变晶结构，致密块状构造，硅灰石呈细小粒状、柱状或纤维状集合体，个别极细粒致密者呈玉状；粗晶硅灰石矿石具纤维变晶结构，块状、似角砾状、巨斑状或条带状构造，硅灰石晶体粗大，呈板柱状，束状或放射状(菊花状)。
三氧化二锑-硅灰石复合填料的制备及在聚丙烯中的填充性能
摘要 ： 以硅 灰 石 、 氧 化 二 锑 为 主 要 原 料 ， 用化 学沉 淀 法在 硅 灰 石 表 三 采 面 包覆 纳 米 三氧 化 二 锑 ， 制备 一 种 无 机 复 合 型 阻燃 粉 体 材 料 ， 用硅 烷 并
Ｂａ ／Ｚｈ ｑ ａ ｇ，Ｚｈ ｎ Ｓ ｉｉ ｉ ｉｎ ｅ ｈｕｌｎ，Ｓ ｅ ｎ ｌｎ ｈ ｎ Ｈｏ ｇ ｉ ｇ， Ｗ ａ ｇ Ｃａｌ ，Ｇｕ ｉ ｎ ｉｉ ｏ Ｌｅ
（ ｃ ｏ ｌ ｆ ｈ ｍｉａ ａ ｄＥ ｖｒ ｎ ｎａ Ｅ ｇｎ ｅｉｇ Ｃ ｉａ Ｓ ｈ ｏ Ｃ ｅ ｃ ｌ ｎ ｎ ｉ ｍｅ ｔｌ ｎ ｉｅｒ ， ｈｎ ｏ ｏ ｎ
国 由 ７ ｍ 降到 ２ ｍ， 直燃 烧 时 间 由 ６ 长度 ５ｍ ０ｍ 垂 ０ Ｓ降到
１ ， 不 具 阻 ０Ｓ 由
粉 键 词 ： 灰 石 ； 料 ； 丙 烯 关 硅 填 聚 中图 分 类 号 ： Ｄ ８ Ｔ ９５ 文 献 标 志 码 ： Ａ 体
文 ｏ ８５ ４ ２１ ０－０ ４０ 术 刚
Ｕ ｉｅｓｙｏ ＭｉｉｇａｄＴ ｃｎ ｌｇ ， ｅ ｉｇ１０ ８ ， ｈｎ ） ｎｖ ｒｔ ｆ ｎｎ ｎ ｅｈｏｏ ｙ Ｂ ｉｎ ０ ０ ３ Ｃ ｉａ ｉ ｊ
制 备 ｒ一种无 机复合 型 阻燃粉 体材料 ， 用硅烷 ｌ １ 并 １３
Ａｂ ｔ ａ ｔ Ｔａ ｉ ｇ ｗｏ ｌ ｓｏ ｉ ｎ ｎ ｉ ｎ ｉ ｘ ｄ ｓ ｒ ｗ ｔｒａ ｓ ｓ ｒ ｃ ： ｋ ｌ ｔ ｎ ｔ ａ ｄ ａ ｔｍｏ ｙ ｔ ｉ ｅ ａ ａ ｍａ ｅ ｉ ｌ ，ａ ｎ ａ ｅ ｏ
和 硬 脂 酸对 这 种 复合 粉 体 进行 表 面 改性 后 填 充 聚丙
我国硅灰石及其填充塑料的研究进展
４．１填充改性工艺 无机粒子填充改性塑料，常用的工艺方法有 ２种：一次造粒法和母粒法。一次造粒法，即无机 粒子进行（或不进行）表面处理后，与树脂粉料或 粒料等一次混料后挤出、造粒，所得的改性粒子直 接用于成型各种制品；母粒法，即无机粒子进行 （或不进行）表面处理后，与树脂、助剂等按配方比
他表面活性剂对硅灰石粉进行表面处理．并对不 同配方膜的表面和力学性能进行比较，选取了合 适的表面处理剂。贺昌城等人【９以ＫＨ ５５０和ＤＬ一 ４１１一Ｄ铝酸酯偶联剂对针状和超细２种硅灰石粉
ＫＨ ５５０、
Ｏ．３０％，烧失１．４８％；其主要性能数据如下：每１００
ｇ吸油量为２３．３ｌ ｍＬ，水萃取ｐＨ值７．８，水分
Ｏ．１０％，水溶物Ｏ．２６％，白度８９．７０％，筛余物 ０加％。其低铁含量、低吸水率等特点对其用于填 充塑料很有利。 我国硅灰石的产量仅次于美国，但由于国内
销路尚未打开，产品多出口到日本、德国、加拿大
等国。日本以前从美国的长濑产业公司进口，现在 也从我国进口。国内硅灰石的生产厂家有吉林省 梨树县硅灰石矿业公司、辽宁铁法兴源超细增强 材料有限公司、江苏省溧阳明华矿业公司等。 ４我国硅灰石填充改性塑料的研究现状 硅灰石是原国家建材局重点鼓励、优先发展 的新材料．被中国工程塑料工业协会确认为一种 新兴的具有特色的无机增强材料。我国的科研工 作者从２０世纪８０年代中期就已经开始了以硅灰 石对塑料进行填充改性的研究工作，并取得了一
硅灰石10大应用领域及质量指标要求
硅灰石10大应用领域及质量指标要求硅灰石是一种钙硅酸盐矿物，具有针状、纤维状晶体形态及较高的白度和独特的物理化学性能，广泛应用于陶瓷、油漆涂料、塑料、橡胶、冶金保护渣、化工、造纸、电焊条以及作为石棉代用品、磨料粘结剂、玻璃和水泥配料等。
▲国内硅灰石消费结构硅灰石10大应用领域及指标要求1、通用指标要求《JC/T535—2023硅灰石》对陶瓷、涂料、摩擦材料、密封材料、电焊条等领域使用的硅灰石质量指标进行了如下要求。
硅灰石产品按粒径可分为：块粒：1—250mm一般粉：＜1000m细粉：＜38m超细粉：＜10m针状粉：长径比8:1外观质量：块粒硅灰石产品中不允许夹杂木屑、铁屑、杂草等，不被其他杂物污染；粉状硅灰石产品中不得有肉眼可见的杂质。
▼硅灰石产品理化性能要求2、油漆涂料硅灰石色泽光亮，折射率（1.63）高，遮盖力强，吸油率较低，可有效提高涂料和油漆的耐洗刷、抗风化、涂膜的抗裂抗曲等机械强度以及耐腐蚀、耐候性和耐热性，是建筑涂料、防腐涂料、防水和防火等涂料的功能型填料。
硅灰石可用于生产高质量的白漆和清亮透亮的有色漆；在内墙乳胶漆体系中，硅灰石可在不影响涂料遮盖、耐洗刷的前提下，替代体系中20%—30%的钛白粉，并且提高体系的pH值，同时降低涂料生产成本。
▼油漆涂料用硅灰石指标要求3、陶瓷硅灰石在陶瓷生产中的应用领域包括釉面砖、日用瓷、卫生瓷、艺术瓷、过滤用特种陶瓷、陶瓷釉料、绝缘高频电瓷、轻质陶瓷模具和生物陶瓷等。
由于添加了硅灰石，这些陶瓷产品性能更加优越，釉面白度、吸水率、吸湿膨胀率以及耐急冷急热性能得到明显改善，外观平滑光亮，且制品强度高、耐压性好、过滤性能好。
硅灰石作为陶瓷原材料的作用重要体现在以下四个方面：一是降低烧成温度，缩短烧成周期；二是削减烧成收缩和制品缺陷；三是降低坯体的吸湿膨胀和烧成过程中的热膨胀；四是可以提高制品的机械强度。
▼建筑陶瓷用硅灰石质量指标要求4、冶金保护渣硅灰石具有熔点低、高温熔融粘度低和隔热性能好的特点，因而在连铸保护渣中得到很好的应用。
一种高性能超细针状硅灰石短纤维进入应用推广期
马年新春 ，浙 江联丰股份有限公司总投资 １ ６亿元、年产 ２万台环保节能出 口冷却塔、 ． ８ 国家 “ 双高一优 ”产业化工程启动。这一项 目 ３年后建成投产 ， 可新增销售 ８ 亿元 、 ． ６ 利润 １ ８ ． ２ 亿元 、税收 ８０ 万元、创汇 ４ ０ ６０ ０ 万美元 ，等于 再造 ２ “ 个 联丰” ，跃上年产 １ 个亿 的行列 。 ０ 素有 “ 中国冷却塔大王 ”之称的浙 江联丰 集团 （ 原为上虞联丰玻璃钢厂 ） ，自 １８ ９０年打 造出 ｌ ９台替代进 口的冷却塔并走出国门，之后 佳绩不断。 跨世纪之初 ， 该公司研发成功 Ｂ ００ ２０ 型模块式环保节能 系列冷却塔通过国家新产品 鉴 定 。联 丰牌 冷却 塔 的 国内市场 占有率 达到
（ 赵鸿 汉 邵树 和 ）
海特 隆酸 不饱和聚酯树脂的发展
近几年来 ．国内玻璃钢 制品在各种 防腐蚀 场台 中得到 了大量的应用 ．其中在氯碱行业及 有湿氯气作用 的场台 ，一种称为海特隆酸不饱
一
材 料，不同于传统的粉体材料．它是 对我 国针
状硅灰石短纤 维进行 了创新开发 这 种纤维技 术 含量高 ，性 能独特 是在塑料和玻璃 钢材料 中值得推广的新颖补强材料。
铁法 兴 源 超 细 增 强 材 料有 限公 司 生 产 的超
细针状硅灰石短纤维是利用辽宁省铁法市硅灰 石资源 。这种硅灰石短纤 维是一种针状结构 ， 其长径 比在 １～ ０１左 右．即使最微细的晶体 ５２：
种 纤维 结 构 状 硅 灰石 矿 源 ，但 由于后 加工 和精 加工 技术 跟不 上 许 多工 程塑料 厂 只能 望 “ ” 粉
种高性能超细针状硅获石短纤维 进 ＾立黾推广期
由辽 宁 省铁 法 兴 源超 细 增 强 材 料 有 限公 司
全球汽车塑料消费量快速增长
［ ３ 】 李跃文 ， 欧阳育良 ． 硅灰石对塑料的改性研究进展 ［ Ｊ 】 ． 玻璃钢 ／
复合材料 ， ２ ０ ０ ８ ， ７ （ ４ ） ： ４ ５ ４８ － ．
Ｌｉ Ｙｕｅ ｗｅ ｎ，Ｏｕ ｙａ ｎ ｇ Ｙｕ ｌ ｉ ａ ｎ ｇ． Ｒｅ ｓ ｅ ａ ｒ ｃ ｈ ａ ｄ ｖ ａ ｎ ｃ ｅ ｏ ｎ ｉ ｍｐ ｒ ｏ ｖ ｅ ｍｅ ｎ ｔ
（ ３ ） ： ６ ７ ７ Ｏ．
［ ７ ］ 杨彬 ， 严昶 ． 针状硅灰石增强聚丙烯在汽车壳体上的应用与开发
［ Ｊ ］ ｌ 汽车工艺与材料 ， ２ ０ ０ ５ ， ２ ０ （ ５ ） ： ３ ５ — ３ ７ ．
Ｙａ ｎｇ Ｂｉ ｎ， Ｙａ ｎ Ｘｕ ． Ａｐ ｐ ｌ ｉ ｃ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ａ ｎ ｄ ｄ ｅ ｖ ｅ ｌ ｏ ｐ ｍｅ ｎ ｔ ｏｆ ｎ ｅ ｅ ｄｌ ｅ — ｌ ｉ ｋ ｅ
ｏ ｆ ｎ ｙ ｌ ｏ ｎ ６ ／ｎ ｅ ｅ ｄ ｌ ｅ ・ ｌ ｉ ｋ ｅ ｗｏ ｌ ｌ ａ ｓ ｔ ｏ ｎ ｉ ｔ ｅ ｃ ｏ ｍｐ ｏ ｓ ｉ ｔ ｅ ｓ［ Ｊ ］ ． Ｃ ｈ ｉ ｎ ａ Ｐ ｌ ａ ｓ ｔ ｉ ｃ ｓ
Ｉ ｎ ｄ ｕ ｓ ｔ ｒ ｙ ， ２ ０ １ ２ ， ４ ０ （ ４ ） ： ５ ３ － ５ ５ ， １ ２ ２ ．
陆波， 等： 尼龙 ６ ６ ／ 针状硅灰石复合材料的制备和性能研究
２ ９
参 考 文 献
［ １ ］ 刘新海 ， 杨友生 ， 沈上越 ， 等． 超细高长径比硅灰石制备技术研究
［ Ｊ ］ ． 非 金属 矿 ， ２ ０ ０ ５ ， ２ ８ （ ２ ） ： ３ ２ — ３ ３ ．
Ｌｉ ｕ Ｘｉ ｎｈ ａ ｉ ，Ｙａ ｎ ｇ Ｙｏ ｕｓ ｈｅ ｎｇ，Ｓｈ ｅ ｎ Ｓｈ ａ ｎ ｇｙ ｕｅ ． Ｓ ｔ ｕ ｄｙ ｏｎ ｔ ｈｅ
硅灰石
硅灰石1 主题内容与适用范围本标准规定了天然硅灰石(CaSiO3)产品的分类，技术要求，试验方法，检验规则及其他要求。
本标准适用于天然硅灰石产品的质量检验和验收。
2 引用标准GB 2007.1 散装矿产品取样制样通则 手工取样方法GB 2007.2 散装矿产品取样制样通则 手工取样方法GB 2007.7 散装矿产品取样制样通则 粒度测定方法 手工筛方法GB 5211.2 颜料水溶物测定 热萃取法GB 5211.3 颜料在105℃挥发物的测定GB 5211.13 颜料水萃取液酸碱度的测定GB 5211.15 颜料吸油量的测定GB 5950 建筑材料与非金属矿产品白度试验方法通则3 产品分类及等级3.1 硅灰石产品按粒径分为5类，见表1。
表1_____________________________________________________________________ ___________类别 块粒 普通粉 细粉 起细粉针状粉粒径 1～250mm 38～1 000μm 10～38μm 0～10μm 长径比10∶1(不包括1 000μm) (不包括38μm) (不包括10μm)_____________________________________________________________________ ___________3.2 各类硅灰石产品又按产品质量分为优等品、一级品、二级品、合格品。
4 技术要求4.1 外观质量要求块粒硅灰石产品中不允许夹杂木屑、铁屑、杂草等，不被其他杂物污染。
粉状硅灰石产品中不得有肉眼可见的杂质。
4.2 理化性能硅灰石产品技术指标应符合表2规定。
表2_____________________________________________________________________ ___________检 测 项 目 技 术 要 求优等品 一级品 二级品 合格品_____________________________________________________________________ ___________硅灰石含量，% ≥ 90 80 70 60二氧化硅含量，% 48～52 46～54 44～59 41～59氧化钙含量，% 45～48 42～50 40～50 38～50三氧化二铁含量，% ≤ 0.2 0.4 0.8 1.5烧失量，% ≤ 2.5 4.0 6.0 9.0白度，% ≥ 90 85 75 -吸油量，% 18～30(粒径小于5μm，18～35) -水萃液碱度 ≤ 46-105℃挥发物含量，% ≤ 0.5块粒，普通粉筛余量，% ≤ 0.5细度细粉，超细粉大于粒径含量，% ≤ 10.0_____________________________________________________________________ ___________注：水萃液碱度为46时，用精密试纸测试pH值约为9。
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硅灰石的化学分子式为 Ca［SiO3 ］，理论含 CaO 48． 3% 、SiO2 51． 7% ，是一种链状偏硅酸盐类矿物。 天然硅灰石常呈白至灰白色，玻璃到珍珠光泽，密度 2． 78 ～ 2． 91 t / m3 ，硬度 4． 5 ～ 5． 0，通常为针状、放射 状、纤 维 状 集 合 体，甚 至 微 小 颗 粒 仍 保 持 纤 维 结 构［1］。作为一种倍受关注的工业新兴原料，源于它
图 3 分级机转速对硅灰石长径比的影响
由图 3 可知，产品长径比随转速的增加呈现先 增加后减小的趋势； 当分级机转速为 12 000 r / min， 长径比最大，达到12． 95。因此，选择最佳分级机转 速为 12 000 r / min。
3． 2 气流压力对硅灰石长径比的影响
固定分级机转速为 12 000 r / min，气流粉碎压 力分别设定为 0． 4、0． 5、0． 6、0． 7 MPa 进行磨矿试 验，然后将所得产物采用图像分析仪进行观测。由 检测结果可知，分级机转速固定后，随着粉碎气流压
原料采用颚式破碎机和对辊破碎机破碎至 － 2
mm，经图像分析仪检测，原料颗粒形状不尽相同，大 部分呈现针状，但也有少部分为块状和球状； 原料的 平均长度为 906． 2 μm，平均直径为 216． 4 μm，长径 比为 4． 19，较小。
图 1 硅灰石的 X 射线衍射图谱
成分 含量
表 1 试验原料化学分析结果
·50·
矿产保护与利用
2015 年
一类是细磨硅灰石粉，主要利用其矿物化学性质，用 于陶瓷和冶金工业，硅灰石中的 CaO、SiO2 成分为其 提供低的热膨胀性和抗冲击性。
高长径比超细硅灰石针状粉可以取代其它的短 纤维矿物原料（ 如石棉、玻璃纤维等） 及其它合成晶 体，用作功能性增强材料，且由于它价格低廉，在工 业应用中具有极高的应用价值和巨大的潜在市场， 因此，高长径比超细硅灰石针状粉的加工制备已成 为世界各硅灰石加工企业倍受重视的研究热点。
Study on the Preparation of High Aspect Ｒatio Wollatonite and Its Mechanism
WANG Zehong，ZHOU Yayang，NING Guodong （ College of Ｒesources＆Civil Engineering，Northeastern University，Shenyang 110819，China）
轴的链，其中两个共棱相连的［CaO6］八面体的长度 刚好等于四面体链的重复单位（ 约 0． 72 nm） ［7］。由 于Ca －O键是离子键，Si －O键是共价键，共价键的键 能远大于离子键，所以在粉碎过程中优先断裂Ca －O 键，即沿着 b 轴方向断裂，或者说沿｛ 100｝ 解离，因 此，硅灰石易于形成针状或纤维状的产品。
特殊的针状结构、白色和低吸油性。 硅灰石产品可分为两大类： 一类是高长径比的
硅灰石产品，主要利用其针状性能，用于填料方面作 为增强剂，尤其在塑料、橡胶、油漆、涂料等方面，硅 灰石可增加硬度、抗弯强度、抗冲击性，改善塑料的 电学特性，提 高 材 料 的 热 稳 定 性 和 尺 寸 稳 定 性［2］；
* 收稿日期： 2015 － 01 － 09 基金项目： 辽宁省科学事业公益研究基金（ 2012001003） 作者简介： 王泽红（ 1969 － ） ，男，山西永济人，副教授，博士，主要从事矿物加工工程领域的教学和科研工作。
3． 4 分级预处理对硅灰石长径比的影响
在分级机转速 12 000 r / min、气流压力 0． 4 MPa 的条件下，将试 验 物 料 分 为 5 个 粒 级： － 2 + 0． 9、 － 0． 9 + 0． 5、－ 0． 5 + 0． 2、－ 0． 2 + 0． 074、－ 0． 074 mm，研究分级预处理（ 即不同给料粒度） 对硅灰石 产品长径比的影响，结果如图 6 所示。
第1 期 2015 年 2 月
矿产保护与利用
CONSEＲVATION AND UTILIZATION OF MINEＲAL ＲESOUＲCES
非金属矿开发利用
*
高长径比硅灰石制备及机理研究
№． 1 Feb． 2015
王泽红，周鸭羊，宁国栋
（ 东北大学 资源与土木工程学院，辽宁 沈阳 110819）
摘 要： 采用 QLM － 1 型流化床气流磨研究了分级机转数、气流压力以及物料加热预处理和分级预处理对硅 灰石产品长径比的影响，并对其机理进行了分析。结果表明： 在给料采用 － 2 + 0． 9、－ 0． 9 + 0． 5、－ 0． 5 + 0． 2 mm 的窄粒级，分级机转速 12 000 r / min，气流粉碎压力 0． 4 MPa 的条件下，可获得长径比大于 15 的硅灰石针 状粉； 在粉碎过程中采用窄级别给料、使颗粒产生以摩擦和剪切为主的作用力，有助于保护硅灰石产品的晶 型，提高长径比。 关键词： 硅灰石； 气流粉碎； 晶型保护； 窄级别给料； 机理 中图分类号： TD921 + ． 4 文献标识码： B 文章编号： 1001 － 0076（ 2015） 01 － 0049 － 05 DOI： 10． 13779 / j． cnki． issn1001 － 0076． 2015． 01． 011
1 试验原料及其制备
试验原料取自辽宁法库金岗硅灰石矿业公司， 其 X 射线衍射分析结果如图 1 所示，化学分析结果 见表 1。由检测和分析结果可知，该试验原料中主 要成分为硅灰石，SiO2 含量达到 50． 26% ，CaO 含量 达到 47． 12% ，均 接 近 理 论 含 量，二 者 之 和 达 到 97． 38% ，纯度较高； 除此之外，原料中还含有少量 MgO、Fe2O3、Al2O3 等杂质，以及少量的方解石和石英。
力的增大，颗粒的平均长度减小较多，而平均直径几 乎没有什么变化。不同气流压力下硅灰石产品的长 径比如图 4 所示。由图 4 可知，随着粉碎气流压力 增大，硅灰石产品长径比减小，最佳气流粉碎压力为 0． 4 MPa，在 此 条 件 下，硅 灰 石 产 品 的 长 径 比 为 12． 95。因此气流粉碎压力定为 0． 4 MPa。
3 试验条件对产品长径比的影响
3． 1 分级机转速对产品长径比的影响
固定气流粉碎压力为 0． 4 MPa，调节分级机转 速分别为 8 000、10 000、12 000、14 000、16 000 r / min，在给料量恒定的条件下（ 下同） 进行磨矿，取其 产品采用图像分析仪进行观测。由检测结果可知， 随着分级机转速的增加，即由 8 000 r / min 增加到 16 000 r / min，硅灰石产品的长度和直径都逐渐的减 小（ 图像分析仪图片从略） 。不同分级机转速下硅 灰石产品e2 O3 Al2 O3 K2 O Na2 O 其它
50． 26 47． 12 0． 76 0． 35 0． 74 0． 11 0． 02 0． 64
2 试验设备及系统
在硅灰石超细粉碎过程中，物料的受力方式主 要有挤压、冲击、研磨、剪切、摩擦等形式，不同的受 力方式粉碎产物的形貌各异［4 － 5］。本研究采用气流 磨对硅灰石进行粉碎，研究不同条件对产品长径比 的影响。试验气流磨的型号为 QLM － 1 型流化床式 气流磨（ 由沈阳飞机研究所粉体公司制造） ，该磨机 组成的粉碎系统如图 2 所示，由空气压缩机及气源 净化系统、给料系统、磨体、成品收集系统、电器控制 柜五部分组成［6］。
1 空气压缩机系统； 2 储气罐； 3 空气净化系统； 4 储料仓； 5 喂料系统； 6 磨机主体； 7 旋风分离收集系统； 8 脉冲袋式收尘系统； 9 引风机
图 2 QLM － 1 型流化床式气流磨粉碎系统
第1 期
王泽红，等： 高长径比硅灰石制备及机理研究
·51·
气流粉碎产品长径比统计方法： 依据图像分析 仪图片，测量整张图片中完整硅灰石晶体颗粒的长 度和直径，用所测硅灰石晶体颗粒长度之和与直径 之和的比表示产品的平均长径比； 按所得图片比例， 将测量的长度和直径的平均值换算为实际尺寸； 从 产品图片中选择 100 个颗粒，如果选择的图片中颗 粒数量不足 100 个，将从另一图片中选择局域范围 内的全部颗粒进行测量，以保证其代表性。
图 5 不同预处理温度下硅灰石产品 长径比随时间的变化规律
·52·
矿产保护与利用
2015 年
由试验结果可知，不同加热温度下硅灰石产品 的长径比的变化规律均是先增大后减小，即要得到 高长径比的硅灰石产品，有一个最佳的加热温度和 加热时间。加热预处理制备高长径比硅灰石产品的 最佳条件为： 加热温度 800 ℃ ，加热时间 4 h，在此条 件下可获得长径比为 14． 83 的硅灰石产品。可见加 热预处理在一定的条件下可提高产品的长径比，但 幅度不大。
图 4 不同气流压力对长径比的影响
3． 3 加热预处理对硅灰石长径比的影响
为进一步提高硅灰石的长径比，对试验原料进 行加热预处理。将试验原料置于马弗炉中，分别在 600、700、800、900、1 000 ℃ 温度下加热 3、4、5、6 h， 待物料自然冷却后，给入气流粉碎机进行粉磨。在 分级机转速 12 000 r / min、气流压力 0． 4 MPa 的条 件下研究硅灰石产品长径比的变化规律。不同预处 理温度下硅灰石产品长径比随加热时间的变化曲线 如图 5 所示。
Abstract： Effect of the rotate speed of classification wheel， air pressure and pre －heat or pre －classification for feed on the aspect ratio of wollatonite were studied in this paper using QLM － 1fluidized bed opposed jet mill． The mechanisms of high aspect ratio wollatonite preparation were also analyzed． The results showed that the wollatonite product which aspect ratio was greater than 15 could be prepared when the air pressure was 0． 4 MPa and the rotate speed of classification wheel was 12 000 r / min with single size feed which was － 2 + 0． 9，－ 0． 9 + 0． 5 or － 0． 5 + 0． 2 mm． The crystal structure could be protected and the aspect ratio of wollatonite could be improved when feed was single size and the main force acted on the feed particles was frictional force or shear force． Key words： wollatonite； fluidized bed opposed jet mill； crystal structure protection； single size feed； mechanism