不同助磨劑助磨效果的實驗研究

連永祥， 劉 倩， 李 新， 王麗敏， 陳 洋

(1.沈陽化工大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院，遼寧沈陽110142; 2.藍(lán)星沈陽輕工機(jī)械設(shè)計研究所，遼寧沈陽110142)

助磨劑(也稱粉碎助劑)是微粉碎和超微粉碎作業(yè)的一種輔助材料，加入助磨劑可改變研磨環(huán)境或被磨物料表面的物理化學(xué)性質(zhì)，在廢橡膠粉碎過程中加入助磨劑是提高粉碎效率、降低粉碎能耗的有效措施.可用作助磨劑的物質(zhì)很多，按物質(zhì)狀態(tài)可分為固體、液體和氣體助磨劑［1］.固體助磨劑主要有硬脂酸鹽類、膠體二氧化硅、炭黑、氧化鎂粉、膠體石墨以及石膏等［2］.從國內(nèi)外廢橡膠粉碎助磨劑研究與應(yīng)用情況看，對助磨劑的種類、助磨機(jī)理、助磨效果、助磨劑對膠粉性能的影響等方面還缺乏足夠的研究［3］.對廢橡膠粉碎助磨劑的選用及其助磨效果的研究也很少見專門文獻(xiàn)報道［4］.本文對現(xiàn)有幾種助磨劑進(jìn)行實驗并分析各助磨劑對廢橡膠粉碎的助磨作用，為選擇適合廢橡膠粉碎的助磨劑提供幫助，并尋求相關(guān)的使用規(guī)律.

1 實驗?zāi)康暮蛯嶒炛饕O(shè)備

實驗?zāi)康?(1)在相同粉碎條件下，研究不同助磨劑對廢橡膠粒徑分布的影響;(2)確定適合廢橡膠粉碎的助磨劑及其用量.

2 實驗

2.1 實驗材料和實驗方案

實驗材料:廢硫化膠膠邊;助磨劑選用硬脂酸、聚氯乙烯、輕質(zhì)碳酸鈣、氧化鋅、炭黑、白炭黑、聚乙烯、聚丙烯.

實驗方案:先將條狀廢硫化膠邊粉碎到8目作為備料，將上述幾種助磨劑分別按照質(zhì)量分?jǐn)?shù)為1%、2%、3%和4%的摻量與準(zhǔn)備好的膠粉一起粉碎，在輥距為0.34 cm的相同條件下將物料粉碎10 min，粉碎后進(jìn)行篩選，分析其助磨效果.分別記錄通過30目，40目，60目和80目篩子的橡膠粉的質(zhì)量進(jìn)而計算出質(zhì)量分?jǐn)?shù).

2.2 實驗結(jié)果與分析

不同助磨劑對膠粉粒徑分布的影響如表1所示.

表1 不同助磨劑對膠粉粒徑分布的影響Table 1 The influence graph of grinding aid on the distribution of a powder

從表1可以看出，聚氯乙烯、炭黑、白炭黑、聚乙烯、聚丙烯無論質(zhì)量分?jǐn)?shù)為多少時都對橡膠粉碎沒有助磨效果.故只研究硬脂酸、氧化鋅和輕質(zhì)碳酸鈣3種助磨劑的線性回歸方程.

設(shè)定關(guān)系式:

如果設(shè)x1=x，x2=x2，x3=x3，則(1)式可變?yōu)閥=a+b1x1+b2x2+b3x3的多元線性方程形式，還可知n=4，m=3，根據(jù)數(shù)據(jù)可得正規(guī)方程組:

解得:

計算值見表2.

三是群體利益訴求的延伸。網(wǎng)絡(luò)中有一類群體是以討伐個人或集體利益為目標(biāo)而集中的一個群體，這樣的群體往往以知識型成員為主導(dǎo)者，通過有理有據(jù)的說明方式使群眾信服，號召更多人參與進(jìn)來。聲勢浩大的群體容易加劇社會問題，發(fā)酵微小的社會事件，引起全社會的關(guān)注。

表2 不同助磨劑的數(shù)據(jù)計算表Table 1 The table of grinding aid data calculation

由表1可以看出:當(dāng)硬脂酸質(zhì)量分?jǐn)?shù)為1%時對橡膠粉碎起到一定的助磨作用，硬脂酸質(zhì)量分?jǐn)?shù)為2%時助磨效果明顯上升，質(zhì)量分?jǐn)?shù)為3%和4%時助磨效果又下降，由此可知硬脂酸并不是用的越多助磨效果越好.當(dāng)硬脂酸質(zhì)量分?jǐn)?shù)為2%時助磨效果最好.

由表2數(shù)據(jù)可得正規(guī)方程組:

解得:a=－0.770 9，b1=34.867，b2=－13.250，b3=1.433 3.

可得線性回歸方程為:

由表1可以看出:當(dāng)氧化鋅質(zhì)量分?jǐn)?shù)為1%時對橡膠粉碎起到較好的助磨作用，質(zhì)量分?jǐn)?shù)為2%時對橡膠粉碎沒有助磨效果，質(zhì)量分?jǐn)?shù)為3%時助磨效果又上升，質(zhì)量分?jǐn)?shù)為4%時助磨效果又下降.從表1可以看出當(dāng)氧化鋅質(zhì)量分?jǐn)?shù)為1%時助磨效果最好，質(zhì)量分?jǐn)?shù)為3%時次之，且氧化鋅并不是用的越多助磨效果越好.

由表2數(shù)據(jù)可得正規(guī)方程組:

解得a=－13.648 1，b1=－76.387 5，b2=－37.641 5，b3=5.147 2.

可得線性回歸方程為:

由表1可以看出:當(dāng)輕質(zhì)碳酸鈣質(zhì)量分?jǐn)?shù)為1%時對橡膠粉碎沒有助磨作用，質(zhì)量分?jǐn)?shù)為2%時助磨效果明顯上升，質(zhì)量分?jǐn)?shù)為3%和4%時助磨效果又下降.輕質(zhì)碳酸鈣質(zhì)量分?jǐn)?shù)為2%時助磨效果最好，其他質(zhì)量分?jǐn)?shù)時沒有助磨效果.

由表2數(shù)據(jù)可得正規(guī)方程組:

解得a=－79.406 1，b1=－150.288 0，b2= 71.245 8，b3=－9.827 7

可得線性回歸方程為:

3 結(jié)論

通過實驗得出硬脂酸、聚氯乙烯、輕質(zhì)碳酸鈣、氧化鋅、炭黑、白炭黑、聚乙烯、聚丙烯8種助磨劑中只有硬脂酸、氧化鋅、輕質(zhì)碳酸鈣對橡膠的粉碎起到一定的助磨作用.當(dāng)助磨劑質(zhì)量分?jǐn)?shù)為1%時，氧化鋅的助磨作用最大，其次為硬脂酸和輕質(zhì)碳酸鈣;助磨劑為2%時，硬脂酸的助磨作用最大，其次為輕質(zhì)碳酸鈣和氧化鋅;助磨劑質(zhì)量分?jǐn)?shù)為3%時，硬脂酸的助磨作用最大，其次為氧化鋅和輕質(zhì)碳酸鈣;助磨劑質(zhì)量分?jǐn)?shù)為4%時，硬脂酸的助磨作用最大，其次為輕質(zhì)碳酸鈣和氧化鋅.從國內(nèi)外廢橡膠粉碎助磨劑研究與應(yīng)用情況看，對助磨劑的種類、助磨機(jī)理、助磨效果、助磨劑對膠粉性能的影響等方面還缺乏足夠的研究.尋求合適的、經(jīng)濟(jì)性好的助磨劑對于降低廢橡膠粉碎生產(chǎn)過程的能耗、降低生產(chǎn)成本、改善膠粉性能是急需研究的課題.

［1］ 張成祥，蔣永波，黃曙.助磨劑原理及應(yīng)用［J］.新世紀(jì)水泥導(dǎo)報，2005，14(2):80－81.

［2］ Rajendran Nair P B，Paramasivam R.Effect of Grinding Aids on the Time-flow Characteristics of the Ground Product from a Batch Ball Mill［J］.Powder Technology，1999，101(1):31－42.

［3］ Natarajan K A.Ball Wear and Its Control in the Grinding of a Lead-zinc Sulphide Ore［J］.Int J.Miner Process，1992，34(1/2):161－175.

［4］ 劉振學(xué)，黃仁和，田愛民，等.實驗設(shè)計與數(shù)據(jù)處理［M］.北京:化學(xué)工業(yè)出版社，2005:62－74.