白碳黑(無定形二氧化硅納米材料,化學式 SiO??nH?O)是關鍵材料,廣泛應用于汽車輪胎、化妝品、涂料、電子封裝材料等領域。制備方法上,沉淀法白碳黑成本低,用于普通工業(yè)。氣相法白碳黑純度高、性能優(yōu),但成本高,用于高端領域。白碳黑物理特性獨特,比表面積大、孔隙率高、質(zhì)輕、絕緣性好,化學性質(zhì)穩(wěn)定,表面硅羥基可改性以拓展應用。
白碳黑莫氏硬度 6 - 7,在雷蒙磨粉機適用范圍;適合中等產(chǎn)能需求,每小時處理 0.5 - 20 噸;能耗相對較低。白碳黑團聚性強,比表面積大,易吸附水分和產(chǎn)生靜電,影響研磨效率和成品流動性;二氧化硅對磨輥、磨環(huán)磨損明顯。傳統(tǒng)雷蒙磨粉機難以直接達到納米級細度,生產(chǎn)高端產(chǎn)品需結合其他設備或工藝,增加成本。
進料粒度:建議≤20mm,過大易堵塞過載,過小增加預處理成本和時間,需用破碎機預破碎至合適粒度。
干燥:白碳黑原料需干燥至水分≤2%,防止團聚和粘附設備。
磨輥壓力:建議 0.8 - 1.2MPa,壓力過低細度不足,過高會使白碳黑升溫,改變化學結構,影響應用性能,需根據(jù)特性和細度精確調(diào)整。
分級機轉(zhuǎn)速:轉(zhuǎn)速范圍 80 - 200rpm,轉(zhuǎn)速越高篩選越細,需根據(jù)細度要求調(diào)整,轉(zhuǎn)速過低影響產(chǎn)品質(zhì)量。
風量:建議 15 - 25m3/min,合適風量保證輸送,避免細粉逃逸或系統(tǒng)堵塞,過大過小都會影響研磨效率和產(chǎn)品質(zhì)量。
溫度控制:需控制在≤60℃,高溫破壞表面結構,影響化學活性和物理性能,需配套風冷或水冷系統(tǒng)。
加工沉淀法白碳黑可改善顆粒均勻性,提升填充性能,增強橡膠強度和耐磨性,改善塑料力學性能和透明度。過度研磨會使比表面積下降,孔隙結構破壞,降低吸附能力和物理性能;機械力化學效應激活硅羥基,影響后續(xù)改性效果。生產(chǎn)者需嚴格控制工藝參數(shù),考慮加工影響。
核心部件材質(zhì):磨輥和磨環(huán)選擇高鉻鑄鐵(洛氏硬度 HRC≥58)或碳化鎢涂層,鏟刀用錳鋼或耐磨合金,以抵抗二氧化硅磨損。
防團聚措施:研磨腔或分級機引入氣流分散裝置,如壓縮空氣噴嘴;添加少量助磨劑,如硬脂酸鈣(添加量 0.1% - 0.5%),但需考慮對產(chǎn)品質(zhì)量的影響。
除塵系統(tǒng):配備脈沖布袋除塵器,有效收集微粉,防止污染,回收利用資源,滿足環(huán)保要求。
安全防護:白碳黑細粉有爆炸風險,操作間防靜電接地,設備選用防爆型,操作人員穿防靜電服裝,配備消防設施并定期演練。
結語
雷蒙磨粉機加工白碳黑,既需把握其物理化學特性、精準調(diào)控工藝參數(shù)以實現(xiàn)高效研磨與產(chǎn)品性能優(yōu)化,又要重視核心部件耐磨性、防團聚、除塵環(huán)保及安全防護等關鍵環(huán)節(jié)。唯有統(tǒng)籌兼顧技術細節(jié)與生產(chǎn)安全,方能提升白碳黑加工質(zhì)量與效益,推動其應用領域持續(xù)拓展。