表面活性剂在石墨微粉粒度分析与超细粉碎中的应用

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在炭素工业中,对于微细炭质/石墨粉料的颗粒粒度分布特性进行准确、快速的检测具有重要意义。但炭质/石墨微粉在水中的团聚现象使得利用激光粒度法测定其粒度分布特性时很难得到真实有效的数据,而利用表面活性剂的分散性质可以减轻或消除炭质/石墨微粉在水中的团聚,从而提高测量结果的准确性。本论文首先研究了激光粒度法中加入表面活性剂类分散助剂时可能引起的误差,总结了筛选这类分散助剂的一般标准。在另一方面,由于石墨湿法超细粉碎中助磨剂的筛选以表面活性剂的分散性能的高低为主要参考标准,故本文研究对比了激光粒度法和传统的沉降法对表面活性剂的分散性能进行表征的准确性,提出激光粒度法可作为石墨湿法超细粉碎中助磨剂的筛选的一种新方法。具体结论如下:在激光粒度分析实验中发现,当表面活性剂(尤其是阴离子型表面活性剂)类分散助剂应用于激光法粒度检测中时,其起泡性(超声空泡现象)可能对测试过程产生严重干扰而使测量结果完全失真。只有在测量过程中不产生微气泡的表面活性剂溶液才能用于激光法。阴离子型表面活性剂十二醇聚氧乙烯醚硫酸铵和非离子型表面活性剂脂肪醇聚氧乙烯醚对人造石墨(HAG)样品具有良好的分散性且在测试过程中没有产生会影响测量精度的微气泡,是两种适用于激光粒度法的分散助剂。对于不同种类的炭质/石墨颗粒,所需的分散剂的最佳浓度和最佳分撒时间都是不同的。在石墨超细粉碎的实验中,首先分别采用激光粒度法和沉降法对十二醇聚氧乙烯醚硫酸铵和脂肪醇聚氧乙烯醚的分散性能进行了测定,然后采用胶体磨为粉碎设备,研究了上述两种表面活性剂的分散性能的差异和颗粒粒度对HAG粉体试样超细粉碎效果的影响。结果表明,十二醇聚氧乙烯醚硫酸铵对HAG试样的助磨效果要好十二醇聚氧乙烯醚硫酸铵,这与激光粒度法对两种助磨剂分散性能的检测结果一致而与沉降法的不符,说明激光粒度法比沉降法能更准确的测定HAG试样助磨剂的分散能力。同时,可用激光粒度法分析证明,只有当被粉碎的HAG试样的颗粒粒度降低至能出现明显团聚现象的粒度范围以下时,所添加的助磨剂才能显示出明显的助磨效应。这说明助磨剂的作用机制与“矿浆流变学调节”机制相吻合,表面活性剂的作用机制主要是分散团聚的石墨颗粒,从而提高石墨超细粉碎效果。
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