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.沈陽化工大學機械工程學院，遼寧沈陽110142; 2.藍星沈陽輕工機械設計研究所，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的一種輔助材料，加入助磨劑可改變研磨環境或被磨物料表面的物理化學性質，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很多，按物質狀態可分為固體、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］.從國內外廢橡膠粉碎助磨劑研究與應用情況看，對助磨劑的種類、助磨機理、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報道［4］.本文對現有幾種助磨劑進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，并尋求相關的使用規律.

1 實驗目的和實驗主要設備

實驗目的:(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量分數為1%、2%、3%和4%的摻量與準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量進而計算出質量分數.

2.2 實驗結果與分析

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、聚丙烯無論質量分數為多少時都對橡膠粉碎沒有助磨效果.故只研究硬脂酸、氧化鋅和輕質碳酸鈣3種助磨劑的線性回歸方程.

設定關系式:

如果設x1=x，x2=x2，x3=x3，則(1)式可變為y=a+b1x1+b2x2+b3x3的多元線性方程形式，還可知n=4，m=3，根據數據可得正規方程組:

解得:

計算值見表2.

三是群體利益訴求的延伸。網絡中有一類群體是以討伐個人或集體利益為目標而集中的一個群體，這樣的群體往往以知識型成員為主導者，通過有理有據的說明方式使群眾信服，號召更多人參與進來。聲勢浩大的群體容易加劇社會問題，發酵微小的社會事件，引起全社會的關注。

表2 不同助磨劑的數據計算表Table 1 The table of grinding aid data calculation

由表1可以看出:當硬脂酸質量分數為1%時對橡膠粉碎起到一定的助磨作用，硬脂酸質量分數為2%時助磨效果明顯上升，質量分數為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.當硬脂酸質量分數為2%時助磨效果最好.

由表2數據可得正規方程組:

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:當氧化鋅質量分數為1%時對橡膠粉碎起到較好的助磨作用，質量分數為2%時對橡膠粉碎沒有助磨效果，質量分數為3%時助磨效果又上升，質量分數為4%時助磨效果又下降.從表1可以看出當氧化鋅質量分數為1%時助磨效果最好，質量分數為3%時次之，且氧化鋅并不是用的越多助磨效果越好.

由表2數據可得正規方程組:

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:當輕質碳酸鈣質量分數為1%時對橡膠粉碎沒有助磨作用，質量分數為2%時助磨效果明顯上升，質量分數為3%和4%時助磨效果又下降.輕質碳酸鈣質量分數為2%時助磨效果最好，其他質量分數時沒有助磨效果.

由表2數據可得正規方程組:

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 結論

通過實驗得出硬脂酸、聚氯乙烯、輕質碳酸鈣、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、輕質碳酸鈣對橡膠的粉碎起到一定的助磨作用.當助磨劑質量分數為1%時，氧化鋅的助磨作用最大，其次為硬脂酸和輕質碳酸鈣;助磨劑為2%時，硬脂酸的助磨作用最大，其次為輕質碳酸鈣和氧化鋅;助磨劑質量分數為3%時，硬脂酸的助磨作用最大，其次為氧化鋅和輕質碳酸鈣;助磨劑質量分數為4%時，硬脂酸的助磨作用最大，其次為輕質碳酸鈣和氧化鋅.從國內外廢橡膠粉碎助磨劑研究與應用情況看，對助磨劑的種類、助磨機理、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、經濟性好的助磨劑對于降低廢橡膠粉碎生產過程的能耗、降低生產成本、改善膠粉性能是急需研究的課題.

［1］ 張成祥，蔣永波，黃曙.助磨劑原理及應用［J］.新世紀水泥導報，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，黃仁和，田愛民，等.實驗設計與數據處理［M］.北京:化學工業出版社，2005:62－74.