Influência dos parâmetros de moagem na moagem ultrafina de talco

O talco é um membro da família dos filossilicatos, especificamente pertencente à estrutura do tipo 2:1 de silicatos de alumínio hidratado expansíveis. É um recurso mineral não metálico com reservas limitadas e propriedades únicas [1-2]. Talco' Sua estrutura distinta lhe confere várias características, como excelente expansibilidade, hábito lamelar, propriedades espessantes e comportamento coloidal. Essas propriedades tornaram os minerais de talco aplicáveis com sucesso em indústrias incluindo farmacêutica, cosmética e outras [3-4].

Os pós ultrafinos são conhecidos por sua grande área superficial, alta atividade superficial, excelente cobertura, boas propriedades de enchimento e reforço e rápida reatividade química [5]. Consequentemente, a demanda por matérias-primas minerais finamente moídas nas indústrias de alta tecnologia está aumentando continuamente [6-8]. O talco, como um recurso mineral escasso, encontra amplas aplicações em vários setores industriais. No entanto, há uma falta de pesquisas sobre a moagem ultrafina de talco.

Nos últimos anos, a moagem planetária tem chamado a atenção como uma técnica eficiente de moagem. A investigação, tanto nos aspectos fundamentais como nos aspectos aplicados, tem alcançado algum sucesso. [9] e Chen Shizhu e colaboradores [10] exploraram as dimensões estruturais e velocidades críticas de rotação de moinhos planetários. [11] e Jin Yeling e colaboradores [12] investigaram parâmetros do processo durante o processo de moagem utilizando moinhos planetários. A pesquisa existente geralmente emprega moinhos planetários com tempos de moagem que variam de 1 hora a várias dezenas de horas.

Os moinhos planetários do tipo CJXXM, por outro lado, representam um equipamento de moagem de alta densidade, integrado e eficiente. Eles oferecem a vantagem de tempos de moagem curtos, normalmente variando de alguns minutos a várias dezenas de minutos. Para estudar a eficácia de moinhos planetários do tipo CJXXM na moagem ultrafina seca de talco, este estudo se concentra na moagem ultrafina seca de talco, examinando os efeitos da relação de massa média-material, velocidade de rotação do moinho, tipos e quantidades de auxiliares de moagem e tempo de moagem no tamanho das partículas de talco.

1. Experimentais

1.1 Materiais e Reagentes

Os principais materiais e reagentes utilizados neste estudo incluem:

• Talco em pó obtido de Yiyang Dengfeng Technology Co., Ltd., Hunan, com tamanhos de partículas de d50 = 6,59 μm e d97 = 32,87 μm, como mostrado na Tabela 1.

• Bolas de zircônia estabilizadas com ítria (meio de moagem) com tamanhos de partículas variando de 0,6 a 2 mm, obtidas da Beijing Zhongqing Jinshi Import and Export Co., Ltd.

• Polietilenoglicol 1000 (PEG 1000) como auxiliar de moagem, obtido da Guangdong Xilong Chemical Co., Ltd., com uma faixa de pH de 4,0 a 7,0.

• Estearato de sódio como auxiliar de moagem, obtido da Guangdong Xilong Chemical Co., Ltd.

1.2 Equipamentos e Instrumentos

Os principais equipamentos e instrumentos utilizados neste estudo incluem:

• Moinho planetário de alta energia tipo CJXXM de Zhejiang Jiaxing Hexin Machinery Co., Ltd.

• BT-1500 analisador de distribuição de tamanho de partículas baseado em sedimentação centrífuga da Dandong, Liaoning Baite Instruments Co., Ltd.

1.3 Procedimento Experimental e Métodos de Caracterização

Foram colocados 25 gramas de talco em pó em dois frascos de moagem. Uma certa relação de massa de meio de moagem foi adicionada de acordo com a relação de massa média/material, e uma quantidade específica de auxílio de moagem foi adicionada. A mistura foi agitada uniformemente, seguida de moagem contínua por tempo determinado. As amostras foram coletadas e submetidas à análise granulométrica utilizando um analisador centrífugo de distribuição granulométrica baseado em sedimentação. A análise foi baseada nos valores de d50 e d97 para análise comparativa.

2. Resultados e Discussão

2.1 Influência da Razão Mássica Média/Material no Tamanho das Partículas do Minério em Pó

Com uma massa original de minério de 25 gramas, uma velocidade de rotação do moinho de 600 r/min e a adição de 0,5% de estearato de sódio como auxiliar de moagem, as amostras de talco foram continuamente moídas por 24 minutos sob diferentes relações de massa médio-material (1, 2, 3, 4 e 5). O impacto da relação massa-médio/material no tamanho das partículas do pó de minério é representado na Figura 1. Pode-se observar que o tamanho da partícula inicialmente diminui e depois se estabiliza com o aumento da relação massa-meio/material. Quando a relação massa/material é menor que 3, a quantidade média é insuficiente, levando à fratura e descolamento de algumas partículas grandes. Quando a relação entre a massa média/material atinge 3, os melhores resultados de moagem são alcançados. Além de uma relação de massa média/material de 3, a eficiência de moagem diminui porque a quantidade média excessiva exerce força excessiva sobre o pó de minério, levando à aglomeração.

2.2 Influência da velocidade de rotação do moinho no tamanho das partículas de minério em pó

Com uma massa original de minério de 25 gramas, uma relação mássica média/material de 3 e a adição de 0,5% de estearato de sódio como auxiliar de moagem, as amostras de talco foram continuamente moídas por 24 minutos em diferentes velocidades de rotação do moinho (400, 500, 600, 700 e 800 r/min). O efeito da velocidade de rotação do moinho sobre o tamanho das partículas de pó de minério é mostrado na Figura 2. É evidente que o tamanho da partícula diminui e depois se estabiliza com o aumento da velocidade de rotação do moinho. Quando a velocidade de rotação é inferior a 600 r/min, a força exercida pelo meio sobre o pó de minério aumenta gradualmente, levando à fratura de partículas grandes. Quando a velocidade de rotação é de 600 r/min, o meio' s força é suficiente para alcançar os melhores resultados de moagem. No entanto, quando a velocidade de rotação ultrapassa 600 r/min, a eficiência da moagem diminui devido ao aumento da aglomeração e à geração de calor excessivo, fazendo com que a água seja liberada das partículas de minério.

2.3 Influência do tipo de auxílio à moagem no tamanho das partículas de minério em pó

Com uma massa original de minério de 25 gramas, uma relação mássica média/material de 3 e uma velocidade de rotação do moinho de 600 r/min, as amostras de talco foram continuamente moídas por 30 minutos usando polietilenoglicol 1000 (PEG 1000) e estearato de sódio como auxiliares de moagem, cada uma com uma fração de massa de 0,5%. O efeito do tipo de auxiliar de moagem sobre a granulometria do pó de minério é apresentado na Figura 3. Os resultados mostram que o estearato de sódio é mais efetivo que o PEG 1000 como auxiliar na trituração. Essa diferença é atribuída ao estearato de sódio ser um tensoativo iônico capaz de neutralizar ligações insaturadas na partícula do minério.#39; s pontos de fratura e superfícies.

2.4 Influência da quantidade de auxílio à moagem no tamanho das partículas de minério em pó

Com uma massa original de minério de 25 gramas, uma relação mássica média/material de 3, uma velocidade de rotação do moinho de 600 r/min e estearato de sódio como auxiliar de moagem, as amostras de talco foram continuamente moídas por 24 minutos com quantidades variáveis de auxílio à moagem (0%, 0,2%, 0,3%, 0,4%, 0,5%, 0,6% e 0,7%). O impacto do montante do auxílio à moagem na granulometria do minério em pó é apresentado na figura 4. Os resultados revelam que o auxiliar de moagem' A eficácia é significativa quando a fração mássica de estearato de sódio está entre 0,4% e 0,6%. A 0,6%, o tamanho da partícula é minimizado com d50 = 1,28 μm e d97 = 7,00 μm. Os montantes excessivos dos auxílios à trituração conduzem a efeitos adversos, causando aglomeração de partículas.

2.5 Influência do Tempo de Moagem na Tamanho de Partículas de Pó de Minério

Com uma massa de minério original de 25 gramas, uma relação mássica média/material de 3, uma velocidade de rotação do moinho de 600 r/min e 0,6% de estearato de sódio como auxiliar de moagem, as amostras de talco foram continuamente moídas por 30 minutos. O impacto do tempo de moagem sobre o tamanho das partículas do pó de minério é representado na Figura 5. Isso mostra que o tamanho da partícula exibe flutuações significativas nos primeiros 24 minutos e depois se estabiliza. Após 24 minutos, o pó de minério atinge um equilíbrio dinâmico entre fratura e aglomeração. Portanto, o tempo ótimo de moagem para atingir um tamanho de partícula de d50 = 1,55 μm e d97 = 7,38 μm é de 30 minutos.

3. Conclusão

1. O uso de moinhos planetários de alta energia do tipo CJXXM para moagem ultrafina seca de talco com esferas de zircônia estabilizadas com ítria como meio de moagem sob condições ideais de processo, incluindo uma relação de massa média/material de 3, velocidade de rotação do moinho de 600 r/min, 0,6% de estearato de sódio como auxiliar de moagem e um tempo de moagem de 30 minutos, resultou em tamanhos de partículas de talco de d50 = 1,55 μm e d97 = 7,38 μm.

2. Moinhos planetários de alta energia do tipo CJXXM exibiram alta eficiência de moagem, com 30 minutos de moagem sob condições adequadas de processo.

(Nota: Esta é uma tradução detalhada do texto chinês fornecido para o inglês, com foco na influência dos parâmetros de moagem na moagem ultrafina de talco.)