| （中国粉体技术网/班建伟）硅灰石是自然界中一种天然具有纤维状晶簇结构的无机矿物材料(图1) ，该矿物具有稳定的物理化学性质，白度较高，耐酸碱且无毒环保。硅灰石经过加工后可以在造纸行业中作为一种填料使用。工业上常用的无机矿物加工设备有雷蒙磨、球磨机，这些设备由于研磨结构、研磨机理等方面的差异，必然也导致同一种矿物经过不同设备研磨后的产品性能存在差异。
采用雷蒙磨、球磨机，对硅灰石进行加工处理，加工后的产品作为造纸填料，研究不同设备生产的硅灰石填料在造纸加填性能的差别，希望为硅灰石填料加工企业和造纸企业提供生产上的参考。
1 试验内容及检测
1. 1 试验内容
硅灰石矿选用某采矿企业同一批矿料并经过充分混合，按照雷蒙磨、球磨机设备的生产要求制得符合造纸要求目数的填料粉末，通过显微镜对样品形态进行观察，判断不同设备加工方式对硅灰石纤维形态的破坏程度。
以雷蒙磨、球磨机两种设备制得的硅灰石填料作为试验用填料，采用不同浆料模拟造纸填料填加试验，通过对抄造纸页进行检测对比，对不同设备加工的硅灰石矿粉样品纸张添加性能进行评估对比。
1. 2 试验设备及方法
试验原料：浆料1 (机械木浆)，浆料2 (化学木浆)；试验设备：槽式打浆机、纸页成型器、油压机等；检测仪器：称量天平(0. 01g)，电脑压缩试验仪(测厚度)，抗张强度试验仪，耐破度试验仪，挺度试验仪，耐折度试验仪等。
1. 3 试验检测方法
添加一定比例( 5%) 的不同设备制备的硅灰石填料于样品浆中，充分混合均匀进行手抄片抄制。通过检测抄片松厚度,抗张强度,耐破度，挺度，灰分留着等综合指标进行评估。
2 试验结果及评价
2. 1 雷蒙磨、球磨机生产制备的硅灰石矿粉形态
采用雷蒙磨、球磨机不同设备对同一批硅灰石加工，首先要了解的就是不同设备生产的硅灰石填料形态。试验中采用光学显微镜对不同设备生产的样品进行不同倍率的观察，雷蒙磨样品( PALZ) 如图4 所示，球磨机生产的样品( PAQZ) 如图5 所示。
从光学显微镜对不同设备加工的硅灰石填料形态的观察可以看出: 雷蒙磨、球磨机两种设备对硅灰石矿天然的纤维状结构都有破坏。雷蒙磨对矿物纤维形态破坏相对较小，矿粉基本呈纤维形态; 而球磨机对矿物纤维结构破坏较大，制备的硅灰石矿粉填料基本呈不规则的颗粒状，间杂零星的纤维状物。
2. 2 雷蒙磨、球磨机制备的硅灰石填料纸张添加试验结果分析
国内生产的纸张一般采用机械浆和化学浆两大类，本试验将两种不同设备加工的硅灰石填料分别添加在机械浆、化学浆中，并进行抄片，研究添加后对纸页各种性能的影响和在不同纸浆中的留着率方面的差异。结合如表1、表2。
 从表1 数据可知，对于机械浆而言，在松厚度方面，与未添加填料的纸页相比，球磨机及雷蒙磨加工的产品松厚度都较低，但雷蒙磨加工的填料优于球磨机; 在挺度方面，用球磨机及雷蒙磨加工的样品挺度均比未添加纸页偏低，但雷蒙磨优于球磨机; 从强度方面比较，雷蒙磨加工的样品耐破强度优于球磨机;但在抗张强度方面，球磨机加工填料较好; 在灰分及保留方面，雷蒙磨生产的样品保留较好。
从表2 实验数据可知，对于化学浆来说，雷蒙磨制备的样品在松厚度、挺度方面同样强于球磨机; 强度方面，雷蒙磨样品表现出稍好的耐破度，而球磨机制备样品在抗张强度方面占有优势，但数据相差不大且均小于未填加纸页的强度; 从灰分及保留上看，用球磨机生产的样品保留低于雷蒙磨生产的样品。
3 不同设备加工原理及对产品性能影响分析
雷蒙磨整套结构是由主机、分析机、管道装置、鼓风机、成品旋风分离器、颚式破碎机、畚斗提升机、电磁振动给料机、电控电机等组成。雷蒙磨工作过程为: 大块状物料经颚式破碎机破碎到所需要粒度后，由提升机将物料送至储料斗，再经振动给料机均匀定量连续地送入主机磨室内进行研磨。粉磨后的矿粉被风机气流带走，经分析机进行分级，符合细度的矿粉随气流经管道进入大旋风收集器内进行分离收集，再经粉管排出即为成品矿粉。气流再由大旋风收集器上端回风管吸入鼓风机。
本机整个气流系统是密闭循环的，并且是在正负压状态下循环流动的。球磨机一般为卧式筒形旋转装置，物料由进料装置经入料中空轴螺旋均匀地进入磨机第一仓，该仓内有阶梯衬板或波纹衬板，内装不同规格钢球，筒体转动产生离心力将钢球带到一定高度后落下，对物料产生重击和研磨作用。物料在第一仓达到粗磨后，经单层隔仓板进入第二仓，该仓内镶有平衬板，内有钢球，将物料进一步研磨。粉状物通过卸料箅板排出，完成粉磨作业。
由上述两种不同设备的工作原理可知: 造成硅灰石矿粉成品形态差异的主要原因是设备破碎机理不同所导致。相对而言，雷蒙磨对硅灰石矿物的晶簇状结构破坏较小，磨后填料形态仍然以短纤维状或针状为主; 球磨机对硅灰石矿物晶簇状结构破坏较大，磨后的矿粉形态已经看不到明显的纤维状形态，从保留原矿基本性能来说，雷蒙磨无疑较为优越。两种设备加工的硅灰石填料在纸张加填性能方面存在着明显的差异。就填料留着率而言，雷蒙磨加工的硅灰石填料在纸张中的留着较好且对纸张的耐破度表现优越，球磨机加工的硅灰石填料在纸张抗张强度方面优于雷蒙磨; 在纸张松厚度、挺度方面，雷蒙磨制备的硅灰石填料无论对于什么浆种，较之于球磨机都具备一定的优势。
4 结论
(1) 雷蒙磨、球磨机对硅灰石晶簇都有破坏，雷蒙磨较之于球磨对矿物晶簇的破坏较小，填料形态总体仍然呈纤维状，球磨机样品则总体呈颗粒状。
(2) 在纸张加填过程中，球磨机制备样品留着较差，雷蒙磨制备样品留着较好。
(3) 在纸张加填中，雷蒙磨制备的硅灰石填料对纸张的耐破度方面较好，球磨机制备的填料在纸张抗张强度方面优于雷蒙磨。
(4) 对纸张松厚度、挺度的影响方面，雷蒙磨要优于球磨机。
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