高岭土是一种重要的工业矿物原料，超细粉碎是高岭土最重要的深加工技术之一。研磨介质是影响搅拌磨超细粉碎效果最主要的因素之一。本实验采用实验型SDF 砂磨机为湿法超细研磨设备，研究了介质级配、介质密度及介质/ 物料配比对煅烧高岭土超细研磨效果的影响。
结果表明，在磨矿的起始阶段，粒径大的研磨介质的研磨效果较好，但随着磨矿过程的进行，粒径小的研磨介质的研磨效果较好，直至磨矿结束。在介质体积相同时，介质密度越大，磨矿效率越高；在介质质量相同时，介质密度越小，研磨效率越高。煅烧高岭土湿法超细研磨的适宜介料比为5∶1。
1 原料、设备和研究方法
1.1 原料 本实验用煅烧高岭土原料的粒度组成：D50=1.95 μm，D97=13.38 μm，-1μm 含量为32.71 %，白度为89.2 %。
实验用研磨介质种类和规格如下：
①氧化铝球：密度2.66 g/cm3，粒径0.6~1 mm，1.5~2 mm，2.5~3 mm；
②氧化铝、氧化锆复合珠：密度4.00 g/cm3，粒径0.6~1 mm；③氧化锆珠，密度6.00 g/cm3，粒径0.6~1 mm。
1.2 设备 超细研磨设备为实验型SDF 分散砂磨机。其主要操作参数：电机功率400 W，容积1.2 L。
试验过程中转速恒定为2000 r/min。
1.3 试验方法
① 采用粒径分别为0.6~1 mm、1.5~2 mm、2.5~3 mm 的3 种粒径氧化铝陶瓷介质进行级配试验研究。3 种介质的质量比分别为（1∶1∶6）、（1∶3∶4）、（1∶5∶2），（3∶1∶4）、（3∶3∶2）、（5∶1∶2），（8∶0∶0）、（0∶8∶0）、（0∶0∶8）。
②在适宜的介质级配条件下，研磨介质/ 物料质量比分别采用(2∶1)、(3∶1)、(4∶1)、(5∶1) 对煅烧高岭土进行超细研磨试验。
③分别在介质体积、质量相同的两种情况下选用不同密度的介质进行磨矿试验，研究介质密度对煅烧高岭土湿法超细研磨效果的影响。
2 结果与讨论
2.1 介质级配 采用粒径0.6~1 mm、1.5~2 mm、2.5~3 mm 氧化铝陶瓷介质进行了级配试验研究及研磨工艺主要影响因素研究。3 种介质的试验配比分别为(1∶1∶6)、(1∶3∶4)、(1∶5∶2)、(3∶1∶4)、(3∶3∶
2)、(5∶1∶2)、(8∶0∶0)、(0∶8∶8)、(0∶0∶8)。累计研磨2 h，研磨过程中每30 min 取样检测物料粒度（以中位粒径D50 为检测指标），试验结果见图1、图2、图3 和图4。

由图可知，研磨介质总质量相同时，不同的研磨介质配比对磨矿效果的影响不同。当研磨刚开始进行时，大粒径介质比例大的级配研磨效率较高，如图1 和图2 所示的级配(1∶1∶6)，但伴随着研磨过程的进行，小粒径介质比例大的级配表现出较高的研磨效率，至磨矿结束，如图1 所示级配(1∶5∶2) 的超细粉碎效果最好，可将物料研磨至0.77 μm；如图2 和图3 所示级配(5∶1∶2) 的介质可以将物料超细研磨到0.75 μm。

由图4 可知，在磨矿的初始阶段，随着研磨介质粒径的增大，磨矿效果相对较好，但随着磨矿过程的进行，大粒径介质的磨矿效率下降，小粒径介质磨矿效率提高，级配(8∶0∶0) 的介质最终可以将物料超细粉碎到0.72 μm。
从以上4 组级配试验可以得出，在磨矿的起始阶段，物料的粒度下降很快，由于物料的粒度大，粒径大的研磨介质的研磨效果较好，但是随着磨矿过程的进行，物料越来越细，粒径小的研磨介质的研磨效果较好，至磨矿结束。在研磨时间相同（120 min）的条件
下，介质级配(8∶0∶0) 的研磨效率最高，其研磨产物的中位径可达到0.72 μm。
2.2 介料质量比 试验条件：每次研磨200 g，浓度为45 %，分散剂用量为煅烧高岭土质量的0.5 %。累计研磨3 h，取样检测浆料粒度，样品粒度(D50、D97)检测结果见图5。

从图5 可见，随着介料质量比的增大，相同时间内，磨矿的粒度越来越细，磨矿效率越来越高，但当介料比大于5∶1 时，浆料在研磨介质中已不是浆体状态，湿法搅拌磨矿已无法进行。因此，最佳介料质量比为5∶1。
2.3 介质密度
2.3.1 同体积介质：试验条件：每次研磨200 g，浓度为45 %，介料比5∶1，分散剂用量为煅烧高岭土质量的0.5 %。累计研磨3 h，取样检测浆料粒度，粒度与研磨时间的关系见图6。

从图6 中可见，当同体积的研磨介质进行粉碎时，研磨效率为密度（g/cm3）6.0>4.0>2.6。这是因为在相同体积量的介质磨矿时，由于介质的粒度大小相同，介质的总个数是一样的，在磨矿过程中和物料接触研磨的机率也是相等的，但是，密度大的介质在与
物料相接触时，给予的能量比密度小的介质给予的能量大，整个磨矿过程中累计给予物料的能量就较多，磨矿效率就高。从本试验的结果可得出，使用介质密度（g/cm3）2.6、4.0、6.0 超细研磨煅烧高岭土，介质体积相同时，介质密度越大，磨矿效率越高。
2.3.2 同质量介质：试验条件：每次研磨200 g，浓度为45 %，料比5∶1，助磨（分散）剂用量为煅烧高岭土质量的0.5 %。累计研磨3h，取样检测浆料粒度，粒度与研磨时间的关系见图7。

从图7 中可以得出，当同质量的介质进行研磨粉碎时，磨矿效率为介质密度（g/cm3）2.6> 4.0>6.0。原因是密度2.6 g/cm3 的介质相对于密度4.0 g/cm3 和6.0 g/cm3 的介质的单体个数要多，因此，在磨矿过程中和物料接触研磨的机会就更多，累计给予物料的能
量就最多，密度2.6 g/cm3 的介质磨矿效率最高；同理，密度4.0 g/cm3 的介质同质量时，磨矿效率就比密度6.0 g/cm3 的高。从本试验的结果可得出，介质质量相同时，介质密度越小，煅烧高岭土的研磨效率越高。
3 结论
1. 在煅烧高岭土超细研磨的起始阶段，由于物料的粒度较粗，大粒径介质配比研磨效果较好，随着磨矿过程的进行，物料粒度的减小，小粒径研磨介质的粉碎效率越来越高，介质级配(8:0:0) 最终磨矿产物的中位粒径最小。
2. 使用不同密度的研磨介质超细研磨煅烧高岭土，在介质体积相同时，磨矿效率是介质密度6.0 g/cm3>4.0 g/cm3>2.6 g/cm3，即介质密度越大，磨矿效率越高；在介质质量相同时，磨矿效率是介质密度2.6g/cm3>4.0 g/cm3>6.0 g/cm3，即介质密度越小，研磨效率越高。
3. 在使用氧化铝陶瓷介质湿法超细研磨煅烧高岭土时，最适宜的介料比为5∶1。