【研磨】砂磨机转速、填充率和锆珠粒径对钛白粉研磨的影响

钛白粉的研磨有很多需要注意的地方，其中包括氧化锆珠填充率、锆珠粒径和砂磨机转速的调解，所以应该多参考一些资料，结合自身的经验，对各个参数进行调解，达到最好的研磨效果，一方面能省钱，另一方面能提高钛白粉的研磨效率。

本文通过系统研究氧化锆珠砂磨工艺对钛白初品粒度的影响，得出较优的砂磨工艺参数和砂磨浆料不同粒度对其白度及水分散性的影响规律。

原料和仪器原料: 湿球磨钛白初品浆料、砂磨浆料，赛诺氧化锆珠。

图1：转速对浆料D50的影响

由图 1 可知: 随着砂磨转速的增加，砂磨浆料的D50逐渐变小。砂磨转速越大，锆珠被砂磨机分散盘带动所获得的动能越大，物料颗粒被锆珠撞击、剪切和摩擦等作用力越大，且物料颗粒被撞击、剪切和摩擦等力作用的频率增加，砂磨效果越好。在钛白生产中，中值粒径 D50作为钛白初品粒度非常关键的指标，其值越小，说明初品砂磨效果越好; 且由于实验室 LME-1 耐驰卧式砂磨机最大的砂磨转速为 3000 r/min，因此在实验条件允许的条件下较优砂磨转速为 3000 r/min。2678 试验与技术 硅 酸 盐 通 报 第 35 卷( 2) 锆珠粒径为了考察锆珠粒径对砂磨浆料粒度的影响，砂磨实验条件固定为砂磨机填充率 85% ，进料浓度 606 g/L，进料泵转速 1，砂磨转速为 3000 r/min，改变锆珠粒径，测定砂磨后浆料粒度的变化。实验结果如表 1 所示。

表 1 锆珠粒径对浆料 D50的影响

锆珠粒径( mm) 0． 4 0． 6 1． 0 1． 8D50( nm) 500 510 500 490

由表 1 可知: 随着锆珠的粒径的增加，砂磨浆料的 D50先增加后减少，这是由于锆珠粒径越小则在相同填充率下，锆珠数量越多，浆料颗粒被锆珠撞击、剪切和摩擦等作用力作用的频率增加，浆料颗粒更易粉碎和分散; 但当锆珠粒径增加，在相同的速度下锆珠粒径越大，则锆珠所获得的动能越大，浆料颗粒被撞击、剪切和摩擦等作用力越大，物料更易粉碎和分散。因此在一定锆珠粒径范围内，作用力大小相对作用力频率对浆料颗粒粒度影响大，而在另一锆珠粒径范围内，作用力频率对其影响更大。LME-1 动态分离器缝隙宽度为 0． 2mm，研磨锆珠粒径的最小直径一般为动态分离器缝隙宽度的 2 ～ 3 倍，并且研磨锆珠直径小，易磨损更换频率大，而且更易堵塞动态分离器，价格更高，因此最小锆珠粒径选择为 0． 4 mm; 由于实验室条件限制，所能提供最大锆珠粒径为 1． 8 mm，同时根据现场砂磨经验，砂磨锆珠粒径越小，所获得浆料 D50越小，因此没有选择更大锆珠粒径，更大锆珠粒径需要进一步研究。因此在研究的锆珠粒径值内，较优的锆珠粒径为 1． 8 mm。

砂磨机填充率为了考察砂磨机填充率对砂磨浆料粒度的影响，砂磨试验条件固定为砂磨机进料泵转速 1，研磨锆珠粒径 1． 8 mm，进料浓度 410 g /L，砂磨转速 3000 r/min，改变砂磨机填充率，测定砂磨后浆料粒度的变化。

结果如图 4 所示。

图 3 进料泵转速对浆料 D50的影响

图 4 填充率对浆料 D50的影响

由图 4 可知: 砂磨填充率对砂磨的效果存在着直接的影响，随着填充率的增加，砂磨后浆料的粒度 D50先减少后基本不变。这是由于砂磨填充率越大，则砂磨机腔体的单位体积内锆珠数目越多，单个浆料颗粒受到撞击、剪切和摩擦等作用力作用的频率就越大，浆料颗粒更易被研磨分散; 但砂磨填充率增加到 80% 后，砂磨内锆珠之间的空隙已很小，再增加填充率对研磨效果作用不大，且填充率越高，能耗越大，容易造成锆珠与锆珠、锆珠与研磨腔体内壁之间的磨损，研磨腔体内发热量增加，使得浆料温度升高，粘度增加，降低研磨效果，因此砂磨填充率不宜选择过大，较优的砂磨填充率为 80% 。

总结：较优的砂磨工艺为砂磨转速 3000 r/min，锆珠粒径 1． 8 mm，进料浓度410 g / L，进料泵转速 1，填充率 80% ; 在较优条件下实验室一级砂磨后的浆料中值粒径相对现场两级砂磨浆料降低了 36 nm; 粒度越小，浆料水分散性越好，当浆料中值粒径为 231 nm 时，水分散性达到 99． 3% ，浆料不同粒度对白度基本没有影响。