El polvo se vuelve más espeso y la molienda se vuelve más lenta: ¿dónde está el problema?- Suzhou Qingtian New Material Co., Ltd.

A medida que el polvo se muele más fino, las interacciones de las partículas, la reología de la lechada y la tendencia a aglomerarse pueden cambiar, y la eficiencia de la molienda disminuye. Un coadyuvante de dispersión bien elegido puede mejorar la humectación y dispersión de las partículas y reducir el efecto de la aglomeración en la molienda.

más fino Área de superficie más específica, por lo que es necesario humedecer las superficies nuevas

Aglomerados Las partículas finas pueden reagruparse y enmascarar la reducción de tamaño real

más grueso La viscosidad de la lechada y la carga del equipo pueden aumentar

Ayuda Ayuda a la humectación y dispersión pero no reemplaza el proceso.

Introducción

En el procesamiento de minerales, materias primas cerámicas, carbonato de calcio, sílice y otros polvos, la molienda es un paso importante para ajustar el tamaño de las partículas. Generalmente, cuanto más finas son las partículas, mayor es la superficie específica del material y más afecta al procesamiento y rendimiento posteriores.

En la producción, muchas personas notan que la molienda se realiza sin problemas al principio, pero a medida que aumenta el tiempo de molienda, la lechada se espesa gradualmente, la carga en el equipo aumenta y la velocidad de reducción de tamaño se ralentiza. Incluso si continúa moliendo, la mejora sigue siendo limitada.

Esto no se debe necesariamente en su totalidad a una capacidad insuficiente del equipo. Además del medio de molienda, la velocidad y la dureza del material, la interacción entre las partículas y el estado de dispersión de la suspensión también afectan la molienda fina.

Por qué el polvo más fino es más difícil de moler

Partículas más pequeñas, superficie más grande	Para la misma masa, las partículas más pequeñas generalmente exponen una mayor superficie total. Las superficies de las nuevas partículas deben estar en contacto con el medio líquido y, si la humectación es insuficiente, las partículas pueden agruparse. Para algunos polvos de alta superficie específica, la demanda de líquido y auxiliar de dispersión puede cambiar a medida que disminuye el tamaño. Si la formulación original no puede adaptarse al nuevo estado de la superficie, la dispersión es insuficiente y la fluidez de la suspensión disminuye.
Aglomerado de partículas finas	El pulido sigue creando nuevas superficies y las partículas pueden verse afectadas por las fuerzas de Van der Waals, efectos electrostáticos y factores similares. Cuando la atracción es fuerte, las partículas finas se reagrupan en aglomerados de muchas partículas pequeñas. Se sigue ingresando energía, pero algunas partículas finas se vuelven a agregar, por lo que el tamaño medido disminuye poco. Un aglomerado no es necesariamente lo mismo que una partícula primaria dura: algunos pueden reabrirse mediante cizallamiento, humectación y dispersión adecuados, mientras que las estructuras de agregados fuertemente unidas son más difíciles de tratar.
La viscosidad aumenta	A medida que aumenta el área de superficie específica, la interacción entre las partículas y el líquido puede fortalecerse y la estructura espacial y el estado del flujo pueden cambiar. Cuando las partículas forman una estructura apretada o se aglomeran claramente, la viscosidad puede aumentar, afectando el flujo del material, el movimiento de los medios de molienda y las colisiones de partículas. Si la carga del equipo sigue aumentando, la proporción de energía realmente utilizada para romper partículas puede disminuir y con ella la eficiencia de molienda.

¿Qué hace realmente una ayuda de dispersión?

Mejora la humectación	Después de agregar el polvo al líquido, el líquido primero debe hacer contacto con la superficie de la partícula. Si el polvo es difícil de humedecer, las partículas pueden flotar, agruparse o agregarse localmente. Algunos auxiliares de dispersión mejoran la humectación, de modo que el líquido ingresa a las áreas agrupadas más fácilmente, lo que genera una dispersión posterior. Una mejor humectación no significa que cada aglomerado desaparezca por sí solo; Los agregados existentes generalmente aún necesitan acción mecánica mediante agitación o molienda.
Reduce la reagregación	Algunas ayudas se adsorben en las superficies de las partículas y, mediante repulsión electrostática, impedimento estérico o ambos, reducen la tendencia de las partículas a acercarse y agregarse nuevamente. Entonces es menos probable que las superficies nuevas se aglomeren rápidamente y los cambios de tamaño reflejan mejor la rotura real. La química de la superficie difiere entre los polvos, por lo que los tipos de ayuda adecuados difieren; No se puede suponer que una ayuda sea adecuada para todos los polvos minerales o cargas industriales.
Ajusta el flujo	En algunos sistemas de polvo, una vez que mejora la dispersión, hay menos estructura de partículas y la viscosidad puede disminuir. Un mejor flujo ayuda a la circulación del material y al movimiento de los medios de molienda y puede mejorar el contacto entre las partículas y los medios. Pero un auxiliar dispersante no es simplemente un reductor de viscosidad: en algunos sistemas, incluso con una viscosidad más baja, es posible que no se pueda continuar con una molienda más fina, particularmente si el límite real es una energía insuficiente del equipo, medios inadecuados o partículas difíciles de romper.

Por qué los resultados pueden seguir siendo malos después de agregar una ayuda

Ayuda does not match the surface	Los polvos difieren en carga superficial, hidrofilicidad, composición química y área de superficie específica. Si el coadyuvante no puede formar un estado de adsorción adecuado en las partículas, es posible que no se disperse eficazmente.
Dosis incorrecta	Demasiado poco puede dejar las superficies de las partículas insuficientemente cubiertas; demasiado puede cambiar las interacciones de la superficie, la composición de la fase líquida o la formación de espuma. La dosis por sí sola no puede utilizarse para juzgar la dispersión. La cantidad real debe establecerse mediante pruebas comparativas y ajustarse a las propiedades del polvo, el contenido de sólidos y el tamaño objetivo.
Límites del proceso	El tamaño del medio, la carga, la velocidad, la temperatura del material y la estructura del equipo afectan la rotura. Si las partículas ya están cerca del límite de molienda fina del equipo y proceso actual, es posible que una mayor ayuda o una molienda más prolongada no ayuden. Los métodos de prueba también son importantes: para polvos fácilmente aglomerados, distinga el tamaño de partícula primaria, el tamaño del aglomerado y los resultados bajo diferentes condiciones de prueba, para que las diferencias en las mediciones no se confundan con cambios en la molienda.

Cómo mejorar la molienda fina

1. Observa las tendencias	Registre la viscosidad de la lechada, la distribución del tamaño de las partículas y la carga del equipo en cada etapa de molienda. Si la viscosidad sigue aumentando mientras la reducción de tamaño disminuye, verifique más a fondo el estado de aglomeración y dispersión.
2. Ayudas de detección en pruebas pequeñas	Elija un auxiliar adecuado para la superficie del polvo y compare dosis, secuencias de adición y condiciones de dispersión. Mire más allá de la viscosidad inicial y observe la viscosidad durante la molienda, el tamaño final de las partículas y la estabilidad después del reposo.
3. Ajustar sólidos y parámetros	Cuando la producción lo permita, ajuste el contenido de sólidos, los medios de molienda y las condiciones de operación. Si la lechada es demasiado espesa, evalúe la relación entre el contenido de sólidos y la formulación del adyuvante en lugar de culpar de todo a la falta de adyuvante.
4. Equilibrar eficiencia y uso	Más pequeño no siempre es mejor. El tamaño final, la distribución, la estabilidad del almacenamiento y el rendimiento de la aplicación deben considerarse en conjunto. Si perseguir la finura sólo aumenta el uso de energía y hace que la suspensión sea difícil de manejar, vuelva a evaluar si el tamaño objetivo es razonable.

Preguntas frecuentes

¿Por qué la molienda se ralentiza a medida que el polvo se vuelve más fino? Las partículas más pequeñas tienen más superficie, tienden a aglomerarse y pueden espesar la suspensión, por lo que menos energía de entrada se destina a romper las partículas.

¿Un agente dispersante elimina todos los aglomerados? No. Mejora la humectación y reduce la reagregación, pero los agregados existentes generalmente aún necesitan acción mecánica al agitarlos o molerlos.

¿Puede una ayuda adaptarse a cada polvo? No. La química de la superficie difiere entre los polvos, por lo que los tipos de auxiliares adecuados difieren y la dosis debe establecerse mediante pruebas comparativas.

¿Siempre es mejor un tamaño final más fino? No. Si perseguir la finura aumenta el uso de energía y hace que la suspensión sea difícil de manejar, se debe reevaluar el tamaño objetivo.

Resumen. La caída del tamaño de las partículas cambia el área de superficie específica, la interacción de las partículas y el flujo de la lechada, y estos factores se afectan entre sí y pueden dificultar la molienda. Un auxiliar de dispersión puede ayudar a mejorar la humectación, reducir la aglomeración y ajustar el flujo, pero no puede reemplazar el equipo ni el proceso. Juzgue por las propiedades del polvo, el cambio de tamaño, la viscosidad y el estado del equipo, luego arregle el tipo de ayuda y las condiciones mediante pequeñas pruebas. Esto se adapta mejor a la estabilidad del proceso que simplemente moler por más tiempo o agregar más ayuda.