2020-12-21
介紹
石(shi)灰石(shi)(碳酸鈣)粉及(ji)其衍生(sheng)物廣(guang)泛應用(yong)于建(jian)筑(zhu)業、化(hua)工、冶金工業以(yi)及(ji)農業。這些粉末具(ju)有(you)高粘性，添加(jia)劑(ji)通(tong)常(chang)用(yong)于增強(qiang)其流動(dong)性。添加(jia)劑(ji)和添加(jia)劑(ji)的(de)添加(jia)量必須仔細考量，以(yi)優化(hua)生(sheng)產過(guo)程。在此研究中，使(shi)用(yong)了乙醇型添加(jia)劑(ji)。
在目前的應用(yong)說明中，我們展示了(le)(le)如何使用(yong)顆粒(li)測量儀來量化(hua)流動(dong)增強劑添加劑的效(xiao)果。此外，還利(li)用(yong)顆粒(li)電荷儀對粉末的靜電性(xing)質進(jin)行了(le)(le)研究。考慮了(le)(le)不同(tong)的石(shi)灰(hui)石(shi)衍生(sheng)產品:碳酸鈣CaCO3(石(shi)灰(hui)石(shi))，氫(qing)氧化(hua)鈣Ca(OH)2(水化(hua)石(shi)灰(hui))和氧化(hua)鈣CaO(生(sheng)石(shi)灰(hui))。
引起粉末內(nei)聚性的(de)(de)主要力有(you)范德華力(在兩個固(gu)體接觸時(shi)總是存在)、毛細力(與含水量有(you)關)和(he)靜(jing)電(dian)(dian)(dian)(dian)力。因此，摩擦電(dian)(dian)(dian)(dian)效應導致(zhi)粉末內(nei)部(bu)靜(jing)電(dian)(dian)(dian)(dian)電(dian)(dian)(dian)(dian)荷的(de)(de)出現可以(yi)增加粉末的(de)(de)內(nei)聚性。因此，除(chu)了(le)由顆粒(li)預(yu)先形(xing)成的(de)(de)粘結性測(ce)量，顆粒(li)電(dian)(dian)(dian)(dian)荷靜(jing)電(dian)(dian)(dian)(dian)測(ce)量允許更精確地預(yu)測(ce)粉末在工藝線內(nei)的(de)(de)行為。
結論和討論
下一(yi)幅圖(tu)顯(xian)(xian)示了氧化鈣粘(zhan)結指數隨(sui)添(tian)(tian)(tian)加(jia)劑含量的(de)變(bian)化規律(lv)。用顆粒在(zai)(zai)20RPM轉速下測定(ding)粘(zhan)聚(ju)(ju)(ju)指數。加(jia)入少量添(tian)(tian)(tian)加(jia)劑后，粘(zhan)結性(xing)(xing)明顯(xian)(xian)下降(jiang)。如果(guo)加(jia)入更多的(de)添(tian)(tian)(tian)加(jia)劑，內聚(ju)(ju)(ju)性(xing)(xing)在(zai)(zai)顯(xian)(xian)著增加(jia)前(qian)是穩定(ding)的(de)。我們將(jiang)在(zai)(zai)以后證明這種內聚(ju)(ju)(ju)性(xing)(xing)的(de)增加(jia)與靜電電荷(he)有(you)關。
用Granucharge測(ce)量(liang)了粉(fen)(fen)末與不(bu)銹(xiu)鋼(gang)接觸(chu)流動時的(de)電(dian)(dian)(dian)荷(he)(he)密(mi)(mi)度(du)。下一(yi)(yi)個圖是(shi)石灰石中不(bu)同(tong)(tong)產物的(de)電(dian)(dian)(dian)荷(he)(he)密(mi)(mi)度(du)。觀察到顯(xian)著的(de)差(cha)(cha)異(yi)(yi)。粗的(de)(d>30um)和細的(de)(d<20um)石灰Ca(OH)2粉(fen)(fen)體不(bu)會獲得相同(tong)(tong)的(de)電(dian)(dian)(dian)荷(he)(he)。特(te)別(bie)是(shi)，細粉(fen)(fen)的(de)電(dian)(dian)(dian)荷(he)(he)較(jiao)少(shao)，當然是(shi)由于結(jie)塊的(de)存在。對于粗粉(fen)(fen)，顆粒移動更自由，導(dao)致更高的(de)摩擦起電(dian)(dian)(dian)性。生石灰在添(tian)加(jia)(jia)或不(bu)添(tian)加(jia)(jia)添(tian)加(jia)(jia)劑時，差(cha)(cha)異(yi)(yi)是(shi)顯(xian)著的(de)。添(tian)加(jia)(jia)劑改變了電(dian)(dian)(dian)荷(he)(he)符號，大(da)(da)大(da)(da)增(zeng)(zeng)(zeng)加(jia)(jia)了電(dian)(dian)(dian)荷(he)(he)的(de)數量(liang)。因此，添(tian)加(jia)(jia)劑在整體降低(di)顆粒間粘(zhan)結(jie)力的(de)同(tong)(tong)時，卻(que)增(zeng)(zeng)(zeng)加(jia)(jia)了具體的(de)靜電(dian)(dian)(dian)粘(zhan)結(jie)力。這一(yi)(yi)觀察結(jie)果(guo)當然解釋(shi)了添(tian)加(jia)(jia)劑含量(liang)過高時，粘(zhan)結(jie)性增(zeng)(zeng)(zeng)加(jia)(jia)的(de)原(yuan)因。
用造粒儀測量(liang)了(le)粉(fen)末與不銹鋼接(jie)觸流(liu)動(dong)時(shi)的(de)(de)(de)(de)(de)電(dian)(dian)荷(he)(he)密度。下一個(ge)圖是(shi)石(shi)灰(hui)石(shi)中不同產物(wu)的(de)(de)(de)(de)(de)電(dian)(dian)荷(he)(he)密度。觀(guan)察到顯(xian)著的(de)(de)(de)(de)(de)差(cha)異(yi)(yi)。粗的(de)(de)(de)(de)(de)(d>30um)和細(xi)的(de)(de)(de)(de)(de)(d<20um)石(shi)灰(hui)Ca(OH)2粉(fen)體不獲得相(xiang)同的(de)(de)(de)(de)(de)電(dian)(dian)荷(he)(he)。特別是(shi)，細(xi)粉(fen)的(de)(de)(de)(de)(de)電(dian)(dian)荷(he)(he)較少，當(dang)然是(shi)由(you)(you)于結(jie)(jie)塊的(de)(de)(de)(de)(de)存在(zai)。對于粗粉(fen)，顆(ke)粒移動(dong)更自由(you)(you)，導致更高的(de)(de)(de)(de)(de)摩擦(ca)起電(dian)(dian)性(xing)。生(sheng)石(shi)灰(hui)在(zai)添加(jia)(jia)(jia)或不添加(jia)(jia)(jia)添加(jia)(jia)(jia)劑(ji)時(shi)，差(cha)異(yi)(yi)是(shi)顯(xian)著的(de)(de)(de)(de)(de)。加(jia)(jia)(jia)法改變了(le)電(dian)(dian)荷(he)(he)符號，大(da)大(da)增加(jia)(jia)(jia)了(le)電(dian)(dian)荷(he)(he)的(de)(de)(de)(de)(de)數量(liang)。因此，添加(jia)(jia)(jia)劑(ji)在(zai)整體降低顆(ke)粒間粘結(jie)(jie)力(li)的(de)(de)(de)(de)(de)同時(shi)，卻(que)增加(jia)(jia)(jia)了(le)具體的(de)(de)(de)(de)(de)靜(jing)電(dian)(dian)粘結(jie)(jie)力(li)。這(zhe)一觀(guan)察結(jie)(jie)果(guo)當(dang)然解釋了(le)添加(jia)(jia)(jia)劑(ji)含量(liang)過高時(shi)，粘結(jie)(jie)性(xing)增加(jia)(jia)(jia)的(de)(de)(de)(de)(de)原因。
*，粉末中少量(liang)的(de)水(shui)分會降低(di)靜(jing)電(dian)(dian)力。事實上，水(shui)的(de)存在大(da)大(da)增加了粉末的(de)電(dian)(dian)導率，導致(zhi)靜(jing)電(dian)(dian)電(dian)(dian)荷的(de)消散。這一(yi)效果已用GranuCharge進行了量(liang)化。下一(yi)個圖(tu)表顯示了與不(bu)銹鋼接觸后(hou)的(de)流量(liang)(i)對(dui)于含水(shui)量(liang)為0,4%的(de)水(shui)化石灰樣品(pin)(pin)，以(yi)及(ii)對(dui)于經過干燥過程的(de)樣品(pin)(pin)，所(suo)測(ce)得的(de)電(dian)(dian)荷密度。干燥過程后(hou)摩擦(ca)起電(dian)(dian)率乘以(yi)因子6。
結論
顆粒流(liu)量(liang)(liang)計能夠確定(ding)石灰石及其衍(yan)生物的(de)流(liu)量(liang)(liang)增(zeng)強劑(ji)添加量(liang)(liang)。此外，用顆粒電(dian)(dian)荷粉末(mo)摩(mo)擦靜(jing)電(dian)(dian)計進行的(de)分(fen)析，可以更精確地理解(jie)內(nei)聚性背后的(de)機制。特別是當(dang)添加劑(ji)的(de)用量(liang)(liang)過大時，由于電(dian)(dian)荷的(de)出(chu)現，粉末(mo)變(bian)得粘(zhan)稠。后，證明了(le)含水量(liang)(liang)對靜(jing)電(dian)(dian)電(dian)(dian)荷的(de)影響。
相關文獻
Measuring the flowing properties of powders and grains, G. Lumay, F. Boschini, K. Traina, S. Bontempi, J.-C. Remy, R. Cloots, and N. Vandewall, Powder Technology 224, 19-27 (2012)
粉體靜電吸附性能分析儀
GranuCharge自(zi)動(dong)精確地(di)測量(liang)粉(fen)體(ti)在(zai)與(yu)選定材(cai)料接觸過程中(zhong)(zhong)產(chan)生的(de)(de)(de)靜電(dian)荷(he)量(liang)。粉(fen)體(ti)樣品(pin)在(zai)振(zhen)動(dong)的(de)(de)(de)V型管(guan)中(zhong)(zhong)流(liu)動(dong)，落在(zai)與(yu)靜電(dian)計相連的(de)(de)(de)法拉第杯中(zhong)(zhong)。靜電(dian)計測量(liang)粉(fen)體(ti)在(zai)V形(xing)(xing)管(guan)內流(liu)動(dong)時所(suo)獲得的(de)(de)(de)電(dian)荷(he)。為了獲得可重復的(de)(de)(de)結果，采用旋轉(zhuan)或振(zhen)動(dong)裝置有規律地(di)給V形(xing)(xing)管(guan)進料。
優勢
• 高(gao)精度(精度接(jie)(jie)近0.5nC)，高(gao)重復性(誤差率接(jie)(jie)近4%)
• 測量方(fang)法簡單、快速且易于解釋。
• 可以測量粉體(ti)的(de)(de)初始(shi)狀態(tai)電荷(he)和(he)流動后的(de)(de)電荷(he)
• 通(tong)過(guo)直(zhi)觀的軟件(jian)，電荷(he)是(shi)(shi)通(tong)過(guo)時間來測量的。它還允許對結果進行比較。所有數據都是(shi)(shi)自動收集和存儲，以備后處(chu)理。
• 便捷的數據傳輸(shu)，并(bing)能自動生成報告。
• 采用封閉系(xi)統，滿足安(an)全要求。
• 環境(jing)條件(jian)可控 (如溫(wen)度、濕(shi)度、氣體環境(jing))。
• 可記錄的標準操作(zuo)程序，增加測量的重(zhong)復性(xing)。
• 通過其構(gou)造簡潔的設計，GranuCharge提高實驗(yan)效率。它由模(mo)塊組成，每個模(mo)塊都可以互換(huan)，以避免需要大量實驗(yan)條件(jian)切換(huan)而浪費的時(shi)間(jian)。
• GranuCharge可以測量各種規(gui)格的粉體。
• 零件(jian)容易清洗。
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