1.引言
    硅灰石是一種鈣的偏硅酸鹽類(lèi)礦物，屬三斜晶系，理論化學(xué)成分CaO48.3%，SiO2 51.7%。天然的硅灰石通常呈針狀、放射狀、纖維狀集合體等。硅灰石元毒、吸油性低、價(jià)格低廉，具有針狀形態(tài)，常作為玻璃纖維、纖維狀*和石棉的代用品或并用品，有效地實(shí)現(xiàn)對(duì)塑料增強(qiáng)增韌。
    我國(guó)的硅灰石在世界市場(chǎng)上起著重要作用，但高長(zhǎng)徑比超細(xì)硅灰石粉體的制備技術(shù)卻落后于其他國(guó)家。國(guó)內(nèi)對(duì)硅灰石所開(kāi)展的研究基本都是偏重于硅灰石超細(xì)粉體的制備工藝，目前硅灰石產(chǎn)品的粒度達(dá)到超細(xì)水平在技術(shù)上已經(jīng)具備，研究證明超音速氣流磨在制備高長(zhǎng)徑比硅灰石粉體時(shí)具有優(yōu)勢(shì)。由于硅灰石粉體具有針狀結(jié)構(gòu)，在表征粒度分布時(shí)激光粒度儀不能給出長(zhǎng)徑比，只能提供粒度特征方面的借鑒，同時(shí)氣流磨粉碎的能耗很大，而有關(guān)硅灰石針狀粉顆粒形貌分析的研究報(bào)道很少。因此建立硅灰石針狀粉長(zhǎng)徑比與等體積直徑的關(guān)系就十分必要。
    本文通過(guò)對(duì)流化床氣流磨粉碎硅灰石所得到超細(xì)粉體顆粒進(jìn)行大量統(tǒng)計(jì)計(jì)算，初步得到硅灰石針狀粉長(zhǎng)徑比與等體積直徑的關(guān)系，以期能對(duì)高長(zhǎng)徑比超細(xì)硅灰石粉體的制備起到一定的積極作用。
2.分析實(shí)驗(yàn)
    實(shí)驗(yàn)原料為青海硅灰石，硅灰石經(jīng)粗碎（粒度<1mm）后，用FJM200型流化床氣流磨（粉碎壓力0.7MPa；分級(jí)輪轉(zhuǎn)速6800r/min）進(jìn)行超細(xì)粉碎。
    超細(xì)粉碎后所得到的粉體在JX-2000圖像分析儀上進(jìn)行分析，通過(guò)統(tǒng)計(jì)大量的顆粒（>1000）的長(zhǎng)度和直徑并計(jì)算出顆粒的等體積直徑。由于針狀顆粒在相同長(zhǎng)徑比的條件下可以有不同的等體和直徑，因此在本實(shí)驗(yàn)中統(tǒng)計(jì)硅灰石顆粒時(shí)，將硅灰石針狀粉的長(zhǎng)徑L分為0-10um；40-50um；50-60um6個(gè)區(qū)間進(jìn)行統(tǒng)計(jì)（每個(gè)區(qū)間統(tǒng)計(jì)顆粒個(gè)數(shù)>=200）。
3.結(jié)果與討論
    硅灰石粉平均長(zhǎng)徑比隨平均等體積直徑的增大先迅速增大，平均等體積直徑為4.15um時(shí)，平均長(zhǎng)徑比增大趨勢(shì)轉(zhuǎn)為平緩。當(dāng)平均等體積直徑達(dá)到6.64um后再增大時(shí)，平均長(zhǎng)徑比變化趨于平緩，而平均等體積增加較大。實(shí)驗(yàn)觀察可知超細(xì)粉碎后的顆粒90%短徑D都是1um，短徑大的顆粒很少，而長(zhǎng)徑變化非常大。由于粉碎進(jìn)程中利用了類(lèi)似流化床原理（壓縮空氣通過(guò)粉碎噴嘴膨脹加速后產(chǎn)生的超音速?lài)娚淞髟谀?nèi)下部形成對(duì)心逆噴射流場(chǎng)，在壓差的作用下使磨底物料流態(tài)化），使物料在粉碎腔內(nèi)產(chǎn)生激烈的相互碰撞、摩擦、剪切，從而達(dá)到微細(xì)化。而剪切和摩擦作用具有使顆粒沿著與力作用方向平行的結(jié)晶解理而剝離的趨勢(shì)。因此，適當(dāng)大小的剪切力和摩擦力具有將晶體束剝離成纖維狀作用，有利于高長(zhǎng)徑比超細(xì)硅灰石的制備。硅灰石顆粒較大時(shí)，該氣流磨粉碎施力方式，使硅灰石以解理為主碎裂；但隨著顆粒尺寸的減小，易于解理的缺陷減少，且小顆粒獲得的粉碎動(dòng)能也隨之減少，粉碎需要經(jīng)過(guò)的碰撞次數(shù)急劇增加，因此，硅灰石纖維折斷的可能性大大增加。所以，當(dāng)顆粒等體積直徑接近1um時(shí)，顆粒形貌的纖維特征已不明顯。
4.結(jié)語(yǔ)
    通過(guò)本實(shí)驗(yàn)可以得到以下結(jié)論：
    （1）流化床氣流磨來(lái)粉碎硅灰石可以獲得比較好纖維狀顆粒。
    （2）流化床氣流磨粉碎硅灰石，硅灰石顆粒平均長(zhǎng)徑比在粒徑4-6um時(shí)可達(dá)17：1-20：1，平均等體積超過(guò)6um后，平均長(zhǎng)徑比變化不大而平均等體積直徑增加很大，平均等體積直徑小于4um則平均長(zhǎng)徑比急劇下降。考慮到粒徑大小同樣是填料的一項(xiàng)主要指標(biāo)，粉碎時(shí)將粒徑控制在4-7um比較適宜。