實驗室球磨機粉磨對粉煤灰比表面積的影響

霍洪媛 向映丞

華北水利水電大學土木與交通學院（450045）

文章主要使用實驗室球磨機對原狀粉煤灰進行粉磨，通過全面實驗設計制備磨細粉煤灰，確定球磨機三大參數對粉煤灰比表面積的影響。

1 球磨機粉磨粉煤灰的試驗設計

1.1 試驗原材料與設備

粉煤灰是電廠Ⅲ級普通粉煤灰，實驗室球磨機的規格為φ500×500 mm。

1.2 球磨機粉磨方案設計

本試驗選用球磨機的三個因素[1]，即粉磨時間、粉磨介質裝填量（通過介質的重量來換算）、段球比。主要設計參數如下：

粉煤灰的粉磨量都為1 Kg。

填充率采取三個水平， 分別是100%、80%、60%。

段球比分別設置三個因素：1∶0、2∶1、3∶1。

粉磨時間選取30 min、20 min、10 min。

2 粉煤灰比表面積分析

2.1 粉磨時間對粉煤灰比表面積的影響

圖1 粉磨時間對比表面積的影響

從圖1 來看，段球比及裝填量相同時，隨著粉磨時間的逐漸增加，粉煤灰的比表面積也在增加，得出時間越長、粉磨效果越好的結論。 但在同樣的段球比及裝填量下，隨著時間增長的幅度卻不同。 在全段、裝填量為60%時，隨著時間的增長，粉煤灰的比表面積在三個粉磨時間段的增長幅度都較大，幾乎成直線增長；而同樣的裝填量，段球比為3∶1 時10 min 和20 min 卻增長緩慢甚至下滑，但在30 min 卻恢復了增長速度[2]。

2.2 段球比對粉煤灰比表面積的影響

圖2 段球比對比表面積的影響

由圖2 可以看出，在球磨機的裝填量固定，裝填量分別為100%、80%的情況下，隨著段球比的減小，粉煤灰的比表面積也在減小。 這是由于鋼段與物料間的接觸方式為線接觸，加大了研磨介質和粉煤灰的接觸面積，實現更好的研磨效果。 而鋼球和粉煤灰之間的接觸方式為點接觸，這樣的接觸方式不僅接觸面積小，且粉煤灰與鋼球間的碰撞面積小，概率也小，粉磨效果不如鋼段。在裝填量為60%時，出現球磨機的段球比2∶1 比1∶0 的粉煤灰的比表面積大的現象。 從圖像中也能注意到段球比為1∶0 和2∶1的粉煤灰的比表面積之間相差也不大，其原因可能是在測比表面積過程中，粉煤灰樣品沒有充分烘干及試驗中搗實粉煤灰的用力太大。 在段球比為3∶1時粉煤灰的比表面積下降，這也符合總體趨勢[3]。

2.3 裝填量對粉煤灰比表面積的影響

圖3 裝填量對比表面積的影響

由圖3 可以看出，在同樣的段球比下，隨著裝填量的增加，粉煤灰的比表面積呈現上升趨勢，增長幅度較大的是研磨介質的段球比為3∶1 時， 在段球比較小時，其比表面積都較小，而隨著裝填量的增加，粉磨過程中有效的碰撞增加，粉磨效果更好，比表面積就緩慢增長[4]。 從圖中可以看出段球比在1∶0時，其裝填量為60%和80%間的比表面積變化較為平緩，但在100%時實現大幅度的增長，這可能是在60%和80%的裝填量時，由于粉磨過程中裝填量不大以及存在實驗的誤差所導致[5]。

3 結語

根據比表面積隨粉磨時間、段球比、裝填量、助磨劑的變化規律得出結論： 在相同的段球比和裝填量下，粉煤灰的比表面積隨著粉磨時間的增加而增大。 在裝填量固定時，粉煤灰的比表面積隨著段球比的減小而減小。裝填量為100%時，粉煤灰的比表面積隨著段球比的變化更為明顯，并且球段比對粉煤灰的比表面積的影響加大。