实验室球磨机粉磨对粉煤灰比表面积的影响

霍洪媛 向映丞

华北水利水电大学土木与交通学院（450045）

文章主要使用实验室球磨机对原状粉煤灰进行粉磨，通过全面实验设计制备磨细粉煤灰，确定球磨机三大参数对粉煤灰比表面积的影响。

1 球磨机粉磨粉煤灰的试验设计

1.1 试验原材料与设备

粉煤灰是电厂Ⅲ级普通粉煤灰，实验室球磨机的规格为φ500×500 mm。

1.2 球磨机粉磨方案设计

本试验选用球磨机的三个因素[1]，即粉磨时间、粉磨介质装填量（通过介质的重量来换算）、段球比。主要设计参数如下：

粉煤灰的粉磨量都为1 Kg。

填充率采取三个水平， 分别是100%、80%、60%。

段球比分别设置三个因素：1∶0、2∶1、3∶1。

粉磨时间选取30 min、20 min、10 min。

2 粉煤灰比表面积分析

2.1 粉磨时间对粉煤灰比表面积的影响

图1 粉磨时间对比表面积的影响

从图1 来看，段球比及装填量相同时，随着粉磨时间的逐渐增加，粉煤灰的比表面积也在增加，得出时间越长、粉磨效果越好的结论。 但在同样的段球比及装填量下，随着时间增长的幅度却不同。 在全段、装填量为60%时，随着时间的增长，粉煤灰的比表面积在三个粉磨时间段的增长幅度都较大，几乎成直线增长；而同样的装填量，段球比为3∶1 时10 min 和20 min 却增长缓慢甚至下滑，但在30 min 却恢复了增长速度[2]。

2.2 段球比对粉煤灰比表面积的影响

图2 段球比对比表面积的影响

由图2 可以看出，在球磨机的装填量固定，装填量分别为100%、80%的情况下，随着段球比的减小，粉煤灰的比表面积也在减小。 这是由于钢段与物料间的接触方式为线接触，加大了研磨介质和粉煤灰的接触面积，实现更好的研磨效果。 而钢球和粉煤灰之间的接触方式为点接触，这样的接触方式不仅接触面积小，且粉煤灰与钢球间的碰撞面积小，概率也小，粉磨效果不如钢段。在装填量为60%时，出现球磨机的段球比2∶1 比1∶0 的粉煤灰的比表面积大的现象。 从图像中也能注意到段球比为1∶0 和2∶1的粉煤灰的比表面积之间相差也不大，其原因可能是在测比表面积过程中，粉煤灰样品没有充分烘干及试验中捣实粉煤灰的用力太大。 在段球比为3∶1时粉煤灰的比表面积下降，这也符合总体趋势[3]。

2.3 装填量对粉煤灰比表面积的影响

图3 装填量对比表面积的影响

由图3 可以看出，在同样的段球比下，随着装填量的增加，粉煤灰的比表面积呈现上升趋势，增长幅度较大的是研磨介质的段球比为3∶1 时， 在段球比较小时，其比表面积都较小，而随着装填量的增加，粉磨过程中有效的碰撞增加，粉磨效果更好，比表面积就缓慢增长[4]。 从图中可以看出段球比在1∶0时，其装填量为60%和80%间的比表面积变化较为平缓，但在100%时实现大幅度的增长，这可能是在60%和80%的装填量时，由于粉磨过程中装填量不大以及存在实验的误差所导致[5]。

3 结语

根据比表面积随粉磨时间、段球比、装填量、助磨剂的变化规律得出结论： 在相同的段球比和装填量下，粉煤灰的比表面积随着粉磨时间的增加而增大。 在装填量固定时，粉煤灰的比表面积随着段球比的减小而减小。装填量为100%时，粉煤灰的比表面积随着段球比的变化更为明显，并且球段比对粉煤灰的比表面积的影响加大。