（礦物加工工程專業(yè)論文）超細(xì)粉體顆粒靜電分散機(jī)理及途徑研究.pdf

黑龍江科技學(xué)院碩士學(xué)位論文 摘要 為了解決超細(xì)粉體加工和利用過程中聚團(tuán)這一關(guān)鍵問題，提高超細(xì)粉體 的附加值和功能化利用。本文研究了靜電分散的作用原理、電暈荷電原理及 靜電分散的可行性，在此基礎(chǔ)上利用自行設(shè)計(jì)組裝的靜電分散裝置對(duì)超細(xì)煤 粉、超細(xì)高蛉土、銅粉、滑石粉、超細(xì)刺五加進(jìn)行了靜電分散研究。用正交 試驗(yàn)的方法考查了電壓、粒度、濕度對(duì)考查指標(biāo)分散度、荷質(zhì)比、放置時(shí)間 的影響，探索出超細(xì)煤粉、超細(xì)高嶺土等超細(xì)粉體靜電分散的最佳方案；同 時(shí)對(duì)顆粒的帶電性質(zhì)和規(guī)律進(jìn)行了研究，找出了顆粒在電暈電場(chǎng)中的荷電規(guī) 律，為以后的研究和應(yīng)用提供了理論依據(jù)和參考。利用高精度粒度分析儀、 掃描電鏡等先進(jìn)設(shè)備并結(jié)合分散度法對(duì)靜電分散效果迸行了綜合的分析評(píng) 價(jià)，結(jié)果表明，靜電分散后樣品粒度發(fā)生明顯變化，粒度變細(xì)、粒級(jí)變窄， 能顯著提高樣品的分散性，從而提高超細(xì)粉體材料的性能。實(shí)驗(yàn)結(jié)果證明， 自行設(shè)計(jì)的靜電分散器起暈電壓低，放電效果好，達(dá)到了實(shí)驗(yàn)要求，取得了 良好分散效果。靜電分散方法是空氣中比較有效的分散方法，可有效的分散 超細(xì)粉體制各過程中形成的聚團(tuán)，而且適用于各種粉體在空氣中分散，提高 分散性。在此基礎(chǔ)上探討了表面改性和靜電分散相結(jié)合的復(fù)合分散方法。最 后對(duì)靜電分散的優(yōu)缺點(diǎn)進(jìn)行了分析，對(duì)靜電分散方法的應(yīng)用前景進(jìn)行了展望。 本研究在已取得的研究基礎(chǔ)上進(jìn)行融合、擴(kuò)展并深化，旨在探求支配微粒分 散理論及有效途徑。為解決微細(xì)粉體在空氣中聚團(tuán)這一難題，促進(jìn)新興粉體 學(xué)科的進(jìn)一步發(fā)展，以及推進(jìn)粉體材料的工業(yè)應(yīng)用提供有益參考。 關(guān)鍵詞：超細(xì)粉體；靜電分散；分散性；復(fù)合分散；團(tuán)聚； 黑龍江科技學(xué)院碩士學(xué)位論文 a b s t r a c t f o rr e s o l v i n gt h i sk e yp r o b l e mo ft h es u p e r f i n ep o w d e ra g g l o m e r a t i o ni nt h e p r o c e s s i n ga n du s i n g , e n h a n c i n gt h ea d d i t i o n a lv a l u ea n dt h em u l t i p l ef u n c t i o n so f t h es u p e r f i n ep o w d e r i ts t u d i e st h ef u n c t i o n p r i n c i p l eo ft h ee l e c t r o s t a t i c d i s p e r s i o n ，g a v et h ee l e c t r i c a lp r i n c i p l eo fc o r o n ae l e c t r i f i c a t i o na n dt h e np o i n t e d o u tt h ep r a c t i c a lp o s s i b i l i t yo fe l e c t r o s t a t i cd i s p e r s i o n o nt h eb a s i s ，t h eu l t r a f i n e c o a lp o w d e r , r e f i n e dk a o l i n , c o p p e rp o w d e r , t a l c u mp o w d e r ，s u p e r f i n ec i w u j i aa i c c a r d e d0 1 1t h ee l e c t r o s t a t i cd i s p e r s i o nr e s e a r c ht h r o u g hs e l f - b u i l te l e c t r o s t a t i c e q u i p m e n t u s eo r t h o g o n a la p p r o a c ht oe x a m i n et h ee l e c t r i cv o l t a g e ，p a r t i c l es i z e a n dh u m i d i t y0 1 1t h ei n f l u e n c eo ft h et e s ti n d i c a t o rd i s p e r s i o nd e g r e e ，a n dc h a r g e m a s sr a t i oa n dl a yt i m ea r ei n v e s t i g a t e d ，f i n a l l yt h eo p t i m i z e dp r o j e c to fs u p e r f i n e p o w d e r ss u c ha ss u p e r f i n ec o a lp o w d e r ，t h es u p e r f i n ek a o f i ni sp r o p o s e d ；a tt h e s a m et i m e t of i n do u tt h el a w so f c h a r g e dp a r t i c l e ，t h ep r o p e r t ya n dr e g u l a t i o n so f c h a r g e di sc a r r i e do ut h er e s e a r c hi nt h ec o r o n ae l e c t r i cf i e l do fp a r t i c l e s ，p r o v i d e at h e o r e t i c a lb a s i sa n dr e f e r e n c et ot h ef l l l l l r er e s e a r c ha n da p p l i c a t i o n s m a k eu s e o ft h e h i g hp r e c i s i o np a r t i c l e s i z ea n a l y z e ra n de l e c t r i cm i l t o rs c a l l u e ra n d c o m b i n e dd e c e n t r a l i z a t i o nm e t h o d ，t h ee f f e c to fe l e c t r o s t a t i cd i s p e r s i o ni sc a r r i e d o n c o m p r e h e n s i v ea n a l y s i s a n de v a l u a t i o n t h er e s u l t si n d i c a t e st h a tt h e e l e c t r o s t a t i cd i s p e r s i o ns a m p l es i z et h e r eh a sb e e nam a r k e dc h a n g e ，r a n g eo f p a r t i c l en a r r o wd o w n t h ee l e c t r o s t a t i cd i s p e r s i o nc a ni m p r o v et h ed i s p e r s i o no f t h es a m p l e ，t h e r e b ye n h a n c i n gp o w d e r sm a t e r i a lp r o p e r t i e s e x p e r i m e n t a lr e s u l t s s h o wt h a te l e c t r o s t a t i cd i s p e r s i o nd e v i c ed e s i g n e dr i s et h ec o r o n av o l t a g el o w , t u mo ne l e c t r i c i t ye f f e c t i v e ，c o m et oat h ee x p e r i m e n tr e q u e s ta n do b t a i ng o o d d i s p e r s i o nr e s u l t w h a t sm o r e , t h ee l e c t r o s t a t i cd i s p e r s i o nm e t h o di sa l o f ev a l i d d i s p e r s i o nm e t h o di n t h ea i rf o ro t h e rm e t h o d s w h i c hc a nd i s p e r s ea g g l o m e r a t e f o r m e di nt h ep r o c e s so fs u p c r f m ep o w d e re f f e c t i v e l y i ta p p l i e st oa l lk i n d so f p o w d e ri n t h ea i ra n ds c a t t e r e d , a n d i m p r o v e s t h e d i s p e r s i b i l i t y o n t h i s f o u n d a t i o ni te x p l o r e st h ec o m p o s i t ed i s p e r s i n gm e t h o dt h a ts u r f a c em o d i f i c a t i o n a n de l e c t r o s t a t i cd i s p e r s i o na r ec o m b i n e dt o g e t h e r i tc a l v e so nt h ea n a l y s i st ot h e 黑龍江科技學(xué)院碩士學(xué)位論文 m e r i ta n ds h o r t c o m i n go ft h ee l e 斌t o s t a t i cd i s p e r s i o n , t h e no u t l o o kt h ea p p l i c a t i o n o fe l e c t r o s t a t i c d i s p e r s i o nm e t h o d i nt h ea c q u i r e dr e s e a r c hf o u n d a t i o n ，t h i s r e s e a r c hg o e sf o r w a r dt oc a r r i yo nt h ef u s i o n , t h ee x p a n s i o na n dt h ed e e p e n i n g , t h ea i mi ss e e k i n gt h ec o n t r o lp a r t i c l ed i s p e r s e rt h e o r ya n dt h ev a l i dw a y t os o l v e t h ep r a c t i c ep r o b l e m so ft h ef i n ep o w d e ra g g l o m e r a t ei nt h ea i r , a n dp r o m o t et h e f u r t h e rd e v e l o p m e n to ft h en e w l ya r i s e np o w d e rc o u r s ea n dp u s hf o r w a r dt h e i n d u s t r ya p p l i c a t i o no ft h ep o w d e rb o d ym a t e r i a lt op r o v i d et h e b e n e f i c i a l r e f e r e n c e k e y w o r d s ：s u p e r f i n ep o w d e rj e l e c t r o s t a t i c d i s p e r s i o n ；d i s p e r s i b i l i t y ； c o m p o s i t ed i s p e r s i n gm e t h o d ；a g g l o m e r a t i o n ； m 黑龍江科技學(xué)院學(xué)位論文獨(dú)創(chuàng)性聲明 本人聲明所呈交的學(xué)位論文是我個(gè)人在導(dǎo)師指導(dǎo)下進(jìn)行的研究工作及取 得的研究成果。盡我所知，除了文中特別加以標(biāo)注和致謝的地方外。論文中 不包含其他人已經(jīng)發(fā)表或撰寫過的研究成果，也不包含為獲得黑龍江科技學(xué) 院或其它教育機(jī)構(gòu)的學(xué)位或證書而使用過的材料。與我一同工作的同志對(duì)本 研究所做的任何貢獻(xiàn)均已在論文中作了明確的說明并表示了謝意。 研究生簽名：乏己窒酶日期：越 0 ， 即f 吐h 卜| ，y i ( 2 8 ) 式中：f k 為粒間的靜電斥力；f 為粒間范德華力；f y 為粒間液橋力。 將2 8 變形為兩于毛弭1 0 只有當(dāng)瓦每商大于1 時(shí)，靜電分散作用是 有效的。并且e 于昂珂比值越大，分散性越好。將粒間的不同作用力代入f & 阮i + 峙i 中可得到粉體靜電分散極限粒徑表達(dá)式： d ( 南+ 刳k 怯 ， 式中：a 為粉體在空氣中的h a m a k e r 常數(shù)；s 為水的表面張力：h 為粉 體接觸最小距離4 x 1 0 0 m ，e o 為場(chǎng)強(qiáng)；為粉體的介電常數(shù)； 為疏才 5 8 5 時(shí)，才有可能產(chǎn) 生電暈放電。否則，隨著極間直接產(chǎn)生火花放電而不會(huì)產(chǎn)生電暈放叫6 2 l 。電 暈放電可通過兩種方式使電場(chǎng)中顆粒荷電，一種是場(chǎng)致荷電、另一種是擴(kuò)散 荷電。分別介紹如下： ( a ) 場(chǎng)致荷電 通過電暈放電形成離子，這些離子被電場(chǎng)加速而與顆粒碰撞，從而使不 帶電的顆粒在進(jìn)入外電場(chǎng)的空間后被荷電是場(chǎng)致荷電。場(chǎng)致荷電帶電量與離 子空間電荷密度、顆粒半徑、顆粒的介電常數(shù)及顆粒所在處電場(chǎng)等有關(guān)，可 近似為i 叫： f 口口。_ j 號(hào)式中：t 為時(shí)間常數(shù)，f _ 4 e d r ；q 。為最大荷電量 1 + 二 q , e 4 嬲0 4 礓；i 為離子電流密度；a 為顆粒半徑；為顆粒的介電 e 十二f 0 “ 常數(shù)：s 。為真空介電常數(shù)：e 為顆粒所在處電場(chǎng)。 r b ) 擴(kuò)散荷電l 叫 通過電暈放電形成離子，由于熱運(yùn)動(dòng)而擴(kuò)散時(shí)附著于顆粒表面而使粒子 荷電的過程為擴(kuò)散荷電。擴(kuò)散荷電是離子作不規(guī)則運(yùn)動(dòng)與顆粒相碰撞的結(jié)果， 它不依賴于外加電場(chǎng)，只與由氣體熱運(yùn)動(dòng)決定的離子運(yùn)動(dòng)的速度以及顆粒附 近的離子密度有關(guān)。其最大荷電量為【耐l ：g 。，。蘭堡i ! 竺式中，e 為電子電 量；a 為粒子半徑；k 為玻爾茲曼常數(shù)：t 為熱力學(xué)溫度。 在顆粒的電暈荷電過程中，場(chǎng)致荷電和擴(kuò)散荷電兩種方式同時(shí)存在，并 在不同條件下各起著不同程度的作用。顆粒的荷電量隨其粒徑增大而增大。 實(shí)驗(yàn)表明，粒徑大于o 劾m(xù) ，場(chǎng)致荷電起支配作用：粒徑小于0 1 胂，擴(kuò)散 荷電開始起主導(dǎo)作用。對(duì)較大顆?？梢灾豢紤]場(chǎng)致荷電的作用；對(duì)細(xì)顆粒 來說，場(chǎng)致荷電和擴(kuò)散荷電必須同時(shí)給予考慮，荷電量應(yīng)是兩者荷電量之和。 本實(shí)驗(yàn)中所用的顆粒平均粒徑為大于0 劾m(xù) ，應(yīng)該以場(chǎng)致荷電為主。 黑龍江科技學(xué)院碩士學(xué)位論文 f 把公式f 坐乎代入口黿。j 專中得： 。 1 + 三p 玄罐酚： f p 去潞舯蝦勰i 2 锨“密一堿中 e - ! ( t 2 為靜電極半徑；r l 電暈電極半徑) 。就是說當(dāng)外部電壓v e 一定時(shí) ，l n 生 r 1 場(chǎng)中此處的電場(chǎng)強(qiáng)度是不變的。由于式中4 s o e 可看作常數(shù)，4 e ：。o e + 1 取最 小值時(shí)，q 有最大值q 。所以，當(dāng)變量i - * 時(shí)l i i n 竺乒= 0 0 因此，i 一。 時(shí)，竽砘此時(shí)竽硝臥值，蘆，舢毗帆甄1 有最大值，q k 一黿。4 雕扛：?？梢婋x子電流密度i 越大，顆粒 一5 十e o 半徑a 越大，越有利于顆粒的最大荷電。由于f 。蘭笪中t 為時(shí)間常數(shù)，4 e 。 為定值，所以要想離子電流密度i 越大，必須提高電場(chǎng)強(qiáng)度。又因?yàn)閺墓?三上可知，電場(chǎng)強(qiáng)度與電壓成正比，并且與電場(chǎng)的結(jié)構(gòu)參數(shù)有關(guān)即l n 互 ，l n 壘 ，| ，1 越小越好。所以，要想提高電場(chǎng)中顆粒的荷電量，必須選擇介電常數(shù)大的物 質(zhì)，并且顆粒具有足夠大的粒徑，同時(shí)提高極電壓，優(yōu)化電場(chǎng)結(jié)構(gòu)參數(shù)以便 使電場(chǎng)強(qiáng)度增大是最有效的途徑。 ( 2 ) 減小范德華力、液橋力 從公式f = 一券上看，a 為顆粒在真空中的h a m a k c r 常數(shù)，固定 不變。所以，范德華力與顆粒問間距h 的平方成反比，與顆粒直徑d 成正比。 由于顆粒間間距不能人為控制，所以。只能調(diào)解顆粒直徑來控制范德力的大 黑龍江科技學(xué)院碩士學(xué)位論文 小。而液橋力很容易通過干燥的方法來消除。 通過上述分析，我們清楚的認(rèn)識(shí)到靜電分散成功的關(guān)鍵是讓顆粒群最大 限度的充分均勻荷電。因?yàn)椋皆叫。w粒間的范德華力越小，對(duì)靜電分 散越容易，但粒徑越小，顆粒很難充分荷電，這對(duì)靜電分散來說是不利的。 所以，只有提高電極電壓以便使場(chǎng)強(qiáng)增大，可使顆粒群最大限度的荷電，也 可減小靜電分散的顆粒極限半徑。因此，必須設(shè)計(jì)特殊的靜電分散裝置來提 高電場(chǎng)強(qiáng)度。 綜上分析可知，影響靜電分散的主要因素有電壓、顆粒的粒徑、顆粒的 濕度。通過對(duì)主要因素的調(diào)解也可以使粉體顆粒群荷電量增大，從而增大靜 電排斥力有利于粉體的分散。在實(shí)際操作中，可采用加溫?fù)]發(fā)除去粉體表面 的表面水，并使環(huán)境保持干燥可消除粒間的液橋力作用。 2 s 實(shí)驗(yàn)設(shè)備、樣品與方法 2 5 1 實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)、裝置 實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)與裝置包括實(shí)驗(yàn)樣品的制備、顆粒荷電分散系統(tǒng)、實(shí)驗(yàn)效果的 檢測(cè)與評(píng)價(jià)。實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)與裝置見圖2 - 1 。 實(shí)驗(yàn)樣品的制備設(shè)備有：j c f - 5 型射流超細(xì)粉碎機(jī)、振動(dòng)篩、氣流磨、 x z m 1 0 0 振動(dòng)磨樣機(jī)、遠(yuǎn)紅外恒溫干燥箱等。 荷電系統(tǒng)的主要設(shè)備有：x d f 型電選機(jī)的高壓電源、電壓調(diào)解器、自行 設(shè)計(jì)組裝的靜電分散器。其中自行設(shè)計(jì)組裝的靜電分散器是本實(shí)驗(yàn)最重要的 設(shè)備，在2 5 3 中將詳細(xì)介紹。 實(shí)驗(yàn)的檢測(cè)設(shè)備有：e s t l l 2 型數(shù)字電荷儀、掃描電鏡、c i l a s l 0 6 4 型高 精度激光粒度分析儀、自制的分散度測(cè)量?jī)x等。 2 5 2 實(shí)驗(yàn)樣品 本實(shí)驗(yàn)采用的實(shí)驗(yàn)樣品是取自中國(guó)雙鴨山選煤廠的浮選精煤，雞西的煤 系高嶺土和購(gòu)買的滑石粉、銅粉、刺五加等。 為了滿足實(shí)驗(yàn)要求通過氣流磨粉碎、振動(dòng)磨樣機(jī)研磨、篩分等工序?qū)?品進(jìn)行了加工與制備，它們的主要性質(zhì)在各個(gè)實(shí)驗(yàn)中分別被列出。 黑龍江科技學(xué)院碩士學(xué)位論文 圖2 1 靜電分散實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)示意圖 2 5 3 靜電分散裝置原理與結(jié)構(gòu) ， 顆粒荷電方式有接觸荷電、感應(yīng)荷電、電子束照射荷電和電暈荷電等， 其中，電暈荷電是目前最有效的荷電方式。根據(jù)放電尖端的極性不同，電暈 放電被分為正電暈和負(fù)電暈兩種，并且一般來說負(fù)電暈的起暈電壓要比正電 暈的起暈電壓低，而且放電強(qiáng)度大。所以，本研究所用靜電分散器的設(shè)計(jì)采 用負(fù)電暈荷電方式。在高壓電源的作用下，長(zhǎng)芒刺負(fù)電極產(chǎn)生電暈放電，其 放電機(jī)制為湯生( t o w n s e n d ) 機(jī)制，即產(chǎn)生二次電子崩的次極電子是由正離子 碰撞陰極表面引起陰極的電子發(fā)射而產(chǎn)生的。因此，負(fù)電暈放電可電離分散 器中的空氣，使空氣帶負(fù)電，當(dāng)超細(xì)粉體顆粒通過這一分散裝置時(shí)，被充分 的電暈荷電，帶上同種電荷，從而在粉體顆粒間產(chǎn)生靜電排斥力，利用靜電 排斥力克服超細(xì)顆粒的團(tuán)聚，并且使其處于分散狀態(tài)。本實(shí)驗(yàn)的關(guān)鍵是使顆 粒群充分均勻荷電。為了使實(shí)驗(yàn)放電效果更好，使粉體顆粒充分均勻荷電， 本實(shí)驗(yàn)采用了線一筒型，長(zhǎng)芒刺負(fù)電極電暈放電，并且它的起暈電壓為3 千伏 左右，最大負(fù)載電壓可達(dá)3 3 千伏。 靜電分散器由給料器，可調(diào)解的高壓電源、荷電裝置、分散室、收集室 等組成。它的結(jié)構(gòu)示意圖見圖2 2 。荷電裝置由放電電極和靜電極組成，靜電 極采用不銹鋼圓筒，放電電極由電極絕緣支架和長(zhǎng)芒刺電極組成。長(zhǎng)芒刺電 極包括6 0 個(gè)長(zhǎng)約2 0 r a m ，直徑為1 5 r a m 鎳鉻絲制成的針。靜電分散器的荷電裝 置的結(jié)構(gòu)參數(shù)在表2 1 中被列出。 黑龍江科技學(xué)院碩士學(xué)位論文 由靜電分散原理可知，通過提高荷電電壓的方式不僅可以提高電場(chǎng)強(qiáng)度， 使顆粒群充分荷電，而且可減小靜電分散顆粒的極限粒徑。因此，本實(shí)驗(yàn)主 要的靜電分散裝置是參考靜電除塵器和電選機(jī)的原理與結(jié)構(gòu)自行設(shè)計(jì)組裝 的，目的就是提高電場(chǎng)強(qiáng)度，使超細(xì)粉體顆粒能夠充分均勻荷電。 表2 1 靜電分散器結(jié)構(gòu)參數(shù) 2 5 4 實(shí)驗(yàn)方法、內(nèi)容及實(shí)驗(yàn)步驟 2 5 4 1 靜電分散實(shí)驗(yàn)方法 稱量一定重量的樣品使其通過靜電分散器，樣品在靜電分散器內(nèi)被充分 荷電帶上同種電荷，產(chǎn)生排斥力并且在排斥力的作用下聚團(tuán)被分散，然后對(duì) 從分散器中收集的粉體進(jìn)行分散度測(cè)量、粒度分析及掃描電鏡觀察來綜合評(píng) 價(jià)它的分散效果。分散度的測(cè)量主要采用分散度法。自制分散度測(cè)量?jī)x如圖 2 - 3 所示：圓筒高3 6 0 m m ，直徑為1 5 0 r a m ，表面皿直徑為l o o m m 。 線 馨 圖2 - 2 靜電分散裝置示意圖 圖2 - 3 分散度測(cè)量?jī)x 黑龍江科技學(xué)院碩士學(xué)位論文 2 5 4 2 實(shí)驗(yàn)內(nèi)容 由于靜電分散方法的主要影響因素有電壓、粒徑、濕度等。靜電分散主 要的衡量指標(biāo)有分散度、荷質(zhì)比以及放置時(shí)間。根據(jù)物理學(xué)原理，荷電物體 隨著放置時(shí)間的增長(zhǎng)，其荷電量將逐漸減小。因此，對(duì)于靜電分散來說，物 體帶電量越多，分散效果越好，且放置時(shí)間將越長(zhǎng)。又因?yàn)榉稚⒍群吞奄|(zhì)比 都是隨時(shí)間減小的【刪，所以荷質(zhì)比的大小決定了靜電分散方法時(shí)效性的長(zhǎng) 短，即放置時(shí)間可用荷質(zhì)比隨時(shí)間變化來表示。所以將通過超細(xì)煤粉、高嶺 土磨料等樣品的靜電分散實(shí)驗(yàn)研究來考查主要因素對(duì)分散度和荷質(zhì)比考查指 標(biāo)的影響。由于用實(shí)驗(yàn)的方法對(duì)這幾個(gè)因素和考查 旨標(biāo)逐個(gè)的進(jìn)行考察，十 分復(fù)雜且實(shí)驗(yàn)量大，因此，本實(shí)驗(yàn)將采用正交實(shí)驗(yàn)的方法對(duì)它們進(jìn)行考察。 從而找出影響顆粒在靜電分散器中分散效果的各主要因素關(guān)系和各樣品的最 佳方案。并在此基礎(chǔ)上，研究經(jīng)過表面改性處理的超細(xì)顆粒在靜電分散器中 的分散效果。 2 5 4 3 實(shí)驗(yàn)的具體步驟 1 制樣。將采集的樣品通過破碎、研磨、篩分等工序進(jìn)行制備，使其粒 度滿足實(shí)驗(yàn)要求。在實(shí)驗(yàn)前按實(shí)驗(yàn)要求用電子天平將樣品分成若干等份。 2 取制備好的樣品進(jìn)行檢測(cè)。( 1 ) 用激光粒度儀分析樣品的粒度。( 2 ) 用掃 描電鏡測(cè)其表面狀況、主要成分、純度、密度等。( 3 ) 測(cè)量樣品的分散度。 3 取制備好的另一份樣品，將其通過靜電分散器進(jìn)行荷電和分散實(shí)驗(yàn)。 具體步驟為：將待測(cè)粉體放入進(jìn)料漏斗。接通荷電區(qū)電源( 荷電電壓可調(diào)) ， 將給料器打開，粉體通過荷電區(qū)，用置于正下方的燒杯收集荷電粉體，然后 測(cè)量粉體的荷電量。其中粉體的荷電量的測(cè)量十分重要，是實(shí)驗(yàn)是否成功的 關(guān)鍵，必須測(cè)量準(zhǔn)確，現(xiàn)將測(cè)量的具體步驟詳細(xì)介紹如下： ( 1 ) 將空燒杯放置到荷電區(qū)正下方。打開荷電區(qū)電源，并且振動(dòng)給料。 ( 2 ) 用電子天平測(cè)量靜電分散器下方燒杯中收集粉體的質(zhì)量記為m 。 ( 3 ) 用e s t l l 2 型數(shù)字電荷儀測(cè)量燒杯中收集粉體的電量，記錄電量q 。 ( 4 ) 計(jì)算荷質(zhì)比：ib | - iqi m 。 ( 5 ) 按照正交試驗(yàn)設(shè)計(jì)表改變實(shí)驗(yàn)條件，實(shí)驗(yàn)方法同上，測(cè)出不同實(shí)驗(yàn)條 件下粉體樣品的荷質(zhì)比。 ( 6 ) 更換粉體樣品，實(shí)驗(yàn)方法同上，分別對(duì)它們進(jìn)行靜電分散研究。 4 將靜電分散器分散的樣品進(jìn)行檢測(cè)。( 1 ) 用激光粒度儀分析樣品的鏈度 變化。( 3 ) 用掃描電鏡測(cè)其表面狀況的變化。( 3 ) 用分散度測(cè)量?jī)x測(cè)量靜電分散 后粉體的分散度。 黑龍江科技學(xué)院碩士學(xué)位論文 2 6 靜電分散效果的評(píng)價(jià) 超細(xì)顆粒在空氣中分散性的表征與評(píng)價(jià)方法很多，但尚未制定統(tǒng)一的標(biāo) 準(zhǔn)。并且這些方法都有一定的局限性，因此在實(shí)際研究工作中一般要采用多 種方法進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)。 顆粒在空氣中的主要評(píng)價(jià)方法有分散率法、粘著力法、圖像分析法、分 散度、分散指數(shù)法。 2 6 1 分散率；丟 y a m a a o l oh 等把分散度定義為分散顆粒的中位徑與一次顆粒的中位徑 之比。增田弘昭則用一次顆粒的粒度分布與從分散機(jī)排出的分散顆粒的粒度 分布函數(shù)表示分散度，即 r l e， 口。匕扣p + 正：k 扣。 式中，y o 一一次顆粒的頻率分布；y r 分散顆粒的頻率分布；d p 顆粒直 徑。顯然當(dāng)顆粒完全分散時(shí)，頻率分布y o 和y d 重合，分散度為1 0 0 。分散 度越高分散性越好。但是這種分散度表示方法要知道粒度分布，實(shí)際運(yùn)用很 不方便。為了測(cè)量的方便，研究人員又提出了許多分散度的間接定量表示方 法，并得到一定程度的應(yīng)用。任俊等提出了用滑動(dòng)摩擦錐角表征粉體分散性 能的分散指數(shù)。 2 6 2 粘著力法 粘著力評(píng)價(jià)法是根據(jù)顆粒的分散性與顆粒間的粘著力和分散力的關(guān)系提 出的，粘著力小，顆粒的分散性好。反之，分散性差。它通常用懸吊式抗張 強(qiáng)度破斷裝置測(cè)量。 2 6 3 圖像分析法 。圖相分析法是將樣品用顯微鏡放大后，用電視照相機(jī)或數(shù)碼相機(jī)攝影， 電視信號(hào)或影像通過接口輸入數(shù)字化微機(jī)處理得出分散指標(biāo)。圖像法可以定 黑龍江科技學(xué)院碩士學(xué)位論文 量的分析和評(píng)價(jià)粉體的分散性。 2 6 4 分散度法 分散方法可用顆粒的分散度來表示。其測(cè)定方法為：把一定質(zhì)量、的顆 粒置于分散度測(cè)量?jī)x中，使顆粒體自由下落，測(cè)定落在正下方表面皿上的顆 粒質(zhì)量w ，則分散度b 表示為：盧w o = - - w。當(dāng)粉體的分散性越好時(shí)，彼 此之間的吸引越小，流動(dòng)性也越好，表面皿外的粉體比例也越多，即分散度 越大，抗團(tuán)聚分散性越好。分散度測(cè)量?jī)H見圖2 - 3 ( 圓筒高3 6 0 m m ，直徑為 1 5 0 r a m ：表面皿直徑為l o o m m ) 。 2 6 5 分散指數(shù)法 粉體分散的評(píng)價(jià)方法雖然有多種，但這些方法都有一定局限性。由于滑 動(dòng)摩擦角測(cè)量方法簡(jiǎn)單、便捷，具有重要的實(shí)用價(jià)值?；瑒?dòng)摩擦角反映了作 用在粉體的某一單元層面由一對(duì)壓應(yīng)力和切應(yīng)力組成的摩擦力作用。當(dāng)切應(yīng) 力達(dá)到一定值時(shí)，粉體沿斜面滑落，在斜面與垂直方向形成的夾角稱為滑動(dòng) 摩擦角a 。將分散后的粉體放入滑動(dòng)摩擦角測(cè)量盒內(nèi)，對(duì)于每個(gè)試驗(yàn)來說此 時(shí)的壓實(shí)度和高度被保持一定，將測(cè)量盒一側(cè)的插板打開，粉體自動(dòng)滑動(dòng)后， 以一定強(qiáng)度和頻率振動(dòng)測(cè)定盒基座，粉體出現(xiàn)振動(dòng)磨擦面。然后測(cè)量磨擦斜 面的高度h ，和上臺(tái)面水平長(zhǎng)度c ，則滑動(dòng)摩擦角可用下面公式表示： l 口a r c t g 蘭蘭。公式中b 是一個(gè)常數(shù)測(cè)量誤差通常是在2 5 內(nèi)。 h 粉體從運(yùn)動(dòng)狀態(tài)變?yōu)殪o止?fàn)顟B(tài)所形成的這一滑動(dòng)摩擦錐角與粉體流動(dòng)性 有直接關(guān)系，它是研究粉體機(jī)理和流動(dòng)性以及粉體的儲(chǔ)存、運(yùn)輸、混合等實(shí) 際工藝操作和設(shè)計(jì)中必須掌握的重要參數(shù)。 把在一定條件下處理后的粉體滑動(dòng)摩擦角a 與其自然狀態(tài)的滑動(dòng)摩擦角 a o 的比值定義為粉體的分散指數(shù)f 則分散指數(shù)f 為：f = a a o 。 在一定條件下，某種粉體的a o 有其確定數(shù)值。滑動(dòng)摩擦角a 越大，粉體 的流動(dòng)性越好，分散性越好，其分散指數(shù)f 也越大；反之，分散性差，分散 指數(shù)小。所以，分散指數(shù)是衡量粉體分散性好壞的一個(gè)重要標(biāo)志。 3 1 黑龍扛科技學(xué)院碩士學(xué)位論文 除以上的幾種方法可以表征空氣中超細(xì)粉體顆粒的分散性外，還可以用 掃描和透射電鏡法、粒度分析法等相對(duì)的表征空氣中超細(xì)粉體顆粒的分散性。 2 6 6 掃描和透射電鏡法 采用掃描電鏡( s e m ) 和透射電鏡( t e m ) 可以通過觀察定性地評(píng)價(jià)粉 體的分散程度。由于它們的放大倍數(shù)高于普通的顯微鏡，所以特別適用于超 細(xì)粉體和納米粉體的分散性的評(píng)價(jià) 2 6 7 粒度分析法 采用相同的測(cè)試儀器和測(cè)試條件，通過測(cè)定粉體在分散或表面處理前后 的粒度大小和粒度分布( 對(duì)比粒度曲線) ，可以相對(duì)的評(píng)價(jià)分散或表面處理前 后超細(xì)粉體的分散和團(tuán)聚程度。一般來說，分散性越好，顆粒的粒度分布越 接近完全分散的粒度分布，相反，分散性越差，顆粒的粒度分布越遠(yuǎn)離完全 分散的粒度分布，向粗粒度方向移動(dòng)。常用的設(shè)備有激光粒度分析儀、動(dòng)態(tài) 激光散射儀。其基本原理是散射角與顆粒尺寸成反比。利用的基本假定包括： 顆粒尺寸大于入射光的波長(zhǎng)，不同粒子對(duì)光的反射效率是相同的，顆粒是不 透明的，無(wú)法讓光通過。具有以下優(yōu)點(diǎn)：無(wú)需標(biāo)準(zhǔn)樣品進(jìn)行校正、寬的動(dòng)態(tài) 范圍、靈活性高、測(cè)定結(jié)果重現(xiàn)性好、測(cè)定速度快、分辨率高、樣品可回收 再利用。 本實(shí)驗(yàn)將采用分散度法、粒度分析法、掃描電鏡觀察等方法來綜合評(píng)價(jià) 靜電分散效果。 2 7 本章小結(jié) 本章在前人研究的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步總結(jié)了靜電分散的機(jī)理，并且對(duì)影響 靜電分散的主要因素進(jìn)行了分析。同時(shí)，本章具體闡述了試驗(yàn)過程中用到的 設(shè)備以及進(jìn)行本次研究的主要研究方法、內(nèi)容、具體步驟等。得出以下結(jié)論： 靜電分散對(duì)于超細(xì)粉體來說在理論上是可行性，是能夠?qū)Τ?xì)粉體顆粒的團(tuán) 聚現(xiàn)象起到抑制作用。而且對(duì)某一粉體顆粒來說，靜電分散極限粒徑只是場(chǎng) 強(qiáng)的函數(shù)，與場(chǎng)強(qiáng)的平方成反比，即場(chǎng)強(qiáng)越大，分散的極限半徑越小i 椰】。影 黑龍江科技學(xué)院碩士學(xué)位論文 響靜電分散的主要因素有：電壓、粒徑、空氣濕度。提出通過設(shè)計(jì)特殊的靜 電分散裝置，來提高電場(chǎng)強(qiáng)度，從而使粉體顆粒群充分均勻荷電，增大靜電 排斥力有利于粉體的分散。 在以下幾章我們將通過制作特殊的靜電分散裝置，采用正交試驗(yàn)方法來 考查電壓、粒徑、空氣濕度等因素對(duì)靜電分散的影響程度，驗(yàn)證靜電分散方 法是有效的。并用高精度粒度分析儀和掃描電鏡等先進(jìn)儀器結(jié)合分散度法綜 合評(píng)價(jià)靜電分散實(shí)驗(yàn)的分散效果，從而獲得超細(xì)粉體顆?？咕蹐F(tuán)靜電分散的 最佳效果的實(shí)驗(yàn)參數(shù)及方案。并且找出使超細(xì)顆粒最大限度的荷電的方式、 方法及荷電規(guī)律。 黑龍江科技學(xué)院碩士學(xué)位論文 第三章靜電分散試驗(yàn)研究 3 1 超細(xì)煤粉靜電分散試驗(yàn)研究 3 1 1 樣品性質(zhì) 本實(shí)驗(yàn)樣品是取自雙鴨山選煤廠的浮選精煤，粒度小于0 5r e n 1 ，灰分為 9 2 3 。通過x z i v t 一1 0 0 振動(dòng)磨樣機(jī)研磨、篩分等工序?qū)⒋嗣簶又瞥蒬 5 0 分別為 1 1 4 5 9 m 、2 7 1 9 # m 、1 5 1 2 8 # m = 個(gè)粒度級(jí)的樣品。用分散度測(cè)量?jī)x測(cè)得三樣 品的分散度分別為0 0 6 2 8 、0 0 8 1 8 、o 0 2 2 5 。 利用高精度激光粒度分析儀對(duì)各樣品的粒度進(jìn)行測(cè)量分析如下表所示： 表3 1 1 高精度激光粒度分析儀測(cè)量的樣品粒度 3 1 2 正交試驗(yàn)的設(shè)計(jì) 以分散度和荷質(zhì)比為考查指標(biāo)，外加電壓、粒度、濕度為因素設(shè)計(jì)試驗(yàn)。 由于考查指標(biāo)為兩個(gè)，屬多指標(biāo)問題，所以用綜合平衡法對(duì)正交實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn) 行分析。因素水平見表3 1 2 ，選用l 9 ( 3 3 1 正交表3 1 3 進(jìn)行試驗(yàn)。 表3 12 因素與水平選擇 黑龍江科技學(xué)院碩士學(xué)位論文 表3 1 3 樣品煤正交試驗(yàn)表k ( 3 3 ) 3 1 3 靜電分散過程 將煤的各樣品按照設(shè)計(jì)的正交試驗(yàn)表依次通過靜電分散器進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，并 將收集的樣品進(jìn)行荷電量的檢測(cè)和分散度的測(cè)量，同時(shí)取部分分散后的樣品 進(jìn)行粒度分析和掃描電鏡觀察。本實(shí)驗(yàn)的主要考察指標(biāo)是荷質(zhì)比和分散度， 荷質(zhì)比和分散度的計(jì)算公式如下： 荷質(zhì)比( 蚓) = 粉體的電量粉體的質(zhì)量；分散度戶= w o 。- ，v ； 0 算出荷質(zhì)比和分散度后，對(duì)其進(jìn)行方差分析，分別得出各因素影響的顯 著性順序，確定煤粉的最佳靜電分散方案。 3 1 4 正交實(shí)驗(yàn)結(jié)果及討論分析 3 1 4 1 顆粒荷電量的測(cè)量及分散度的計(jì)算 用e s t l l 2 數(shù)字電荷儀對(duì)靜電分散的樣品的荷電量進(jìn)行測(cè)量，用電子天 平稱量樣品的質(zhì)量，根據(jù)公式：荷質(zhì)比= 粉體的電量粉體的質(zhì)量，計(jì)算荷質(zhì) 比。每隔3 天測(cè)量一次，其荷質(zhì)比隨時(shí)間變化見表3 1 4 。 用自行設(shè)計(jì)制作的分散度測(cè)量?jī)x對(duì)靜電分散后樣品的分散度進(jìn)行測(cè)量， 用電子天平對(duì)樣品的總質(zhì)量和表面皿中的質(zhì)量進(jìn)行測(cè)量。按分散度計(jì)算公式 黑龍江科技學(xué)院碩士學(xué)位論文 蘆一堡二w o 里進(jìn)行計(jì)算。測(cè)得的分散度計(jì)算結(jié)果見表3 1 5 表3 1 4 荷質(zhì)比隨時(shí)問變化表 表3 l5 分散度計(jì)算表 3 1 4 3 , 正交實(shí)驗(yàn)結(jié)果 黑龍江科技學(xué)院碩士學(xué)位論文 表3 1 6 分散度的正交試驗(yàn)結(jié)果 優(yōu)方案a i b 2c 2 表3 i 7 荷質(zhì)比的正交試驗(yàn)結(jié)果 試驗(yàn)號(hào)電壓a粒度b濕度c 虛擬列荷質(zhì)比( 1 0 1 優(yōu)方案 a 3b c 2 黑龍江科技學(xué)院硬士學(xué)位論文 為了便于綜合分析，將考查指標(biāo)隨因素水平變化的情況用圖形表示出 來，畫在圖3 1 1 中，為了看得清楚，我們將各點(diǎn)用直線連起來，實(shí)際上并 不一定是直線。 圖3 卜l 考查指標(biāo)隨因素水平變化情況圖 結(jié)合圖3 1 - 1 和表3 1 6 、3 1 7 來分析每一個(gè)因素對(duì)各指標(biāo)的影響，從而 找出最佳方案。 ( 1 ) 電壓對(duì)各指標(biāo)的影響。從表3 1 6 、3 1 7 可以看出，對(duì)于分散度和荷 質(zhì)比來講，考查指標(biāo)越大越好，電壓的極差在表3 1 7 中最大，對(duì)荷質(zhì)比是最 大影響因素，而在表3 1 6 中處于第二位，對(duì)分散度是第二影響因素。從圖 3 1 - 1 看，當(dāng)電壓取2 4 k v 時(shí)荷質(zhì)比和分散度都較好；取2 7 k v 時(shí)，荷質(zhì)比達(dá) 最大，分散度最小，但由于三次電壓間分散度相差不大，所以綜合考慮，電 壓值取2 7 k v 時(shí)為最好。 ( 2 ) 粒度對(duì)各指標(biāo)的影響。從表3 1 6 、3 1 7 看出，粒度的極差在表3 1 6 中最大，是影響分散度指標(biāo)的最大因素，但不是影響荷質(zhì)比指標(biāo)的最大因素。 從圖3 1 1 上看，當(dāng)粒度d 5 0 = 2 7 1 m 時(shí)，分散度最好，而荷質(zhì)比指標(biāo)最差。 當(dāng)粒度d s o = 1 1 4 5 , u r n 時(shí)，荷質(zhì)比指標(biāo)最好，而分散度指標(biāo)處在第二，且與分 散度最大值相差不多，所以綜合考慮，取粒度1 較好。 ( 3 ) 濕度對(duì)分散指標(biāo)的影響。從表3 1 6 、3 1 7 可以看出，濕度的極差是 最小的，是對(duì)各指標(biāo)影響最小的因素，但從圖3 1 1 上看，空氣濕度為5 1 的各指標(biāo)明顯好于干燥過的，因此，取空氣相對(duì)濕度5 1 為最好。 黑龍江科技學(xué)院碩士學(xué)位論文 通過各因素的對(duì)各指標(biāo)影響的綜合分析，得出較好的試驗(yàn)方案是： ：電壓，第3 水平，2 7 k v ； b l ：粒度，第1 水平，d m = 1 1 4 5 u m ； c 2 ：濕度，第2 水平，空氣相對(duì)濕度5 1 ； 從表3 1 6 、3 1 7 中可以看出，此時(shí)分析出來的最好方案在已做過的9 次試驗(yàn)中沒有出現(xiàn)，與它比較接近的是第7 號(hào)試驗(yàn)。在第7 號(hào)試驗(yàn)中只有濕 度c 不是處在最好水平，而濕度對(duì)各指標(biāo)的影響是3 個(gè)因素中最小的。從實(shí) 際試驗(yàn)的結(jié)果看，第7 號(hào)試驗(yàn)的各指標(biāo)雖不是最好，但都是較好的，與最好 的情況比較接近。因此，說明上面找出的最好方案是符合實(shí)際的。 為了最終確定上面找出的試驗(yàn)方案a 3b 1q 是不是最佳方案，按照這個(gè) 方案進(jìn)行試驗(yàn)。試驗(yàn)結(jié)果如下： 分散度為0 1 0 0 7 、荷質(zhì)比為6 2 7 0 2 x l o 3 , u c g - 1 ；而從表3 1 1 可知，7 號(hào)試 驗(yàn)的分散度0 0 9 0 6 、荷質(zhì)比為2 4 5 6 5 x 1 0 c g 一，明顯好于7 號(hào)試驗(yàn)的。并且 從圖3 1 2 荷質(zhì)比隨時(shí)間變化曲線的對(duì)比來看，靜電分散的放置時(shí)間會(huì)更長(zhǎng)。 因此，試驗(yàn)方案a 3b lc 2 是最好的，放置時(shí)間可達(dá)6 天左右。 表3 1 8 最佳方案荷質(zhì)比隨時(shí)間變化情況表 時(shí)間d0369 圖3 卜2 最佳方案與7 號(hào)試驗(yàn)荷質(zhì)比隨時(shí)間變化圖 3 , 1 4 , 3 實(shí)驗(yàn)結(jié)果討論與分析 本實(shí)驗(yàn)第三因素只有二水平，因此使用了擬水平法。由于一般認(rèn)為，對(duì) 樣品干燥是有利于分散的，所以第一次正交試驗(yàn)時(shí)第三水平擬用了第一水平， 7 6 5 4 3 2 l 0 3舌_【x，丑鼉稼 黑龍江科技學(xué)院碩士學(xué)位論文 但實(shí)際試驗(yàn)結(jié)果表明其分散效果不如空氣干燥狀態(tài)的，因此，又將第三水平 擬用了第二水平，設(shè)計(jì)了第二次正交試驗(yàn)，為了減少試驗(yàn)量第二次正交試驗(yàn) 中不包括與第一次正交試驗(yàn)中重復(fù)的?，F(xiàn)將兩次正交試驗(yàn)結(jié)果總結(jié)如下表： 表3 1 9 兩次正交試驗(yàn)結(jié)果總結(jié)表 從表3 1 9 中并結(jié)合圖3 1 3 、3 1 4 可以看出，在超細(xì)煤粉的靜電分散中， 對(duì)煤樣恒溫1 2 0 、干燥1 小時(shí)，再進(jìn)行靜電分散，其分散度和荷質(zhì)比都不 如空氣干燥狀態(tài)的，且時(shí)效性也較差。這與通常認(rèn)為的干燥能消除液橋力從 而會(huì)強(qiáng)化靜電分散效果是不符的。結(jié)合實(shí)驗(yàn)過程中觀察的現(xiàn)象，認(rèn)為可能是 以下的原因： 樣品制備后，由于使用樣品袋密封保存，這樣就與空氣隔絕不會(huì)吸附空 氣中的水分，因此而產(chǎn)生的液橋力作用很小。當(dāng)恒溫干燥時(shí)，由于吸附水分 少所以失去的是內(nèi)在水分這樣就導(dǎo)致了毛細(xì)管吸附形成了聚團(tuán)，從而嚴(yán)重影 響了靜電分散效果。此外，干燥過的煤由于失去了水分，燃點(diǎn)低于空氣干燥 狀態(tài)的，并且比空氣干燥狀態(tài)的易燃，因此，當(dāng)煤的細(xì)小顆粒在靜電分散器 中下落過程中，有些細(xì)小顆粒被吸附在放電針的尖端，隨著時(shí)間增長(zhǎng)，電流 會(huì)發(fā)生增大現(xiàn)象，此時(shí)尖端會(huì)放出熱量使顆粒炭化，甚至使個(gè)別針產(chǎn)生了電 火花放電，嚴(yán)重影響放電效果，因此導(dǎo)致了空氣干燥狀態(tài)的分散指標(biāo)和荷質(zhì) 比好于干燥狀態(tài)的。 從表3 1 9 中各橫行對(duì)比可看出，粒度、濕度一定的條件下，荷質(zhì)比隨電 壓的升高而增大，這是符合以前的研究結(jié)果的。但分散度卻不是嚴(yán)格的隨電 壓升高而增大，其中前三行是增大的而后三行是減小的，這是與以前的研究 成果粒度、濕度一定的條件下，分散度隨電壓的升高而增大不完全相符的。 從表中的豎行看，當(dāng)電壓與濕度一定的情況時(shí)，分散度與荷質(zhì)比隨粒度增大 的變化情況并沒有完全符合理論上隨之增大的現(xiàn)象。導(dǎo)致以上現(xiàn)象的原因可 黑龍江科技學(xué)院碩士學(xué)位論文 能是，粒3 的粒度太大、樣品的團(tuán)聚現(xiàn)象不明顯、甚至不存在；測(cè)量操作誤 差導(dǎo)致的；樣品粒級(jí)范圍太寬、顆粒粒度相對(duì)太大，當(dāng)經(jīng)過靜電分散器時(shí)， 由于下落速度太快，荷電不充分、不均勻等導(dǎo)致的。 圖3 1 3 、3 1 - 4 為濕度不同、其它條件相同時(shí)的荷質(zhì)比隨時(shí)間變化曲線。 圖上清晰的反映出樣品在空氣干燥狀態(tài)下的荷電效果要好于在干燥狀態(tài)下的 荷電效果。 3 5 。3 ：2 5 b2 蘭1 5 藿 - 樞0 5 0 時(shí)間d0 369 圖3 卜3 粒2 濕度不同、2 4 k v 時(shí)荷質(zhì)比隨時(shí)間變化圖 2 5 2 1 5 0 5 0 時(shí)間d 0369 圖3 i - 4 粒3 濕度不同、2 1 k v 時(shí)荷質(zhì)比隨時(shí)間變化圖 從圖3 1 5 、3 1 6 、3 1 7 荷質(zhì)比隨時(shí)間變化曲線看，靜電分散時(shí)效性的 保持時(shí)間取決于荷質(zhì)比隨時(shí)間的變化及荷質(zhì)比的大小，樣品的荷質(zhì)比在o 3 天內(nèi)里下降趨勢(shì)，且下降較快，處于靜電斥力起作用階段；在3 6 天內(nèi)荷質(zhì) 比緩慢下降，處于分散穩(wěn)定狀態(tài)；6 9 天內(nèi)下降平緩處于失效狀態(tài)且逐漸開 始團(tuán)聚。從圖上也可看出，電壓對(duì)荷質(zhì)比隨時(shí)間的變化影響較大，電壓越高， 4 1 t 8 u tt，01【丑崾棺 黑龍江科技學(xué)院碩士學(xué)位論文 荷質(zhì)比越高，放置時(shí)間保持越長(zhǎng)。從圖3 1 - 5 看最佳方案的荷電效果最好。 時(shí)間do36 9 圖3 卜5 粒i 的荷質(zhì)比隨時(shí)問變化圖 時(shí)間do369 圖3 1 - 6 粒2 荷質(zhì)比隨時(shí)間變化圖 時(shí)間do 369 圖3 i - 7 粒3 荷質(zhì)比隨時(shí)間變化圖 7 6 5 4 3 2 l o i - 3 j70【丑峰稼 3 5 2 5 1 5 0 2 1 0 1 1 8 6 ti-?！境蠓骞?5 3 5 2 5 1 5 o 3 2 l o k 6 ti-。_【丑峰撂 黑龍江科技學(xué)院碩士學(xué)位論文 3 1 5 靜電分散前后粒度對(duì)比分析 為了進(jìn)一步確定最佳方案，評(píng)價(jià)靜電分散效果，使用高精度激光粒度分 析儀對(duì)靜電分散后的煤樣品粒度進(jìn)行測(cè)量。測(cè)量粒度結(jié)果與原樣粒度對(duì)比如 下表： 。 表3 1 1 1 分散前后粒度對(duì)比表 注：r5 23 2 為濕度第三水平虛擬為未干燥時(shí)的試驗(yàn)號(hào)。 為了更好的對(duì)比分析靜電分散效果，繪制了靜電分散前后各粒度變化的 曲線。這些曲線清晰的顯示了靜電分散前后粒度的變化情況，間接反映了靜 電分散各因素的影響關(guān)系，各因素水平的好壞。各樣品粒度變化曲線見圖 3 1 8 、3 1 9 、3 1 1 0 。 從表3 1 1 1 和圖3 1 8 、3 1 9 、3 1 1 0 可清晰的看出，靜電分散方法使分 散前后粒度發(fā)生了明顯變化，即分散后的粒度明顯小于分散前的粒度，粒1 樣品粒度變小程度最大，靜電分散效果是最好的。表中效果最好是試驗(yàn)4 ， 比試驗(yàn)7 的粒度測(cè)試結(jié)果好的多，但這仍與正交試驗(yàn)的分析結(jié)果相符合，因 為最佳方案的粒度測(cè)試結(jié)果比試驗(yàn)4 還好，說明試驗(yàn)結(jié)果是符合實(shí)際的。靜 電分散對(duì)超細(xì)煤粉聚團(tuán)的分散作用效果十分明顯，尤其是對(duì)粒度分布在 d 1 0 = 1 7 2 4 7 2 4 * m d 9 0 - - - 4 7 7 7 6 4 # m 之間最好。最佳方案的粒度測(cè)量結(jié)果與試驗(yàn) 黑龍江科技學(xué)院碩士學(xué)位論文 4 的粒度結(jié)果對(duì)比見表3 1 1 2 ，圖3 1 - 1 1 。 粒徑d i odso d 9 0 圖3 卜8 粒1 靜電分散前后粒度變化對(duì)比圖 粒徑i ) 1 0d 5 0d 9 0 圖3 1 - 9 粒2 靜電分散前后粒度變化對(duì)比圖 粒徑d i od 5 0d 9 0 圖3 ，卜1 0 粒3 靜電分散前后粒度變化對(duì)比圉 舳蚰加m 0 目墨趟巢 加冊(cè)們加加0 目毒避鞣 o o o o o o o 齬惦m 0 目毯翼 黑龍江科技學(xué)院碩