煤基炭素的超細(xì)粉碎研究.pdf

1、煤基炭素主要以優(yōu)質(zhì)無(wú)煙煤作為原料，經(jīng)過(guò)無(wú)煙煤的超純制備，低溫炭化處理以及超細(xì)粉碎，最終獲得滿足技術(shù)要求的產(chǎn)品。而煤基炭素的超細(xì)粉碎作為整個(gè)生產(chǎn)流程的最后一環(huán)對(duì)最終產(chǎn)品的性能有著重要的意義，本文主要研究煤基炭素的結(jié)構(gòu)性質(zhì)、超細(xì)粉碎工藝參數(shù)以及干法助磨等問(wèn)題。
　　采用激光粒度儀、掃描電鏡以及透射電鏡等先進(jìn)儀器設(shè)備對(duì)煤基低溫炭化材料進(jìn)行物理化學(xué)性質(zhì)表征。主要開(kāi)展了粒度分析、顆粒形貌結(jié)構(gòu)觀測(cè)、表面元素官能團(tuán)分析以及石墨化程度分析，發(fā)現(xiàn)其

2、中位徑D50為5.14μm，顆粒形狀以不規(guī)則多角形狀為主，化學(xué)結(jié)構(gòu)以芳香族C-C結(jié)構(gòu)為主，主體結(jié)構(gòu)周?chē)蟹恿u基C-OH、羰基C=O以及羧基 COOH等官能團(tuán)，碳結(jié)構(gòu)以無(wú)序的無(wú)定形碳為主并含有少量石墨微晶。
　　在干法粉碎條件下，研究了行星球磨機(jī)的主要工藝參數(shù)對(duì)煤基炭素超細(xì)粉碎的影響規(guī)律及作用機(jī)理。超細(xì)粉碎的試驗(yàn)研究表明：（1）在一定的粉碎時(shí)間內(nèi)，粉體的D50隨著粉碎時(shí)間的延長(zhǎng)不斷降低，而粉碎時(shí)間超過(guò)30min以后粉體顆粒會(huì)出現(xiàn)團(tuán)

3、聚現(xiàn)象，不利于顆粒的粉碎；（2）粉碎介質(zhì)的直徑越小，其比表面積越大，與粉體顆粒的接觸效率越高，對(duì)煤基炭素的粉碎效果越好；當(dāng)采用5mm直徑的粉碎介質(zhì)時(shí)，粉體的D50達(dá)到最小值3.11μm；（3）隨著磨機(jī)轉(zhuǎn)速的增大，粉碎介質(zhì)對(duì)粉體施加的粉碎力越強(qiáng)，但粉體的D50的減小程度并不明顯；（4）隨著球料比的不斷升高，粉體的D50顯著減小，當(dāng)球料比為50:1時(shí)，粉體的D50達(dá)到2.45μm；（5）在粉體質(zhì)量一定的條件下，粉碎介質(zhì)的填充率與粉體的D50

4、并沒(méi)有很好的相關(guān)性。因此，在煤基炭素的超細(xì)粉碎中，粉碎時(shí)間、粉碎介質(zhì)的直徑以及球料比是能夠促進(jìn)粉體顆粒粒度的不斷降低的重要因素。綜合以上分析，煤基炭素超細(xì)粉碎的合理工藝參數(shù)：超細(xì)粉碎不銹鋼球的直徑為3mm，超細(xì)粉碎時(shí)間為30min，行星球磨機(jī)自轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)速260r/min，球料比20:1，不銹鋼球體積填充率為10.25％。
　　在助磨劑的“強(qiáng)度削弱理論”和煤基炭素表面性質(zhì)分析的基礎(chǔ)上，表面改性劑能夠改變煤基炭素顆粒的表面性質(zhì)以阻止顆粒的

5、團(tuán)聚和改善粉體的流動(dòng)性，而高硬度助磨劑能夠降低煤基炭素顆粒的強(qiáng)度。超細(xì)助磨的試驗(yàn)研究表明：（1）在助磨劑種類(lèi)的試驗(yàn)中，表面改性劑對(duì)粉體的改性作用不能有效促進(jìn)煤基炭素的超細(xì)粉碎，而高硬度助磨劑能夠有效降低煤基炭素顆粒的強(qiáng)度，實(shí)現(xiàn)顆粒粒度的進(jìn)一步降低；（2）在助磨劑用量的試驗(yàn)中，助磨劑石英砂的添加量為1.4g時(shí)，粉體的中位徑達(dá)到最小值；（3）助磨劑石英砂的三種添加方式：粉碎前的一次性添加、粉碎過(guò)程中每隔10min添加相同質(zhì)量的石英砂、粉碎過(guò)