煤基炭素的超細粉碎研究.pdf

1、煤基炭素主要以優(yōu)質無煙煤作為原料，經過無煙煤的超純制備，低溫炭化處理以及超細粉碎，最終獲得滿足技術要求的產品。而煤基炭素的超細粉碎作為整個生產流程的最后一環(huán)對最終產品的性能有著重要的意義，本文主要研究煤基炭素的結構性質、超細粉碎工藝參數(shù)以及干法助磨等問題。
　　采用激光粒度儀、掃描電鏡以及透射電鏡等先進儀器設備對煤基低溫炭化材料進行物理化學性質表征。主要開展了粒度分析、顆粒形貌結構觀測、表面元素官能團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，化學結構以芳香族C-C結構為主，主體結構周圍含有酚羥基C-OH、羰基C=O以及羧基 COOH等官能團，碳結構以無序的無定形碳為主并含有少量石墨微晶。
　　在干法粉碎條件下，研究了行星球磨機的主要工藝參數(shù)對煤基炭素超細粉碎的影響規(guī)律及作用機理。超細粉碎的試驗研究表明：（1）在一定的粉碎時間內，粉體的D50隨著粉碎時間的延長不斷降低，而粉碎時間超過30min以后粉體顆粒會出現(xiàn)團

3、聚現(xiàn)象，不利于顆粒的粉碎；（2）粉碎介質的直徑越小，其比表面積越大，與粉體顆粒的接觸效率越高，對煤基炭素的粉碎效果越好；當采用5mm直徑的粉碎介質時，粉體的D50達到最小值3.11μm；（3）隨著磨機轉速的增大，粉碎介質對粉體施加的粉碎力越強，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，當球料比為50:1時，粉體的D50達到2.45μm；（5）在粉體質量一定的條件下，粉碎介質的填充率與粉體的D50

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

5、團聚和改善粉體的流動性，而高硬度助磨劑能夠降低煤基炭素顆粒的強度。超細助磨的試驗研究表明：（1）在助磨劑種類的試驗中，表面改性劑對粉體的改性作用不能有效促進煤基炭素的超細粉碎，而高硬度助磨劑能夠有效降低煤基炭素顆粒的強度，實現(xiàn)顆粒粒度的進一步降低；（2）在助磨劑用量的試驗中，助磨劑石英砂的添加量為1.4g時，粉體的中位徑達到最小值；（3）助磨劑石英砂的三種添加方式：粉碎前的一次性添加、粉碎過程中每隔10min添加相同質量的石英砂、粉碎過