了解助磨剂

了解助磨剂
粉体的制备，尤其是超细粉体的制备，在现代材料产业中发挥着
越来越紧要的作用。

而材料的碎裂对能源的消耗特别大。

据统计，在现
代工业中，约80%的能源被用于材料的碎裂和粉磨。

实践证明：在对材
料进行粉碎和碎裂时，采纳适当的助磨剂可以提高研磨产量、降低能耗。

1.助磨剂的概念和分类
助磨剂是在磨碎过程中向磨机系统添加的化学药剂的总称。

其作
用重要是提高磨矿效率、加快矿石颗粒的碎裂速度，并由于药剂的分散
作用，而更改矿浆的流变学特征，有的还可以对钢球和衬板起缓蚀作用，最后达到降低能耗、钢耗和进行选择性磨碎的目的。

可以用作助磨剂的物质很多，按物质状态可以分为固体、液体和
气体助磨剂。

▼常用助磨剂的种类及应用
2.助磨剂的作用机理
助磨剂的作用原理重要有两种观点：
一是“吸附降低硬度”学说，认为助磨剂分子在颗粒上的吸附降
低了颗粒的表面能或者引起近表面层晶格的位错迁移，产生点或线的缺陷，从而降低颗粒的强度和硬度；同时，阻拦新生裂纹的闭合，促进裂
纹的扩展。

二是“矿浆流变学调整”学说，认为助磨剂通过调整矿浆的流变
学性质和矿粒的表面电性等，降低矿浆的黏度，促进颗粒的分散，从而
提高矿浆的可流动性，阻拦矿粒在研磨介质及磨机衬板上的粘附以及颗
粒之间的团聚。

实际上，影响磨矿产量或产品细度的因素是很多而杂的，包括设
备类型、物料强度和硬度性质、表面性质、给料粒度、矿浆黏度或浓度、
颗粒的团聚和分散状态等。

因此，从整个细磨或超细磨工艺来看，上述
两种助磨剂作用原理是统一的、同时存在的。

从颗粒断裂的过程来看，助磨剂分子在新生表面的吸附可以减小
裂纹扩展所需的外应力，促进裂纹的扩展，因而可以提高粉碎效率或降
低粉碎能耗。

从粉碎工艺考虑，助磨剂能够降低矿浆粘度，并提高矿浆流动性；
从化学结构来说，助磨剂应具有良好的分散作用，能够调整矿浆
的粘度，具有较强的抗Ca2+、Mg2+本领，受pH值的影响较小等特性。

3.助磨剂作用效果的影响因素
助磨剂的作用效果受诸多因素的影响，包括助磨剂的用量、用法、矿浆浓度、pH值、被磨物料粒度及其分布、粉碎机械种类及粉碎方式等。

（1）助磨剂的用量
助磨剂的最佳用量与要求的产品细度、矿浆浓度、助磨剂和分散
剂的分子大小及其性质等有关。

（2）矿浆浓度或黏度
讨论表明：只有矿浆浓度或体系的黏度达到某一值时，助磨剂才
有较明显的助磨效果。

（3）粒度大小及其分布
粒度大小及其分布对助磨剂作用效果的影响体现在两个方面：
一是粒度越小，颗粒质量越趋于均匀，缺陷越小，粉碎能耗越高，助磨剂则通过裂纹形成和扩展过程中的防“闭合”和吸附降低硬度作用
可以降低颗粒的强度，提高其可磨度；
二是粒度越细，比表面积越大，在相同含固量情况下系统的黏度
增大。

因此，粒度越细、分布越窄，使用助磨剂的作用效果越显著。

换句话说，在粗磨时，助磨剂的作用与水差不多，故没有必要添
加助磨剂。

（4）矿浆pH值
矿浆pH值对某些助磨剂作用效果的影响也体现在两个方面：
一是通过对颗粒表面电性及定位离子的调整影响助磨剂分子与颗
粒表面的作用；
二是通过对矿浆黏度的调整影响矿浆的流变学性质和颗粒之间的
分散性。

4.助磨剂的应用讨论现状
助磨剂在实际应用时，除了要求合适的助磨剂品种外，助磨剂的
用量对助磨效果有很紧要的影响，用量较小时，助磨效率不明显；用量
太大时，不仅不能起到助磨的作用，还有可能起到“阻磨”的作用。

因此，客观上要求对各种不同物料的不同助磨剂及其用量进行试验讨论。

在考虑品种和用量的前提下，还应考虑其经济性、环保要求（无毒、无
污染）以及研磨产品的质量要求。

杨华明等对搅拌磨超细粉碎滑石的工艺进行了试验讨论，讨论表明，使用介质搅拌磨可以生产平均粒径小于1m的超细滑石粉。

该工艺
使用六偏磷酸钠为助磨剂。

助磨剂的存在使滑石粉表面的电位负的更大，加添了粉体之间的排斥力，促进了粉体颗粒之间的分散。

吴一善等对滑石粉碎过程中助磨剂种类对研磨效果的影响进行了
试验讨论。

结果表明，三乙醇胺是滑石湿磨的最佳助磨剂，具有分散作
用的丙酮、乙醇也可以作为滑石的助磨剂；三乙醇胺和乙醇混合使用则
不如单独使用；三乙醇胺重要通过降低矿浆粘度、更改矿浆流变性，从
而提高磨矿效率，同时，三乙醇胺还具有提高滑石颗粒分散性的作用。

杜高翔等对使用搅拌磨超细粉碎水镁石粉时助磨剂的应用效果进
行了试验讨论。

试验中分别选用9400分散剂（重要成分为聚丙烯酸盐）、WP—19分散剂（阳离子型羧酸共聚物）、5060分散剂（丙烯酸
与丙烯酸酯共聚物）、乙醇胺、二乙醇胺、三乙醇胺等作为助磨剂在相
同的试验条件下进行比较，结果表明三乙醇胺的助磨效果最好。

三乙醇
胺用量试验的结果表明，三乙醇胺用量为水镁石质量的0.5%时，助磨效
果最佳。

胡永公平对助磨剂在白土矿物磨矿中的应用进行了讨论。

结果表明，助磨剂的作用效果依次为：石油磺酸钠TF279三乙醇胺油酸钠。

当
石油磺酸钠的用量为0.155%时，其—500目产率可由76.5%提高到
84.9%。

另外，NaOH、碳酸钠和六偏磷酸钠等对白土矿物也有肯定的助
磨效果。

P.B.RajendranNair等讨论了间歇式搅拌磨超细粉碎方解石的过程中助磨剂的作用。

他们将硬脂酸钙添加到研磨体系中，测试研磨样品的
聚积密度、内摩擦角等参数。

讨论结果表明，所得样品的聚积密度因助
磨剂的存在而有所加添，而内摩擦角、压缩系数、有效摩擦角、拉伸强
度等参数则有所减小。

且这种变化随着超细粉碎的进一步进行而更加明显。

C.Frances等分析了间歇式球磨机的湿式研磨过程。

分析结果表明，使用间歇式球磨机对氢氧化铝粉进行研磨时，使用偏磷酸钠作为助磨剂
有较好的效果。

M.Hasegawa等系统地分析了液体助磨剂对干法粉碎石英的助磨效果，并对助磨剂的作用机理进行了分析。

试验中所用的助磨剂为几种醇
类和乙二醇类有机液体。

结果表明，几种醇类和乙二醇类有机物液体对
石英的研磨细度有明显的影响，加入助磨剂后研磨出的超细石英粉的最
大比表面积较没有加助磨剂的产品大。

而甘油和水对石英没有助磨作用。

他们经过分析认为助磨剂分子以多分子层的形式吸附于粉体表面，提高
了粉体的流动性，阻拦了超细粉的二次团聚。

同时，通过热分析认为其
吸附方式为化学吸附。

吸附反应发生后，石英表面由亲水性变为疏水性。

在不限制研磨时间的前提下，助磨剂的用量提高可以提高研磨产品的最
后粒度。

徐政等对重钙湿式振动超细磨中助磨剂的应用进行了讨论，通过对—325目重钙在振动磨中的试验讨论表明，所选4种助磨剂都有肯定
的助磨效果，但以六偏磷酸钠和X2的助磨效果最佳，其最佳用量为
0.5%，最适合的磨矿质量分数为60%。

同时还发觉，助磨剂的用量有一
个适用范围，当用量超过这个范围时，助磨效果就会变差。

粉体的制备在现代工业、经济和生活中发挥着越来越紧要的作用。

经过系统的试验讨论，选择价格低廉、助磨效果好、不影响粉体材料使
用性能的助磨剂，可以降低产品能耗，提高产品质量和产量。

我们应当
在前人讨论的基础上，连续进行助磨剂的作用规律和机理等方面的讨论
工作，以期更好地提高粉体加工的效率和降低能耗。