DOIWd货ss呢非金属矿开发利用六偏磷酸钠对黄铁矿超细粉碎影响的研究刘文萍12尹周澜1丁治英1陈启元1（1.中南大学化学化工学院，长沙，410083 2吉首大学化学化工学院，湖南吉首，416000）六偏磷酸钠与黄铁矿粉体的表面作用及黄铁矿粉体的界面作用能。结果表明，六偏磷酸钠能有效改善黄铁矿粉体在水中的研磨环境，显著降低矿浆表观粘度，提高粉碎效率。

　　当前，我国面临着石油供需形势严峻的局面，作为生产石油替代品的有效技术，煤直接液化对解决我国石油资源短缺、平衡能源结构、保障能源安全及国民经济持续稳定发展具有重大战略意义和现实意义112.煤直接液化工艺开发的关键是降低成本，使之在经济上具有竞争力，而催化剂又是降低成本的关键之一341.研究表明，黄铁矿粉体是一种催化活性高、廉价易得、对环境友好的煤直接液化用催化剂，且粉体粒径越小，越易分散，和煤接触就越充分，越有利于煤加氢裂解反应，催化剂的粒径每降低一个数量级，油收率就提高105~91.考虑到要经济合理地制备催化剂，对煤直接液化用黄铁矿催化剂好采用超细粉碎的机械化学方法制备。我国对煤直接液化用黄铁矿催化剂的筛选、评价进行了许多研究工作15 ~91，但对其超细粉碎的机械化学制备过程研究较少。

　　众所周知，在超细粉碎过程中，当颗粒粒度减小至微米级后，颗粒的缺陷减少，粉碎难度增加。同时，因比表面积及表面能显著增大，微细颗粒相互团聚（形成二次或三次颗粒）的趋势明显增强。如果不采取一定的工艺措施，粉碎效率将下降，单位产品能耗将明显提高，为了提高研磨效率，有必要添加助磨剂。关于助磨剂的助磨作用机理，目前主要有Rehbinder的“吸附降低硬度”和Klmpel的“矿浆流：2006-基金项目：国家自然科学基金资助重点项目（1.：（刘文（197腿人（讲师通士is主要g从囊超细粉体材gft研Served，http://wwwxnki.net变学调节”两种学说，它们都是基于一般的磨矿过SA440SX型Zeta电位和粒度分布仪测定稀悬浮液程110.关于助磨剂对黄铁矿超细粉碎过程的影响，的Z电位。

　　未见进行比较详细的分析。为此，本文探讨了将加1 0六偏磷酸钠研磨4h的黄铁矿粉体助磨剂六偏磷酸钠对黄铁矿超细粉碎的影响。经压片机压片，采用长春市第五光学仪器有限公司生产的C-I型润湿角测量仪，用垂滴法测定接1试验触角。

　　的9稀悬浮5液用3劳国忠念司栳tr的」毕变化A由见研磨初期两种粉体中位粒径bookmark2 1.1试验原料试验用黄铁矿原料的化学成分见表1原料粉体90小于70中位粒径为10541Mm.试验用水为蒸馏水，六偏磷酸钠为化学纯（临海白毛东风塑料化工厂生产）表1黄铁矿的化学成分元素含量1.2试验设备试验所用设备为小型立式搅拌磨，长沙矿冶研究院设计制造，该机由筒体、棒式搅拌器、传动装置和机架等组成。筒体有效内径为80cm有效容积为0.5L为防止铁污染，磨机筒体及搅拌器均采用不锈钢制造，且筒体附有冷却水夹套，传动装置由调速电机及减速机组成，电机功率0751W.工作时，筒体固定不动，电机经减速机驱动搅拌器在充满一定磨矿介质和被磨物料的筒体内旋转，磨矿介质和物料在筒体内做多维循环运动和自转运动，介质球和物料在筒体内上下、里外相互交换，在磨矿介质压力和螺旋回转产生的挤压力下，利用摩擦、少量的冲击和剪切粉磨物料1111. 1.3试验方法试验时加黄铁矿原料150g加直径2 ~3钢球1500g然后加入127ml―定浓度的六偏磷酸钠水溶液作为超细粉碎的液体介质，矿浆浓度为54，搅拌器转速固定为600r/nin研磨至一定时间后直接取样，采用英国马尔文公司生产的Mastersizefi000型激光粒度分析仪测定粉体粒度；采用成都仪器厂生产的NXS-11A型旋转粘度计测定矿浆粘度。

　　取黄铁矿粉体在水中研磨4h的矿浆滴加到含有一定浓度六偏磷酸钠的水溶液中，配成浓度为3 2结果与讨论21六偏磷酸钠对粉碎效果的影响在同一研磨条件下，粉碎后物料的粒度大小是评价粉碎效率的重要参数之一，粒度越小，粉碎效率越高。为研磨4h六偏磷酸钠浓度对黄铁矿粉体中位粒径的影响情况。由可见：粉体中位粒径随着六偏磷酸钠浓度的增大，呈先减小后增大的趋势。在浓度为1 00时六偏磷酸钠对黄铁矿超细粉碎的助磨效果较佳。

　　0六偏磷酸钠和不加六偏磷酸钠时，黄铁矿粉体中位粒径随研磨时间的差别不大，随研磨时间的延长，差别逐渐增大；到了粉碎后期，不加六偏磷酸钠时，粉体中位粒径基本不变，而加入10六偏磷酸钠时，粉体中位粒径仍在下降。可见越到粉碎后期，六偏磷酸钠的助磨效果越明显。

　　22六偏磷酸钠对粉碎行为的影响助磨剂的加入必然会引起矿浆性质特别是流变性的变化，六偏磷酸钠对磨矿过程的影响也证明了这一点。对于六偏磷酸钠在黄铁矿超细粉碎过程的作用，从矿浆粘度随研磨时间的变化中可以看出，超细磨矿时间越长，六偏磷酸钠对矿浆粘度的影响越显著，具体表现在矿浆粘度的降低幅度更大。

　　23六偏磷酸钠对黄铁矿粉体表面的作用在设备和研磨条件一定时，矿浆的粘度直接决定研磨物料与研磨介质之间的相互撞击、剪切、摩擦和挤压作用的强度，因此任何影响矿浆粘度的因素都会影响研磨效率112 131.由和可见，粉碎后期，不加六偏磷酸钠时，黄铁矿矿浆粘度太大，流动性差，研磨介质在矿浆中的运动速度减小，其冲击能量和频率降低，使研磨介质与物料颗粒的有效研磨作用降低；同时，矿浆中颗粒的粘性阻力阻碍颗粒进入破碎区域使颗粒粘附在介质和衬板上，颗粒间发生团聚，因此粉体中位粒径基本不变。而加1 0六偏磷酸钠时，黄铁矿矿浆仍具有合适粘度，可保证物料在磨机内的合理分布，可调节物料之间的相互依存状态和物料与研磨介质之间的有效研磨，因此粉体中位粒径仍在下降，从而提高了粉碎效率。）6是一种硬而透明的玻璃这样一个独立的单位，而是一个长链状的聚合物，链六偏磷酸钠在水溶液中很容易电离：电离产生的多聚磷酸根阴离子带有较多单位的负电荷。

　　为黄铁矿粉体在不同浓度的六偏磷酸钠溶液中Z电位的变化情况。由可见，六偏磷酸钠的加入，使黄铁矿粉体在水溶液中的Z电位由正变成了负，且值变大，颗粒之间的静电排斥力就会增大，这也说明带有较多单位负电荷的多聚磷酸根阴离子在黄铁矿粉体表面发生了吸附。六偏磷酸钠易溶于水，黄铁矿粉体表面吸附了多聚磷酸根阴离子就会增强颗粒表面的亲水性，减小颗粒间的疏水吸引作用能。这样黄铁矿粉体在六偏磷酸钠溶液中的总的吸引作用能就会比在水中的小，因此，加入六偏磷酸钠能显著降低研磨矿浆粘度，促进颗粒的分散，从而提高矿浆的可流动性，阻止矿粒在介质和衬板上的粘附以及颗粒之间的团聚。

　　八tt磷睃钠浓度）六偏磷酸钠浓度对黄铁矿粉体，电位的影响24六偏磷酸钠对黄铁矿粉体界面作用的影响矿浆粘度的大小是矿浆中颗粒间及颗粒与液体介质间相互作用和聚集程度的标志，与粉体颗粒在液中各界面作用能所需表面能见表371994-2015ChinaAcademic表s52）和