石灰石和石灰粉的靜電和流動特性

2020-12-21

介紹

石灰石(碳酸鈣)粉及其衍生物廣泛應用于建筑業、化工、冶金工業以及農業。這些粉末具有高粘性，添加劑通常用于增強其流動性。添加劑和添加劑的添加量必須仔細考量，以優化生產過程。在此研究中，使用了乙醇型添加劑。

在目前的應用說明中，我們展示了如何使用顆粒測量儀來量化流動增強劑添加劑的效果。此外，還利用顆粒電荷儀對粉末的靜電性質進行了研究。考慮了不同的石灰石衍生產品:碳酸鈣CaCO3(石灰石)，氫氧化鈣Ca(OH)2(水化石灰)和氧化鈣CaO(生石灰)。

引起粉末內聚性的主要力有范德華力(在兩個固體接觸時總是存在)、毛細力(與含水量有關)和靜電力。因此，摩擦電效應導致粉末內部靜電電荷的出現可以增加粉末的內聚性。因此，除了由顆粒預先形成的粘結性測量，顆粒電荷靜電測量允許更精確地預測粉末在工藝線內的行為。

結論和討論

下一幅圖顯示了氧化鈣粘結指數隨添加劑含量的變化規律。用顆粒在20RPM轉速下測定粘聚指數。加入少量添加劑后，粘結性明顯下降。如果加入更多的添加劑，內聚性在顯著增加前是穩定的。我們將在以后證明這種內聚性的增加與靜電電荷有關。

用Granucharge測量了粉末與不銹鋼接觸流動時的電荷密度。下一個圖是石灰石中不同產物的電荷密度。觀察到顯著的差異。粗的(d>30um)和細的(d<20um)石灰Ca(OH)2粉體不會獲得相同的電荷。特別是，細粉的電荷較少，當然是由于結塊的存在。對于粗粉，顆粒移動更自由，導致更高的摩擦起電性。生石灰在添加或不添加添加劑時，差異是顯著的。添加劑改變了電荷符號，大大增加了電荷的數量。因此，添加劑在整體降低顆粒間粘結力的同時，卻增加了具體的靜電粘結力。這一觀察結果當然解釋了添加劑含量過高時，粘結性增加的原因。

用造粒儀測量了粉末與不銹鋼接觸流動時的電荷密度。下一個圖是石灰石中不同產物的電荷密度。觀察到顯著的差異。粗的(d>30um)和細的(d<20um)石灰Ca(OH)2粉體不獲得相同的電荷。特別是，細粉的電荷較少，當然是由于結塊的存在。對于粗粉，顆粒移動更自由，導致更高的摩擦起電性。生石灰在添加或不添加添加劑時，差異是顯著的。加法改變了電荷符號，大大增加了電荷的數量。因此，添加劑在整體降低顆粒間粘結力的同時，卻增加了具體的靜電粘結力。這一觀察結果當然解釋了添加劑含量過高時，粘結性增加的原因。

*，粉末中少量的水分會降低靜電力。事實上，水的存在大大增加了粉末的電導率，導致靜電電荷的消散。這一效果已用GranuCharge進行了量化。下一個圖表顯示了與不銹鋼接觸后的流量(i)對于含水量為0,4%的水化石灰樣品，以及(ii)對于經過干燥過程的樣品，所測得的電荷密度。干燥過程后摩擦起電率乘以因子6。

結論

顆粒流量計能夠確定石灰石及其衍生物的流量增強劑添加量。此外，用顆粒電荷粉末摩擦靜電計進行的分析，可以更精確地理解內聚性背后的機制。特別是當添加劑的用量過大時，由于電荷的出現，粉末變得粘稠。后，證明了含水量對靜電電荷的影響。

相關文獻

Measuring the flowing properties of powders and grains, G. Lumay, F. Boschini, K. Traina, S. Bontempi, J.-C. Remy, R. Cloots, and N. Vandewall, Powder Technology 224, 19-27 (2012)

粉體靜電吸附性能分析儀

GranuCharge自動精確地測量粉體在與選定材料接觸過程中產生的靜電荷量。粉體樣品在振動的V型管中流動，落在與靜電計相連的法拉第杯中。靜電計測量粉體在V形管內流動時所獲得的電荷。為了獲得可重復的結果，采用旋轉或振動裝置有規律地給V形管進料。

優勢

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• 測量方法簡單、快速且易于解釋。

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