中試實(shí)驗報告范文1200字
在中國礦業(yè)大學(xué)(北京)鄭老師研究成果的的支撐下,我公司于20XX年5月14日進(jìn)行了板材用硅微粉改性試驗。根據粒度、白度、水分以及吸油值等指標考察改性效果,并重點(diǎn)通過(guò)客戶(hù)的試用情況確定改性后的硅微粉是否能降低樹(shù)脂用量,是否能提高混合漿料的流動(dòng)性。通過(guò)中試試驗,為以后的工業(yè)化生產(chǎn)提供依據。
一、 試驗背景及目的
板材用硅微粉是一種制造人造石英石板材的主要原料,該產(chǎn)品成分純凈,SiO2含量大于99.0%,不含任何放射性元素,具備高檔填料所要求的低雜質(zhì)、高細度、高填充量、高硬度、高電阻率、耐酸堿等特性。它不僅賦予人造石材良好的致密性和耐酸堿腐蝕性,還能有效改善石材加工流動(dòng),分散工藝,使合成品能夠接納較高比例的填充料,有效降低生產(chǎn)成本。
由于人造石英板材與人造大理石板材相比的諸多優(yōu)勢,逐漸被國內外廣大用戶(hù)所喜歡,特別是櫥柜板行業(yè)已全面開(kāi)始使用,需求量大增,從而帶動(dòng)了板材用硅微粉產(chǎn)業(yè)的.快速發(fā)展,F板材年生產(chǎn)量為1500萬(wàn)平方米,板材用硅微粉年用量18.6萬(wàn)噸,年增長(cháng)比例10%。伴隨著(zhù)板材用硅微粉用量的增長(cháng),人造石英板材生產(chǎn)商對板材用硅微粉的質(zhì)量要求也越來(lái)越高。其中,低吸油值的板材用硅微粉不僅能夠改善石英石板材的加工性能,而且能夠降低板材生產(chǎn)過(guò)程中的樹(shù)脂用量,從而大幅度降低生產(chǎn)成本。目前,已有幾家客戶(hù)反映我公司生產(chǎn)的板材用硅微粉存在著(zhù)樹(shù)脂用量偏高,加工過(guò)程中混合漿料的流動(dòng)性
差等問(wèn)題。與此同時(shí),與我公司存在競爭關(guān)系幾家板材粉供應商已經(jīng)開(kāi)始批量生產(chǎn)經(jīng)改性的板材用硅微粉,并經(jīng)客戶(hù)反映該產(chǎn)品的性能優(yōu)于我公司生產(chǎn)的板材用硅微粉。為此,我公司擬通過(guò)對硅微粉進(jìn)行表面改性的方法降低產(chǎn)品吸油值,適應客戶(hù)需求,提高我公司板材用硅微粉的市場(chǎng)競爭力。
中國礦業(yè)大學(xué)(北京)的鄭水林教授是粉體加工領(lǐng)域的專(zhuān)家,尤其是在粉體表面改性技術(shù)方面具備豐富的經(jīng)驗,先后參與或主持過(guò)數項與之相關(guān)的國家級、省級和企業(yè)委托科研項目。鄭教授所開(kāi)發(fā)的硅微粉表面改性劑能顯著(zhù)降低產(chǎn)品吸油值,與不飽和樹(shù)脂體系的相容性好,而且成本低于市場(chǎng)上常用的硅烷偶聯(lián)劑及人造石專(zhuān)用助磨改性劑。因此,經(jīng)過(guò)深入的市場(chǎng)分析和實(shí)驗室研究,我公司決定選用鄭教授開(kāi)發(fā)的硅微粉表面改性劑作為中試試驗原料。
二、 試驗原理
通過(guò)表面改性,可以將粉體顆粒表面原有的極性基團改為非極性基團,降低表面能,顆粒間摩擦力減小,潤滑性變得更好,可以提高硅微粉與有機高分子的親和性、相容性以及流動(dòng)性、分散性。而且,粉體顆粒堆積的更加緊密,堆積密度增大,吸油值減小。
入磨物料與表面改性劑混合進(jìn)入球磨機后,粉體顆粒和包覆材料在磨倉中經(jīng)過(guò)強烈沖擊,利用超細粉碎過(guò)程和其他強烈機械力作用激活顆粒表面,使其結構復雜或無(wú)定型化,增強它與有機物的反應活性,從而使改性劑均勻包覆在顆粒表面。
三、 試驗原料及設備
原料:咸寧原礦、改性劑(鄭老師研制)、自來(lái)水
設備:計量泵、自制藥劑桶(見(jiàn)圖1);球磨分級系統
四、 中試試驗工藝簡(jiǎn)介
原計劃改性劑摻量為0.25%,按照改性劑:水=1:3的比例混合好后倒入藥劑桶中,通過(guò)計量泵從球磨機入料口摻入到磨機中。試驗改性劑共15公斤,需摻水45公斤,按照小時(shí)產(chǎn)量2.6噸計算,預計每小時(shí)改性劑的用量為6.5公斤,因此在計量泵流量保持穩定和精準的情況下(即控制流量26kg/h),改性劑和水混合液體的滴加時(shí)間為
2.3h。球磨機開(kāi)機運行后,改性劑同時(shí)開(kāi)始滴加,考慮到球磨機開(kāi)機運行前倉內仍剩余大約3t左右的料,開(kāi)機后需先用改性后的磨粉將球磨機內剩余的料擠出,因此開(kāi)機后1.2h左右的粗粉料倉出料仍主要是球磨機內原剩余的未改性粉,在此之后的粗粉料倉下料才是穩定的經(jīng)改性的產(chǎn)品,即在開(kāi)機后1.2h-2.3h之間的產(chǎn)品是經(jīng)過(guò)完全改性的,其試驗分析結果和客戶(hù)試用結果最具參考價(jià)值。
五、 中試試驗過(guò)程
中試試驗開(kāi)始前先清空粗粉料倉,12:23分開(kāi)動(dòng)球磨機,同時(shí)打開(kāi)計量泵滴加改性劑。12點(diǎn)40分開(kāi)始下第一包料,而后每隔15分鐘下一包料,按照順序編號為1、2、3。。。,并標記好每包重量,下完一包料后立即進(jìn)行取樣化驗。由于計量泵調節精度的限制以及計量誤差,原定于2.3h內滴加完的改性藥劑于15:21分才全部滴加完成,總耗時(shí)2.97h,按照產(chǎn)量核算改性劑的摻量只有0.20%,比原計劃的0.25%的摻量低0.05%左右。改性劑滴加完成后,球磨機繼續運轉了半個(gè)小時(shí),于15點(diǎn)55分下完最后一包料后停機。
六、 中試試驗結果與分析
本次試驗球磨分級系統運轉3小時(shí)32分,共生產(chǎn)板材粉8.9t,小時(shí)產(chǎn)量2.52t,球磨機分級系統共耗電782度,生產(chǎn)每噸板材粉需耗電87.9度。共下料14包,具體每包料的重量和檢化驗分析測試結果如下:
1、 產(chǎn)量變化情況
從12點(diǎn)40分下第一包料開(kāi)始,每隔15分鐘下一包料,直至15點(diǎn)55分球磨機停機,共下料14包依次編號為1、2、3。。。產(chǎn)量變化如下所示:
球磨分級系統穩定運行后,產(chǎn)量基本保持穩定狀態(tài),穩定運行的小時(shí)產(chǎn)量為2.6t。
2、 粒度變化情況
每下完一包料后,檢化驗員及時(shí)從每包料內取一個(gè)樣品檢測粒度、白度以及吸油值和水分,編號和下料編號保持一致。其中,D50、D100的檢測結果如圖3、圖4所示:
可以看出,在球磨分級系統運行期間,產(chǎn)品粒度基本保持穩定,D50在20±1.5μm范圍內波動(dòng),D100也在134.46-152.54μm范圍之間變化,均為合格品。
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