景德镇陶瓷学院
题目：原料研磨时间与颗粒度的关系
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院系：材料学院
专业：粉体材料科学与工程
完成日期：2013年6月05日
一. 实验设计方案
以蛇纹矿为原料，采用球磨工艺，利用250目筛子进行湿料过筛，得出同一重量的蛇纹矿经不同时间球磨后的颗粒度，以此达到原料研磨时间与颗粒度关系的实验设计。

实验流程：
配料 --→球磨 --→过筛 --→干燥 --→称重
二.实验原理
研磨方法一般可分为湿研、干研和半干研3类。

湿研：又称敷砂研磨，把液态研磨剂连续加注或涂敷在研磨表面，磨料在工件与研具间不断滑动和滚动，形成切削运动，湿研一般用于粗研磨。

干研：又称嵌砂研磨，把磨料均匀在压嵌在研具表面层中，研磨研磨时只须在研具表面涂以少量的硬脂酸混合脂等辅助材料，干研常用于精研磨半干研：类似湿研，所用研磨剂是糊状研磨膏。

研磨既可用手工操作，也可在研磨机上进行。

本实验采用的是无机材料加工过程中常用的球磨机湿研的方法，对于同一质量的同种原料，通过改变球磨的时间，将球磨过的原料经过同一大小的筛孔过滤后，称量筛子余下原料的干重,计算出未通过虑筛的原料占初始原料量的百分比。

通过比较相同质量的原料，在不同研磨时间的条件下通过相同虑筛的原料量，阐述原料研磨时间与颗粒度的关系。

三.实验原料及设备
原料：蛇纹矿（尾矿）若干
设备：电子天平1台
球磨罐6个
变频行星式球磨机（300Hz）
250目过滤筛3个
烘干机一台
四.实验步骤
1.在电子天平上称量6份100g蛇纹矿原料和6份200g氧化铝研磨球子，分别装入已编号为11,12，21,22，31,32的6个球磨罐，加入100mL水和一定量的稀释剂CMC溶液。

2.将编号为11,12,21,22的4个球磨罐固定于变频行星式球磨机的旋转卡槽内固定，设置频率为300Hz，开启球磨机。

3.过20分钟取出编号为11,12的两个球磨罐，再将编号为31,32的球磨罐放入球磨机旋转卡槽内固定，球磨40分钟后全部取出，即11,12、21,22、31,32球磨罐内原材料球磨时间分别为20、40、60分钟。

4.将编号为1,2,3的三个250目过滤筛称量其重量并记录，把编号为11,12
球磨罐内的湿料倒入1号过滤筛内过滤，对应的再将编号为21,22、31,32的球磨罐中的湿料分别倒入2、3号过滤筛中过滤，充分摇晃直至没有液体滤出，虑筛余下原料放入烘干机中烘干。

5.烘干后取出3个虑筛，依次将虑筛置于天平上称重，记录数据。

五.实验数据处理及结论
序号1号2号3号时间（min）20 40 60
250目筛重量（g）91.32 96.40 86.44
余料和筛重量（g）106.17 108.96 97.24 未通过量（g）14.85 12.56 10.80
对于标准过滤筛，一般来说，目数×孔径＝15000（微米），我国使用的是美国标准，按照美国泰勒标准筛的筛目尺寸对照表可以得出：
200目孔径≈75微米，250目孔径≈58微米，320目孔径≈45微米通过计算原料通过筛后的重量，分别得出每份原料研磨后在58微米以上的颗粒占总重量的：
1号：14.85% 2号：12.56% 3号：10.80% 分析得知前20min的球磨效率较高，85.15%原料的粒度已经被研磨至58微米以下，之后20min颗粒的粒度变化较慢，最后20min粒度变化很小，估计继续研磨效果更差，符合研磨过程中原料粒度变化的理论：原料研磨效率随研磨时间的增加而减少。

六.实验分析与总结
本次实验一定程度上验证了原料研磨时间与颗粒度关系，但实验方法粗略，存在大量误差。

由于方法及设备的限制，没有进一步验证原料研磨过程中达到一定小粒度后无法继续磨细的理论。

下面提出实验中可能产生的误差及改进方法。

实验误差的影响因素：
1.实验原料的影响：
原料的粒度，原料的初试粒度大小不一，但是对比实验中大小比例应该类似。

实验中采用蛇纹矿，也应控制类似的比例。

加入的水量和稀释剂量，水和稀释剂的量影响了球磨及过滤的效果。

实验中加入一定量的水和稀释剂方便了过滤过程。

2.实验设备的影响：
球磨机，不同的球磨设备，以及不同的球磨转速设定会影响球磨的最终结果，此次实验中的行星式球磨机转速偏低。

实验改进方法：
1.球磨方法：采用转速更高的高速球磨机
2.称量方法：过滤前先称过滤筛的重量，过滤烘干后直接称量过滤筛和原料的总重量
3.过滤方法：过滤时直接用水冲刷筛网过滤。