Изготовление наполнителей для пластмасс в противоточных струйных мельницах

Качество цвето-нейтральных наполнителей пластмасс, лаков и красок повышается с увеличением их дисперсности и чистоты. Сейчас большую часть таких наполнителей получают измельчением в шаровых (вращающихся и вибрационных) мельницах. Однако по мере увеличения продолжительности процесса в мельницах растет агрегация дисперсных частиц и загрязнение их соединениями железа — продуктами абразивного износа мелющих тел. Керамические мелющие значительно снижают производительность мельниц и изнашиваются гораздо интенсивнее металлических. Иногда это влияет на технологические свойства наполнителей, а также на экономичность работы оборудования.

Загрязнение порошков продуктами износа в высокоскоростных ударных мельницах на один-два порядка ниже, чем в шаровых Скорость удара в молотковых мельницах и дезинтеграторах (до 110—120 м/сек) не всегда достаточна 1 для достижения требуемой тоннны помола Поэтому все чаще применяют мельницы, в которых кинетическая энергия частицам измельчаемого материала передается высокоскоростными (то 600—ТОО м/сек) газовыми потоками. Преимущество таких мельниц — малый абразивный износ металла вследствие самоизмельчення.

Энергоноситель в струйных мельницах — сжатый воздух, азот давлением 075—25 атм (чаще всего 7—8 атм) с тимпературой 20—700°С и перегретый пар — давлением 10—12, а иногда до 70 атм и температурой 290—430°С2,3.

Авторы измельчали кальцит и доломит в двух противоточных струйных мельницах В одной из них (УСВ-600) применяли воздушный энергоноситель давлением 7—8 атм и температурой 20— 60°С. в другой (ГМС)—энергоноситель в виде горячих продуктов сгорания давлением 0,4—0,55 атм и температурой 350- -500°С2-4.

Максимальную скорость истечения газа (в м/сек) определяли по формуле


Сжатый воздух для УСВ 600 генерировался в компрессоре типа 200 В-10/8, оборудованном холодильником, масло- водоотделителем и ресивером; горячий газ для ГМС — в камерах сгорания, работавших па жидком топливе — авиационном керосине и воздухе, нагнетаемом трубовоздуходувкой ТВ 50

Воздухоструйная и газоструйная мельницы различаются типами питателей (вибронататель в первой и шнековый с вариатором- во второй), количеством ступеней пылеосаждения, а также конструкцией классификатора.

Воздухоструйная мельница оборудована отбойно-вихревым классификатором КОВ-600 с массивным коническим ротором, верхняя часть которого заканчивается радиально расположенными лопатками. Газоструйная, где объем газов примерно в три раза больше, — классификатором КПРД с жестко закрепленной конической частью и ротором, выполненным в виде цилиндрической турбины с радиальными лопатками Вал турбины вращается в самоустанавлавающемся подшипниковом узле Дисперсность исходных материалов приведена в табл. 1.





Результаты опытов по воздухоструй- ному измельчению приведены в табл. 2 и 3. По данным микроанализа в готовом продукте во всех экспериментах частиц более 24 мкм не был о. Частицы от 12 до 24 мкм составляли 3—6%. Их основная масса (80—90%) имела размеры до 5 мкм. Относительно невысокая поверхность порошков—6000— 6500 см2/г свидетельствует о незначительном содержании фракций менее 1 мкм Это объясняется как пылеуносом (3—5%) нх, так н особенностями процесса ударного измельчения, при котором образование сверхтонких фракций сравнительно мало. Энергозатраты па помол составляют 300—800 квт-ч/т. Следует отметить, что доломит измельчается лучше, чем кальцит в 1,25—1,35 раза. Дисперсность полученного кальцита и доломита струйного помола отвечает требованиям к кальциту «экстра» и доломиту I-го сорта (табл. 3)

В табл. 4 приведены результаты экспериментов по измельчению кальцита и доломита горячим газом низкого давления. Дисперсность полученных порошков в этом случае несколько ниже, чем при измельчении сжатым воздухом, что объясняется плохой работой классификатора. Однако стоимость измельчения н затраты газовой энергии на единицу вновь образованной поверхности сравнительно низки.

Полученные наполнители испытаны в эмалевом цехе завода им. Менделеева объединения Лакокраскам. Изготовлены три партии светло-серой эмали ПФ-115: серийная без наполнителей и опытные, в которых цинковые белила, часть двуокиси титана РО-2, сажа ПМ-15 и пигмент желтый, железоокисный заменены смесью кальцита, доломита и барита струйного помола. Качество изготовленных эмалей соответствует требованиям ГОСТ 6465—63. Экономический эффект применения микронаполнителей составляет 24,3 руб. на 1 т эмали (за счет экономии сырьевых материалов).