سیلیکات سدیم (HLNAP-3)

فرآیند پودر شدن (مانند آسیاب جریان هوا یا آسیاب مکانیکی) چه تاثیری دارد مدول (M): سیلیکات سدیم پودری 2.9±0.1 در توزیع اندازه ذرات؟

در صنایع شیمیایی، سیلیکات سدیم پودری یک فرآورده مهم سیلیکونی معدنی است و به دلیل خواص فیزیکی و شیمیایی منحصر به فرد آن، کاربرد وسیعی دارد. Tongxiang Hengli Chemical Co., Ltd در تولید محصولات سیلیکونی معدنی، از جمله بیش از 30 نوع مانند سیلیکات سدیم و سیلیکات پتاسیم تخصص دارد. از این میان، شیشه آب پودری (مدل HLNAP-3، مدول 2.9±0.1) محصولی است که از خشک کردن و پاشش شیشه آب مایع تهیه می شود. مزایای قابل توجهی مانند محتوای بالا، رطوبت کم و حمل و نقل و ذخیره سازی آسان دارد. این به طور گسترده ای در مواد شوینده، افزودنی های سیمان خشک شونده سریع و سایر زمینه ها استفاده می شود. در فرآیند تولید سیلیکات سدیم پودری، فرآیند پودر شدن یکی از عوامل کلیدی موثر بر توزیع اندازه ذرات آن است. فرآیندهای مختلف پودر کردن (مانند آسیاب جریان هوا یا آسیاب مکانیکی) اثرات متفاوتی بر توزیع اندازه ذرات محصول خواهند داشت و در نتیجه بر عملکرد و اثر کاربرد محصول تأثیر می‌گذارند.

1. مروری بر پودر سیلیکات سدیم

سیلیکات سدیم پودری که به عنوان شیشه آب پودری فوری نیز شناخته می شود، یک محصول جامد است که از شیشه آب مایع از طریق خشک کردن، خرد کردن و سایر فرآیندها ساخته می شود. در مقایسه با لیوان آب مایع، دارای مزایای قابل توجهی از جمله محتوای زیاد، آب کم، حمل و نقل و نگهداری آسان، صرفه جویی در هزینه های بسته بندی و حمل و نقل است و به سرعت قابل حل و استفاده در محل می باشد. با در نظر گرفتن شرکت Tongxiang Hengli Chemical، با مسئولیت محدود، سیلیکات سدیم پودر فوری - HLNAP-3 به عنوان مثال، مدول آن (M) 0.1±2.9 است، محتوای دی اکسید سیلیکون (SiO2) بین 55.0-60.0٪، محتوای Na2O بین 0.62٪، 0.0-2. 0.69 کیلوگرم در لیتر، سرعت انحلال (30 درجه سانتیگراد) ≤240S است و اندازه ذرات (نرخ عبور 100 مش درصد) ≥95 است. این شاخص‌های عملکرد باعث می‌شود که آن را به طور گسترده در مواد شوینده، افزودنی‌های خشک‌شونده سریع سیمان، اتصالات صنعتی، چسباننده‌های مقاوم در برابر دمای بالا و سایر زمینه‌ها استفاده شود.

2. طبقه بندی و اصل فرآیند خرد کردن

فرآیند خرد کردن، فرآیند خرد کردن قطعات بزرگ مواد به اندازه ذرات مورد نیاز است. با توجه به اصل خرد کردن و تجهیزات، فرآیندهای رایج خرد کردن شامل آسیاب جریان هوا و آسیاب مکانیکی است.
(I) آسیاب جریان هوا
آسیاب جریان هوا که با نام آسیاب جریان هوا نیز شناخته می شود، دستگاهی است که با استفاده از جریان هوای پرسرعت (مانند هوای فشرده، بخار فوق گرم یا گازهای دیگر) ذرات مواد را با هم برخورد کرده و به یکدیگر و بین ذرات و دیواره دستگاه ساییده می شود تا له شود. اصل کار آن این است: هوای فشرده جریان هوای پرسرعتی را از طریق نازل تشکیل می دهد و مواد به وسیله جریان هوای با سرعت بالا وارد محفظه خرد کن می شود. در محفظه خرد کردن، برخورد شدید، اصطکاک و برش بین ذرات مواد، بین ذرات و جریان هوا و بین ذرات و دیواره دستگاه وجود دارد، به طوری که مواد خرد می شوند. مواد خرد شده با جریان هوا وارد محفظه طبقه بندی می شود. در محفظه طبقه‌بندی، ذرات ریز که الزامات اندازه ذرات را برآورده می‌کنند، توسط نیروی گریز از مرکز و جریان هوا از هم جدا می‌شوند، در حالی که ذرات درشت به محفظه خرد کردن باز می‌گردند تا خرد شدن را تا رسیدن به اندازه ذرات مورد نیاز ادامه دهند.
آسیاب جریان هوا دارای ویژگی های زیر است:
نیروی مکانیکی وارد بر مواد در طی فرآیند خرد کردن کم است و گرم شدن بیش از حد آن آسان نیست. برای خرد کردن مواد حساس به حرارت، نقطه ذوب پایین و مواد با خلوص بالا مناسب است.
توزیع اندازه ذرات مواد خرد شده باریک است، یکنواختی اندازه ذرات خوب است و خرد کردن در سطح میکرون یا حتی در سطح نانو قابل دستیابی است.
این تجهیزات ساختار ساده ای دارد، تمیز کردن و نگهداری آن آسان است و برای عملیات خرد کردن در محیطی استریل و بدون آلودگی مناسب است.
راندمان خرد کردن بالایی دارد، می تواند به طور مداوم تولید شود و ظرفیت تولید زیادی دارد.
(II) آسیاب مکانیکی
آسیاب مکانیکی وسیله ای است که از نیروی مکانیکی (مانند نیروی ضربه، نیروی سنگ زنی، نیروی برشی و ...) برای شکستن ذرات مواد استفاده می کند. آسیاب های مکانیکی متداول شامل آسیاب های گلوله ای، آسیاب های ریموند، آسیاب های چکشی و غیره می باشد. با در نظر گرفتن نمونه آسیاب گلوله ای، اصل کار آن این است: تعداد و اندازه معینی از مواد آسیاب (مانند گلوله های فولادی، گلوله های چینی و غیره) در سیلندر آسیاب گلوله ای نصب می شود. هنگامی که سیلندر می چرخد، محیط سنگ زنی تحت اثر نیروی گریز از مرکز و اصطکاک به ارتفاع معینی بلند می شود و سپس به شکل سهموی می افتد که اثر ضربه و سنگ زنی روی مواد دارد، به طوری که مواد خرد می شود. در طول فرآیند خرد کردن، مواد به طور مداوم توسط رسانه های آسیاب ضربه خورده و آسیاب می شوند و همچنین به طور مداوم در سیلندر چرخانده و مخلوط می شوند و در نتیجه خرد شدن و همگن شدن مواد حاصل می شود.
آسیاب مکانیکی دارای ویژگی های زیر است:
کاربردهای وسیعی دارد و می توان از آن برای خرد کردن مواد با سختی و خواص مختلف استفاده کرد.
تجهیزات دارای ساختار ساده، هزینه کم و تعمیر و نگهداری آسان است.
راندمان خرد کردن نسبتاً کم است و گرما به راحتی در طول فرآیند خرد کردن تولید می شود که ممکن است تأثیر خاصی بر عملکرد مواد داشته باشد.
توزیع اندازه ذرات مواد خرد شده گسترده است و یکنواختی اندازه ذرات ضعیف است.

3. تأثیر فرآیندهای مختلف خرد کردن بر توزیع اندازه ذرات سیلیکات سدیم پودری

(I) تأثیر آسیاب جریان هوا بر توزیع اندازه ذرات سیلیکات سدیم پودری
توزیع اندازه ذرات باریک و یکنواختی خوب: از آنجایی که آسیاب جریان هوا از جریان هوای با سرعت بالا استفاده می کند تا ذرات مواد با هم برخورد کنند و به یکدیگر ساییده شوند تا به خرد شدن برسند، نیروی وارد بر ذرات مواد در طول فرآیند خرد کردن نسبتاً یکنواخت است، بنابراین توزیع اندازه ذرات سیلیکات سدیم پودر خرد شده باریک است و یکنواختی اندازه ذرات خوب است. به عنوان مثال، در طول فرآیند خرد کردن آسیاب جریان هوا، ذرات مواد با سرعت بالا تحت فشار جریان هوا با سرعت بالا با یکدیگر برخورد می کنند. نیروی ضربه و نیروی برشی ایجاد شده در طول برخورد می تواند ذرات ماده را به طور یکنواخت شکسته و در نتیجه محصولی با توزیع اندازه ذرات نسبتاً متمرکز بدست آورد.
می تواند به خرد کردن بسیار ریز دست یابد: آسیاب جریان هوا از راندمان خرد کردن بالایی برخوردار است و می تواند به خرد کردن سطح میکرون یا حتی در سطح نانو دست یابد. برای سیلیکات سدیم پودری با مدول (M): 0.1±2.9، فرآیند پودرسازی آسیاب جریان هوا می‌تواند اندازه ذرات آن را تا محدوده کوچک‌تری مانند زیر سطح میکرون خرد کند و در نتیجه سطح ویژه و واکنش‌پذیری محصول را افزایش دهد تا بتواند نقش بهتری در فرآیند کاربرد داشته باشد. به عنوان مثال، در زمینه مواد شوینده، سیلیکات سدیم پودر بسیار ریز را می توان بهتر با سایر مواد ترکیب کرد تا اثر شستشوی مواد شوینده را بهبود بخشد. در زمینه افزودنی های سریع خشک شدن سیمان، سیلیکات سدیم پودری فوق ریز می تواند با سیمان سریعتر واکنش داده و زمان گیرش سیمان را کوتاه کند.
قابلیت کنترل قوی توزیع اندازه ذرات: آسیاب جریان هوا می تواند اندازه ذرات پودر شدن و توزیع اندازه ذرات را با تنظیم پارامترهای فرآیند مانند سرعت جریان هوا، فشار محفظه پودر شدن و سرعت طبقه بندی کننده کنترل کند. به عنوان مثال، افزایش سرعت جریان هوا می تواند انرژی برخورد بین ذرات مواد را افزایش دهد و در نتیجه راندمان پودر شدن را بهبود بخشد و اندازه ذرات را پس از پودر شدن کاهش دهد. تنظیم سرعت طبقه‌بندی‌کننده می‌تواند اندازه نیروی گریز از مرکز را در محفظه طبقه‌بندی تغییر دهد، در نتیجه محدوده اندازه ذرات مواد ذرات ریز جدا شده را کنترل می‌کند و به کنترل دقیق توزیع اندازه ذرات دست می‌یابد.
(II) تأثیر آسیاب مکانیکی بر توزیع اندازه ذرات سیلیکات سدیم پودری
توزیع اندازه ذرات گسترده و یکنواختی ضعیف است: سنگ زنی مکانیکی عمدتاً از نیروی مکانیکی (مانند نیروی ضربه، نیروی سنگ زنی و غیره) برای شکستن ذرات مواد استفاده می کند. نیروی وارد بر ذرات مواد در طول فرآیند خرد کردن ناهموار است، بنابراین توزیع اندازه ذرات سیلیکات سدیم پودر شده پس از خرد کردن گسترده است و یکنواختی اندازه ذرات ضعیف است. به عنوان مثال، در فرآیند خرد کردن آسیاب گلوله ای، تصادفی خاصی در مسیر حرکت و نیروی ضربه محیط آسیاب وجود دارد که منجر به درجه ناسازگار خرد شدن ذرات مواد می شود و در نتیجه تفاوت زیادی در اندازه ذرات ایجاد می شود. برخی از ذرات بسیار ریز خرد می شوند، در حالی که برخی دیگر هنوز بزرگ هستند، که باعث می شود محدوده توزیع اندازه ذرات محصول گسترده باشد.
اندازه ذرات خرد کننده بزرگ: در مقایسه با آسیاب های جریان هوا، راندمان خرد کردن آسیاب های مکانیکی نسبتا کم است و رسیدن به خرد کردن بسیار ریز دشوار است. سیلیکات سدیم پودر شده پس از خرد کردن، اندازه ذرات بزرگتری دارد. برای سیلیکات سدیم پودری با مدول (M): 0.1±2.9، فرآیند خرد کردن آسیاب مکانیکی معمولاً فقط می تواند اندازه ذرات آن را در محدوده ده ها میکرون یا حتی درشت تر خرد کند، که تا حدودی بر عملکرد و دامنه کاربرد محصول تأثیر می گذارد. به عنوان مثال، در زمینه ریخته گری دقیق، سیلیکات سدیم پودری ریز برای اطمینان از کیفیت سطح و دقت ریخته گری مورد نیاز است، در حالی که محصولات خرد شده توسط آسیاب مکانیکی ممکن است الزامات را برآورده نکنند.
کنترل ضعیف توزیع اندازه ذرات: پارامترهای فرآیند آسیاب مکانیکی نسبتاً ثابت هستند و قابلیت کنترل توزیع اندازه ذرات ضعیف است. اگرچه اثر خرد کردن را می توان با تنظیم اندازه، کمیت، سرعت سیلندر و سایر پارامترهای رسانه آسیاب تحت تأثیر قرار داد، دامنه چنین تنظیمی محدود است و دستیابی به کنترل دقیق توزیع اندازه ذرات دشوار است. بنابراین، توزیع اندازه ذرات سیلیکات سدیم پودر خرد شده توسط آسیاب مکانیکی اغلب به اندازه کافی پایدار نیست و به راحتی تحت تأثیر عواملی مانند خواص مواد و وضعیت عملکرد تجهیزات قرار می گیرد.

4. عوامل مؤثر بر تأثیر فرآیند خرد کردن بر توزیع اندازه ذرات

(I) خواص مواد
سختی، شکنندگی، رطوبت و سایر خواص مواد بر اثر فرآیند خرد کردن بر توزیع اندازه ذرات تأثیر می‌گذارد. برای موادی با سختی بالاتر و شکنندگی بیشتر، در طول فرآیند آسیاب جریان هوا راحت‌تر خرد می‌شوند و کنترل توزیع اندازه ذرات آسان‌تر است. برای مواد با سختی کمتر و چقرمگی بیشتر، آسیاب مکانیکی ممکن است مناسب تر باشد، اما توزیع اندازه ذرات ممکن است گسترده تر باشد. علاوه بر این، رطوبت مواد نیز بر اثر خرد شدن تأثیر می گذارد. مواد با رطوبت بیش از حد بالا در طول فرآیند خرد کردن مستعد تجمع هستند که در نتیجه توزیع اندازه ذرات ناهموار است.
(II) پارامترهای تجهیزات
تجهیزات سنگ شکن مختلف دارای تنظیمات پارامترهای مختلفی هستند، مانند سرعت جریان هوا، فشار محفظه خرد کردن، و سرعت طبقه‌بندی کننده آسیاب جریان هوا، و اندازه، کمیت و سرعت سیلندر رسانه آسیاب آسیاب مکانیکی. این پارامترها به طور مستقیم بر اثر خرد کردن و توزیع اندازه ذرات مواد تأثیر می‌گذارند. به عنوان مثال، در آسیاب جریان هوا، افزایش سرعت جریان هوا می تواند انرژی برخورد ذرات مواد را افزایش دهد، در نتیجه اندازه ذرات را کاهش می دهد، اما سرعت جریان بیش از حد هوا ممکن است باعث افزایش سایش تجهیزات و افزایش مصرف انرژی شود. در آسیاب مکانیکی، افزایش تعداد رسانه های آسیاب و کاهش قطر رسانه آسیاب می تواند راندمان خرد کردن را بهبود بخشد، اما بار و سایش تجهیزات را نیز افزایش می دهد.
(III) فرآیند تولید
منطقی بودن فرآیند تولید نیز بر تأثیر فرآیند خرد کردن بر توزیع اندازه ذرات تأثیر خواهد گذاشت. به عنوان مثال، در فرآیند خرد کردن، عواملی مانند سرعت تغذیه مواد و زمان خرد کردن بر روی اثر خرد کردن تأثیر می‌گذارند. اگر سرعت تغذیه خیلی سریع باشد، مواد برای مدت کوتاهی در محفظه خرد کردن باقی می‌مانند که منجر به خرد نشدن کافی و گسترش توزیع اندازه ذرات می‌شود. اگر زمان خرد کردن بیش از حد طولانی باشد، مواد بیش از حد خرد می شوند که مصرف انرژی و سایش تجهیزات را افزایش می دهد. در عین حال، ممکن است باعث تجمع مواد شود و بر توزیع اندازه ذرات تأثیر بگذارد.

5. انتخاب و بهینه سازی فرآیند خرد کردن

(I) فرآیند خرد کردن را با توجه به نیاز محصول انتخاب کنید
زمینه های کاربردی مختلف نیازمندی های متفاوتی برای توزیع اندازه ذرات سیلیکات سدیم پودری دارند. به عنوان مثال، در زمینه های الکترونیک و ریخته گری دقیق، معمولاً برای اطمینان از عملکرد و کیفیت محصول، سیلیکات سدیم پودری با توزیع اندازه ذرات باریک و اندازه ذرات یکنواخت مورد نیاز است. در این زمان، فرآیند خرد کردن آسیاب جریان هوا باید ترجیح داده شود. در برخی از زمینه هایی که نیاز به اندازه ذرات بسیار بالا نیست، مانند کشاورزی و کاغذسازی، فرآیند خرد کردن آسیاب مکانیکی را می توان برای کاهش هزینه های تولید انتخاب کرد. هنگامی که Tongxiang Hengli Chemical Co.، با مسئولیت محدود، سیلیکات سدیم پودری تولید می کند، می تواند به طور منطقی فرآیند خرد کردن را با توجه به مدل های مختلف محصول و نیازهای کاربردی انتخاب کند تا نیازهای متنوع مشتریان را برآورده کند.
(II) بهینه سازی پارامترهای تجهیزات و فرآیند تولید
برای به دست آوردن توزیع اندازه ذرات ایده آل، بهینه سازی پارامترها و فرآیند تولید تجهیزات خردایش ضروری است. برای آسیاب های جریان هوا، بهترین شرایط خرد کردن را می توان با تنظیم پارامترهایی مانند سرعت جریان هوا، فشار محفظه خرد کردن، و سرعت طبقه بندی کننده برای دستیابی به بهترین توزیع اندازه ذرات یافت. برای آسیاب های مکانیکی، راندمان خرد کردن و یکنواختی اندازه ذرات را می توان با انتخاب رسانه آسیاب مناسب، تنظیم تعداد و قطر رسانه های آسیاب و کنترل پارامترهایی مانند سرعت سیلندر بهبود بخشید. در عین حال، کنترل معقول سرعت تغذیه و زمان خرد شدن مواد نیز ضروری است تا از پایداری و قابلیت اطمینان فرآیند خرد کردن اطمینان حاصل شود.
(III) ترکیب چندین فرآیند خرد کردن
در تولید واقعی، برای به دست آوردن اثرات خرد کردن بهتر، می توان چندین فرآیند خرد کردن را با هم ترکیب کرد. به عنوان مثال، ابتدا از آسیاب مکانیکی برای خرد کردن درشت مواد استفاده می شود و سپس از آسیاب جت برای خرد کردن و طبقه بندی ریز استفاده می شود. این می تواند مزایای دو فرآیند خرد کردن را کاملاً نشان دهد، که نه تنها کارایی خرد کردن را بهبود می بخشد، بلکه یکنواختی توزیع اندازه ذرات را تضمین می کند. این فرآیند خرد کردن ترکیبی چشم‌اندازهای کاربردی خاصی در تولید مقداری سیلیکات سدیم پودری با نیاز به اندازه ذرات بالا دارد.