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1、景景德德镇镇陶陶瓷瓷学学院院题题目目：原原料料研研磨磨时时间间与与颗颗粒粒度度的的关关系系姓 名： 孙 敏 学 号： 200910210206 院 系： 材料学院 专 业： 无机非金属材料工程 完成日期： 2012 年 5 月 29 日 一一. .实实验验设设计计方方案案以蛇纹矿为原料，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 - 称重二二. .实实验验原原理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
2、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 ,计算出通过虑筛的原料量。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
3、颗粒度的关系。三三. .实实验验原原料料及及设设备备原料：蛇纹矿（尾矿） 设备：电子天平 球磨罐 3 个 变频行星式球磨机（300Hz） 250 目过滤筛 3 个 烘干机四四. .实实验验步步骤骤1.在电子天平上称量 3 份 100g 蛇纹矿原料，分别装入已编号为 1，2，3 的 3 个球磨罐，加入 80mL 水和一定量的稀释剂 CMC 溶液。 2.将 3 个球磨罐固定于变频行星式球磨机的旋转卡槽内，设置频率为 300Hz，开启球磨机。 3.每过 30 分钟按编号顺序每次取出一个球磨罐，即 1，2，3 号球磨罐中 的原料各球磨 30 分钟，60 分钟，90 分钟。 4.用已编号为 1，2，3
4、的 3 个 250 目过滤筛分别过滤 3 个球磨罐中的湿 料，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，依次将虑筛中的原料刮下后置于天平上称重，记录数据。五五. .实实验验数数据据处处理理及及结结论论序号1 号2 号3 号时间（min）306090250 目筛余量（g）8.254.302.87通过量（g）91.7595.7097.13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
5、筛后的重量，分别得出每份 原料研磨后在 58 微米以下 的颗粒占总重量的： 1 号：91.75% 2 号：95.70% 3 号：97.13% 分析得知前 30min 的球磨效率较高，91.75%原料的粒度已经被研磨至 58 微米以下，之后 30min 颗粒的粒度变化较慢，最后 30min 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。六六. .实实验验分分析析与与总总结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
6、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
7、水冲刷筛网过滤七七. .讨讨论论题题1.原料的研磨方法有哪些？ 除了实验中采取的物理机械研磨外另还有水性悬浮液中研磨，化学机械 研磨，喷射式碾磨等。2.同一原料用不同方法研磨相同的时间，其粒度是否相同？为什么？ 不同，使用不同的方法研磨相同的时间原料的细度会有所不同。由于各方 法所针对的重点不同，其效率都不同，所以磨出的细度不同。3.除了你现在采用的方法外还有哪些方法？说明其原理。 本实验对研磨后的原料粒度的测试 采用筛分法，其它方法如下： 1、沉降法：根据不同粒径的颗粒在液体中的沉降速度不同测量粒度分布 的一种方法。 2、电阻法：这种方法是根据颗粒在通过一个小微孔的瞬间，占据了小微 孔中的部
8、分空间而排开了小微孔中的导电液体，使小微孔两端的电阻发生变化 的原理测试粒度分布的。 3、激光法：根据激光照射到颗粒后，颗粒能使激光产生衍射或散射的现 象来测试粒度分布的。 4、显微图像法：显微图象法包括显微镜、 CCD 摄像头（或数码像机） 、八八实实验验心心得得通过本次材料设计实验了解了研究性实验的简单流程，学会了如何使用球 磨机，虑筛等原料处理设备，为以后打下基础，最为主要的是更多的锻炼了考 虑实验时可能出现的问题，以及问题出现时如何解决或改进。例如此次实验中 用于称量及过滤方法的不当，使得实验过程繁琐，找到问题，解决问题才是实 验过程中最重要的。 感谢学校安排的实验课程和材料实验室刘老师的帮助，最后，提一点自己 的建议，设计性实验更多的注重培养的前期设计过程，希望能够能留给同学更 多的空间。九九参参考考文文献献张柏清等编，陶瓷工业机械与设备 M,中国轻工业出版社，2012 年 1 月
