國內(nèi)外專家對(duì)水泥助磨機(jī)理進(jìn)行了大量研究,目前有兩種代表性的理論。

強(qiáng)度削弱理論:主要依據(jù)近代材料科學(xué)的材料脆性破壞理論,材料斷裂主要原因是裂紋的存在和擴(kuò)展,材料受力時(shí),裂紋末端處局部應(yīng)力較集中,大于分子引力時(shí),裂紋擴(kuò)展。但隨著新斷面的產(chǎn)生,使表面自由能增加,有愈合裂紋的趨勢(shì),當(dāng)外力產(chǎn)生的彈性變形能大于表面自由能時(shí),裂紋就會(huì)進(jìn)一步擴(kuò)展,最終產(chǎn)生材料斷裂。助磨劑吸附在粉磨物質(zhì)表面,能降低顆粒物料裂紋的表面自由能,平衡裂紋面的剩余價(jià)鍵和電荷,阻礙裂紋愈合,有利于裂紋的擴(kuò)展,從而提高粉磨物料易碎性和易磨性。

顆粒分散理論:物料在粉磨過程中,顆粒的化學(xué)鍵被破壞,同時(shí)在斷面產(chǎn)生大量的不飽和靜電電荷,主要是Si-O共價(jià)鍵和Ca-O離子鍵,造成鄰近顆粒間重新黏附和集聚,細(xì)粉粘附研磨體、襯板和隔倉板,助磨劑引入的外來離子或分子,可以中和斷面上的價(jià)鍵,在顆粒表面形成靜電荷屏蔽層,降低顆粒之間靜電吸引,將顆粒分散開來,避免顆粒黏附和集聚,并能減少磨內(nèi)粘球、糊襯板,從而有利于粉磨。

兩種理論從不同方面解釋了助磨劑的作用原理,但兩者觀點(diǎn)有所不同,強(qiáng)度理論認(rèn)為,助磨劑作為促使物料顆粒破裂的一種誘導(dǎo)因素,而顆粒分散理論則認(rèn)為,助磨劑只是減少顆粒之間重新粘合的分散介質(zhì)。

試驗(yàn)研究表明,助磨劑摻加有一個(gè)最適宜摻加量,對(duì)提高粉磨細(xì)度而言,摻加少了不起作用或效果不明顯,過多摻入不僅成本增加,而且也沒有效果,對(duì)這一現(xiàn)象的解釋,筆者認(rèn)為:高表面活性化學(xué)物質(zhì)的助磨作用原理應(yīng)是兩種機(jī)理綜合作用的結(jié)果,既可削弱顆粒強(qiáng)度,誘導(dǎo)顆粒破碎,又可分散顆粒,防止顆粒集聚。當(dāng)助磨劑吸附裂紋面基本飽和后,過多摻入助磨劑對(duì)物料強(qiáng)度的削弱作用減少,而對(duì)物料顆粒的分散作用增大。當(dāng)助磨劑摻量過多時(shí),會(huì)增加包裹物料顆粒形成的吸附層的厚度,外部施加到物料顆粒的破碎力將被吸附層緩沖,且顆粒越小,吸附層的“保護(hù)”作用越大,更難于被磨碎。另外,摻加助磨劑后,物料顆粒被吸附層包裹,分散性增強(qiáng),便于流動(dòng)和旋轉(zhuǎn),容易形成球形顆粒。