我國粉石英儲(chǔ)量豐富，大面積裸露地表，呈細(xì)分散狀態(tài)存在，容易開采、加工。粉石英具有優(yōu)異的電絕緣性、化學(xué)惰性和良好的耐酸腐蝕性，因此，可廣泛應(yīng)用于陶瓷、玻纖、耐火材料等領(lǐng)域，也可用作塑料、橡膠、油漆涂料、電絕緣封裝材料環(huán)氧樹脂等有機(jī)高分子材料的填料。
    與國外相比，我國填料工業(yè)對(duì)非金屬礦物填料的技術(shù)要求不高。發(fā)達(dá)國家對(duì)無機(jī)填料的選用十分嚴(yán)謹(jǐn)，大量采用微細(xì)化和超微細(xì)化及表面改性的精細(xì)填料。隨著我國填料工業(yè)的發(fā)展，對(duì)無機(jī)填料會(huì)提出更高的技術(shù)要求。本研究利用廣西儲(chǔ)量豐富的粉石英，進(jìn)行超細(xì)粉碎和表面改性，考查了各工藝因素觀看地產(chǎn)品性能的影響，得到適應(yīng)現(xiàn)代工業(yè)應(yīng)用的超細(xì)、預(yù)先表面改性的精細(xì)填料。
1.研究方法
    本實(shí)驗(yàn)采用超細(xì)粉碎、表面改性結(jié)合的方法制備粉石英精細(xì)填料，所用設(shè)備為實(shí)驗(yàn)室型攪拌磨，所用改性劑為r-氨基丙基三乙氧基硅烷。
    產(chǎn)品粒度采用激光粒度分析儀測(cè)試。產(chǎn)品潤濕性通過測(cè)定產(chǎn)品吸水值、吸油值確定。產(chǎn)品吸水值測(cè)定方法：稱取一定樣品，均勻布于燒杯底部，形成一薄層，105C烘干2h，取出稱重。再放入濕度為70%的恒溫器（20C）中吸水24h，取出稱重。比較前后兩次樣品重量變化，得到樣品的吸水值。多次測(cè)定取平均值；產(chǎn)品吸油值測(cè)定方法：樣品105C烘干2h，取出放干燥器冷卻30min。稱3g櫚置于玻璃板上，逐滴加入油（鄰苯二甲酸二丁酯），并用玻璃棒不斷攪拌，樣品隨之稠化發(fā)粘，zui后成團(tuán)粘在玻璃棒上，板上不留余物時(shí)，停止滴加，記下所用油量，度計(jì)算吸油值。
2.試驗(yàn)結(jié)果與討論
    粉石英來自廣西地質(zhì)礦產(chǎn)測(cè)試中心，含SiO299.21%。試驗(yàn)過程主要考察粉碎時(shí)、改性劑用量、球礦比、液固比對(duì)產(chǎn)品粒度、潤濕比、比表面積的影響。
    （1）粉碎時(shí)間對(duì)產(chǎn)品粒度、潤濕性的影響
    粉碎時(shí)間越長，產(chǎn)品粒度越細(xì)，但粉碎60min后產(chǎn)品粒度減少趨勢(shì)變緩，60min時(shí)等到的粉石英產(chǎn)品d50為4.52um，d98為14.73um，-10um含量89.16%。因顆粒粉碎達(dá)到一定細(xì)度時(shí)，存在團(tuán)聚與粉碎的矛盾，影響顆粒的進(jìn)一步細(xì)化。
    從理論上分析，粉石英的吸水量應(yīng)隨著其顆粒的細(xì)化逐漸增大，但試驗(yàn)結(jié)果正好相反，其吸水量并沒有隨粉石英粒度的細(xì)化而增大。相反，其吸油量卻隨著粉石英粒度的細(xì)化而增大。這一結(jié)果表明，粉石英本身具有一定的天然疏水性，且其天然疏水性隨著粉石英粒徑的減小而增大。粉碎60min后，粉石英粒度變化不明顯。因此，選定粉碎時(shí)間為60min。
    （2）改性劑用量對(duì)產(chǎn)品粒度、潤濕性的影響
    粉石英經(jīng)過改性，其吸水量逐漸減少，而吸油量較未改性粉石英有所提高。改性劑用量達(dá)到0.8%后，吸油量的變化不明顯。因此，選擇改性劑用量為0.8%。另外，試驗(yàn)表明：粉石英經(jīng)過改性，其流動(dòng)性和松散程度較未改性石英有較大提高。
    粉石英經(jīng)過改性，其表面疏水性增強(qiáng)，因而其吸水量有所減少，吸油量有所提高。改性后，產(chǎn)品粒度有所增加，可能是改性產(chǎn)品在水中分散性減少導(dǎo)致測(cè)試粒度增大。
    （3）球礦比對(duì)產(chǎn)品粒度、潤濕性的影響
    球礦比對(duì)粉石英粒度，尤其是d98有較大的影響，隨著球礦比減少，粉石英粒度逐漸增大。原因主要是隨著球礦比的減少，石英顆粒受粉碎的作用力減少。但球礦比對(duì)粉石英吸水量、吸油量的影響較小，尤其是吸油量幾乎不受球礦比變化的影響。綜合考慮，選擇球礦比4：1。
    （4）固液對(duì)比產(chǎn)品粒度、潤濕性的影響
    固液比為1：1時(shí)對(duì)粉石英粒度有較大的影響，此時(shí)的粉石英吸水量也較大。因粒度越粗，粉石英吸水空間越大。而固液比為其他情況時(shí)，粉石英粒度、吸水量、吸油量受其影響較小。綜合考慮，選擇固液比3：1。此時(shí)的白度也較高。
    （5）攪拌強(qiáng)度對(duì)產(chǎn)品粒度、潤濕性的影響
    粉石英粒度隨攪拌強(qiáng)度的減少而略有增大，而吸水量、吸油量值變化不大。因此，攪拌強(qiáng)度可選擇780-1350r/min。
3.結(jié)論
    粉石英通過超細(xì)粉碎-表面改性合一的工藝處理，可使d50為22046um，d98為22.14um，-10um含量76.12%、24h吸水量0.57g/100g、吸油量40.83g/100g的產(chǎn)品，提高粉石英的利用價(jià)值。另外，粉石英通過預(yù)先改性，可大大提高粉石英的流動(dòng)性和松散程度，更好地滿足現(xiàn)代填料的要求。研究得到的*工藝條件為：粉碎時(shí)間60min，改性劑用量0.8%，球礦比4：1，固液比3：1，攪拌強(qiáng)度可選擇780-1350r/min。
河南技興機(jī)械有限公司