造粒对四氧化三锰流动性的影响

陈思学　鲁　俊　马金保　陈治强　杨　洋　王志鹏

(中钢集团安徽天源科技股份有限公司)



造粒对四氧化三锰流动性的影响

陈思学鲁俊马金保陈治强杨洋王志鹏

(中钢集团安徽天源科技股份有限公司)

摘要目前国内四氧化三锰的粒度在0.5～10 μm，在进料和传输过程中容易出现扬尘和管道堵塞。在四氧化三锰料浆进入喷雾干燥前加入合适药剂，能提高四氧化三锰产品的粒度，改善四氧化三锰的流动性，解决扬尘和管道堵塞问题。

关键词四氧化三锰造粒流动性

四氧化三锰主要用于软磁行业，是生产软磁锰锌铁氧体的主要原料。另外四氧化三锰还被用于低温热敏电阻的制造，锰酸锂电池的正极材料，还可以用作某些油漆或涂料的色料，化学添加剂等领域[1]。目前，国内四氧化三锰产品的供应商主要有金瑞新材料科技股份有限公司、中钢集团安徽天源科技股份有限公司、湖南特种金属材料厂，其产品的粒度在0.5～10 μm，属较细粉末，在使用过程中容易产生扬尘和引起管道堵塞，危害环境和工人的健康安全。随着社会的发展和科技的进步，人们对环境和职业健康安全的要求不断提高，为提高劳动生产率，加强对环境和工人职业健康安全的保护，锰锌铁氧体生产企业不断引进先进的自动化生产设备和技术，对四氧化三锰的流动性等指标提出了更高的要求。本研究通过造粒条件对四氧化三锰流动性影响的研究，发现在四氧化三锰料浆进入喷雾干燥前加入分散剂，能够提高四氧化三锰粒度，改善四氧化三锰流动性，解决扬尘和管道堵塞问题。

1　试验方法

采用电解锰悬浮氧化法生产四氧化三锰，电解锰片经过磨细后在催化剂的作用下通入氧气氧化成四氧化三锰，洗涤后调浆，制成一定浓度的四氧化三锰料浆，对未添加任何药剂和分别添加了与四氧化三锰质量比为3%的药剂B、C的四氧化三锰料浆进行喷雾干燥，在喷雾干燥机取样，得到不同产品a、b、c，然后对产品a、b、c进行粒度、流动性及润滑性分析。其中，流动性指数=休止角指数+压缩度指数+平板角指数[2]。

2　试验结果及分析

2.1产品粒度分析

产品粒度分析结果见表1，SEM分析结果见图1。

表1　产品粒度测试结果μm

注：平均粒度为费氏粒度仪测定结果，d50为激光粒度仪测定结果。

图1　SEM分析结果

产品粒度分析结果表明：加入药剂B、C可以明显提高产品平均粒度和球形度，其中加入C的效果最好。加入分散剂B、C对产品的d50及粒度分布没有太大影响；加入药剂B、C后，产品的平均粒度有很大提高，但d50没有太大变化，这也说明药剂B、C在干燥过程中能使四氧化三锰团聚，但加入水后团聚很容易打开。

2.2产品粉体流动性测定

用BT-1000型粉体综合性能测试仪进行产品粉体流动性分析，结果见表2。

表2　产品粉体流动性测定结果

从表2可以看出，添加药剂B、C可以提高四氧化三锰产品的流动性指标，特别是药剂C。

流动性指数与粉体流动状态关系如表3所示。

表3　流动性指数与粉体流动状态关系

2.3药剂对四氧化三锰粒度及流动性影响机理探讨

药剂B、C含有极性很强的亲水基，加入四氧化三锰料浆后，与水形成一层稳定的溶剂化水膜包裹住四氧化三锰颗粒，四氧化三锰颗粒之间带上同种电荷，相互排斥，提高了四氧化三锰料浆流动性，可

以提高四氧化三锰料浆浓度。在四氧化三锰料浆进入喷雾干燥后，包裹在四氧化三锰颗粒周围的水膜中的水分开始失去，四氧化三锰颗粒开始团聚，形成类球型较大颗粒，从而提高四氧化三锰产品的粒度和流动性，有效解决了四氧化三锰在卸料和传输过程中扬尘和堵料难题，同时药剂分子中亲水基的极性越强，效果越好。由于药剂是强亲水性物质，四氧化三锰产品在遇水后，药剂开始溶于水，团聚逐渐打开，因此四氧化三锰颗粒的性能不会受到影响。

3　结　论

在四氧化三锰料浆进入喷雾干燥前加入药剂可以提高四氧化三锰产品的粒度和流动性，可以解决四氧化三锰在卸料和传输过程中扬尘和堵料难题。四氧化三锰在遇水后，药剂溶于水，团聚打开，四氧化三锰颗粒的性能不受影响。

参考文献

[1]陈思学，丁晓锋，鲁俊，等.不同表面活性剂对Mn3O4粉体流动性的影响[J].中国锰业，2013(1)：20-24．

[2]叶菁，李洪斌，王飞尧.沉淀硫酸钡粉体流动性及影响因素分析[J].无机盐工业，2005，37(1)：21-22．

[3]郑水林.超微粉体加工技术与应用[M].北京：化学工业出版社，2004．

[4]任俊．颗粒分散科学与技术[M].北京：化学工业出版社，2005．

(收稿日期2016-05-05)

陈思学(1981—)，男，高级工程师，243000 安徽省马鞍山市经济技术开发区红旗南路51号。