Đất diatomit (DE)Đá diatomit, còn được gọi là diatomit hoặc bùn diatom, là một loại đá trầm tích xốp, nhẹ, giàu silica, hình thành từ tàn tích hóa thạch của tảo cát cổ đại. Nhờ độ xốp cực cao (80–90%), diện tích bề mặt riêng lớn, mật độ thấp, khả năng hấp phụ vượt trội và độ ổn định nhiệt/hóa học tuyệt vời, DE được sử dụng rộng rãi trong các lớp phủ cao cấp (đặc biệt là lớp phủ kiến trúc mờ), lọc bia, chất độn chức năng, chất mang xúc tác, v.v. - thúc đẩy nhu cầu ngày càng tăng đối với đất diatomit hiệu quả và chính xác. công nghệ nghiền siêu mịn.
Tuy nhiên, để khai thác hết tiềm năng hiệu suất của nó, đất diatomit thường cần được nghiền đến độ mịn D90 ≤ 5–10 μm hoặc thậm chí D97 ≤ 2–3 μm. Việc đạt được độ mịn như vậy khó hơn đáng kể so với việc xử lý talc, GCC hoặc kaolin.
Những thách thức lớn trong quá trình nghiền siêu mịn đất diatomit
Bất chấp những tiến bộ trong công nghệ bột siêu mịn, các đặc tính vật lý độc đáo của DE đặt ra những thách thức đáng kể đối với quá trình nghiền quy mô công nghiệp:
Mật độ khối thấp và khó khăn trong vận chuyển bằng khí nén
- Thử thách:
DE có khối lượng riêng cực thấp và diện tích bề mặt lớn. Trong quá trình vận chuyển hoặc phân loại bằng khí nén, bột có xu hướng "bay" hoặc bị cuốn trôi, dẫn đến thất thoát vật liệu và tăng nhu cầu xử lý bụi. - Giải pháp:
Thiết kế hệ thống vận chuyển lưu lượng khí cao, tốc độ thấp và tối ưu hóa cấu trúc phân loại để giảm tác động cản trở lên các hạt siêu mịn.
Hư hỏng cấu trúc và mất các đặc tính chức năng
- Thử thách:
Hiệu suất của DE (độ xốp, khả năng hấp phụ) phụ thuộc vào cấu trúc lỗ rỗng siêu nhỏ của nó. Việc nghiền quá mức hoặc không đúng cách, đặc biệt là nghiền va đập mạnh, có thể làm vỡ hoặc tắc nghẽn các lỗ rỗng này. - Giải pháp:
Chọn phương pháp nghiền nhẹ nhàng, chẳng hạn như nghiền tia, trong đó va chạm giữa các hạt chiếm ưu thế, giảm thiểu tác động trực tiếp của môi trường năng lượng cao.
Tiêu thụ năng lượng cao và tích tụ nhiệt
- Thử thách:
Nghiền siêu mịn tiêu tốn nhiều năng lượng. Nhiệt sinh ra trong quá trình nghiền có thể làm vật liệu quá nóng, gây ra hiện tượng kết tụ và ảnh hưởng đến khả năng phân tán. - Giải pháp:
Tối ưu hóa các thông số nghiền, triển khai hệ thống làm mát hiệu quả trong buồng nghiền và đảm bảo sấy sơ bộ đúng cách khi cần thiết.
Các vấn đề về kết tụ và phân tán
- Thử thách:
Khi kích thước hạt giảm, diện tích bề mặt và năng lượng bề mặt của DE tăng mạnh. Bột dễ kết tụ do lực Van der Waals, làm giảm hiệu suất trong lớp phủ hoặc chất lỏng. - Giải pháp:
Sử dụng sửa đổi bề mặt trong hoặc sau khi nghiền (ví dụ, tác nhân silan, organosilicon) để giảm hoạt động bề mặt hoặc áp dụng chất phân tán hiệu suất cao trong các ứng dụng hạ lưu. - Mâu thuẫn cốt lõi:
Đạt được độ mịn siêu mịn mà không phá hủy cấu trúc xốp.
Thiết bị công nghiệp chính để nghiền siêu mịn đất diatomit
Máy nghiền bi + Hệ thống phân loại
Phương pháp chế biến khô phổ biến nhất cho bột DE siêu mịn.
Thuận lợi:
- Phạm vi kích thước hạt rộng (D97: 20 μm → 3 μm)
- Thông lượng cao
- Thích hợp cho các vật liệu dễ vỡ
- Chi phí tương đối thấp
Máy nghiền phản lực (Loại lò lưu hóa hoặc loại đĩa)
Nguyên lý và tính năng:
Sử dụng luồng khí áp suất cao (không khí, hơi nước hoặc khí trơ) để tăng tốc các hạt, đạt được độ nghiền siêu mịn thông qua va chạm và ma sát giữa các hạt ở tốc độ cao.
Ưu điểm của ứng dụng:
- Dễ dàng sản xuất sản phẩm với D97 < 10 μm hoặc thậm chí tốt hơn
- Phân bố kích thước hạt rất hẹp
- Đặc biệt thích hợp cho đất diatomit có mật độ thấp, dễ vỡ
Máy nghiền va đập / Máy nghiền chốt
Nguyên lý và tính năng:
Sử dụng rôto quay tốc độ cao (như búa hoặc chốt) để tạo ra lực tác động, lực cắt và lực ma sát mạnh lên vật liệu.
Ưu điểm của ứng dụng:
- Cấu trúc tương đối đơn giản và dễ bảo trì
- Thích hợp cho các ứng dụng yêu cầu sản lượng vừa phải và kích thước hạt trong 10–40 μm phạm vi
Máy nghiền trục đứng / Máy nghiền con lăn vòng
Chủ yếu dùng cho bột mịn 325–2000 mesh.
Thuận lợi:
- Công suất cao
- Tiêu thụ năng lượng thấp
- Hình dạng hạt ổn định
Máy nghiền khuấy / Máy nghiền siêu mịn ướt
Phù hợp với quy trình PSD cực kỳ hẹp hoặc quy trình lai đòi hỏi phải sửa đổi bề mặt.
Thuận lợi:
- Hiệu suất nghiền cao
- Kiểm soát kích thước hạt chính xác
- Có thể tích hợp với các quy trình sửa đổi
Máy phân loại hiệu suất cao
Nguyên lý và tính năng:
Thường được kết hợp với thiết bị nghiền. Thiết bị này tách chính xác bột siêu mịn đạt tiêu chuẩn bằng luồng khí và lực ly tâm, trong khi các hạt thô được đưa trở lại buồng nghiền.
Ưu điểm của ứng dụng:
- Đảm bảo tính nhất quán của sản phẩm với phân bố kích thước hạt hẹp
- Một thành phần quan trọng để đạt được sản lượng bột siêu mịn ổn định, quy mô lớn
Thông số kỹ thuật điển hình của DE siêu mịn cho lớp phủ (2024–2025)
| Cấp | D97 (μm) | Độ hấp thụ dầu (g/100 g) | Độ trắng (ISO) | SiO₂ (%) | Ứng dụng chính |
|---|---|---|---|---|---|
| DE-800 | ≤15 | 130–160 | ≥90 | ≥89 | Lớp phủ nội thất chung |
| DE-1250 | ≤10 | 140–180 | ≥92 | ≥90 | Lớp phủ kiến trúc mờ và bán mờ |
| DE-UF5 (Siêu mịn) | ≤5–6 | 120–150 (sau khi sửa đổi) | ≥94 | ≥91 | Sơn mờ gốc nước cao cấp không chứa VOC, lớp phủ cuộn |
| DE-Nano | ≤2–3 | 100–130 (sửa đổi sâu) | ≥95 | ≥92 | Thay thế 20–40% bột silica/chất tạo màng sáp vi mô |
Phần kết luận
Nghiền siêu mịn đất diatomit là một dự án bột điển hình “có giá trị gia tăng cao nhưng đầy thách thức”. Thành công phụ thuộc vào:
- Phương pháp nghiền nhiệt độ thấp, cắt thấp (phay bằng tia hơi nước là lựa chọn tốt nhất hiện nay trong công nghiệp)
- Phân loại đa giai đoạn chính xác để đạt được PSD hẹp
- Sửa đổi bề mặt kịp thời để giảm sự hấp thụ và kết tụ dầu
- Kiểm soát chặt chẽ tinh thể silica và độ ẩm trong suốt quá trình
Các nhà sản xuất có khả năng sản xuất D97 ≤ 5–6 μm DE với cấu trúc xốp nguyên vẹn sẽ đạt được lợi thế đáng kể trong lớp phủ mờ cao cấp—hiệu quả làm mờ tốt hơn, cảm giác cầm tay mịn hơn, tính chất chống lắng được cải thiện và khả năng cạnh tranh tổng thể mạnh mẽ hơn.
Cảm ơn bạn đã đọc. Tôi hy vọng bài viết của tôi hữu ích. Vui lòng để lại bình luận bên dưới. Bạn cũng có thể liên hệ với bộ phận chăm sóc khách hàng trực tuyến của Zelda nếu có bất kỳ thắc mắc nào khác.
— Đăng bởi Emily Chen
