硅灰石是一種天然產出的偏硅酸鈣，自然界中多呈放射、纖維、片、羽毛或塊狀產出，以纖維狀者常見；密度2.87-3.09g/cm3，莫氏硬度4.5-5，性脆，易研磨成極細粉粒；熔點1540℃，若含有雜質則大為降低。硅灰石具有優良的絕緣、高抗熱性能，化學穩定性較好。

優質高純度硅灰石礦

硅灰石是一種性能優異的工業填料，由于其具有針狀、纖維狀晶體結構和白度較高等特性，在工業上有著廣泛的用途。硅灰石粉體的純度、粒度分布、顆粒形貌決定其最佳的應用領域和價值。有足夠長徑比的硅灰石針狀粉，可作為短纖維原料取代石棉，在塑料、油漆、橡膠等工業中作為填料，增加填充體系的強度，提高產品性能。本文將向讀者介紹煅燒加冷卻工藝利于保持硅灰石粉體顆粒的針狀形態機理，探討兩種不同類型粉碎設備對硅灰石粉體加工的效果。

一、煅燒-冷卻工藝的目的和機理

將硅灰石原料在900-1300℃間煅燒，使之碎解，然后經粉碎機械粉碎，可較好地保持其針狀結構。因為在這一溫度范圍內煅燒，硅灰石因結晶水及二氧化碳等分解作用，內部結合力減弱，所以變得易碎，且經此溫度加熱煅燒，礦石中碳酸鈣首先變成氧化鈣；由于碎解時與空氣中所含水份接觸，氧化鈣變成氫氧化鈣，使硅灰石體積膨脹而粉化。也可將硅灰石經煅燒后在水中碎解，氫氧化鈣等不純部分的粉塵部分溶解在水中，起到用水篩除去粉塵的作用。將溫度控制在1300℃以下，是防止硅灰石纖維被燒結。為使上述反應達到最佳狀態，煅燒溫度最好更為嚴格的控制在950-1200℃。

二、兩種常見粉碎設備對硅灰石的粉碎效果淺析

球磨機：當球磨機使用球形磨球，在粉碎過程中主要依靠磨球間的相互碰撞、沖擊及剪切，磨球與罐壁之間相互碰撞、研磨使硅灰石破碎。在粉碎過程中，硅灰石主要受碰撞及研磨等力的作用，這必然對硅灰石的針狀結構起到破壞作用，不利保持針狀粉較大的長短徑比。的獲得。當我們將研磨介質替換為棒狀研磨介質時，介質與介質之間、介質與罐壁之間相互碰撞、剪切，使物料在粉碎過程中以線接觸，而不同于介質為球狀的情況以點接觸，可較好地保持硅灰石纖維針狀結構。受球磨機研磨能力的影響，一般很難高效的生產平均粒徑小于10微米的粉體，這個也制約了球磨機在硅灰石粉體生產領域的普及。

2、氣流磨

氣流磨對超細粉體的粉碎能力較強，使用圓盤式氣流磨粉碎硅灰石，粉體平均粒徑可較為容易達到小于10微米的水平。氣流磨粉碎利用壓縮空氣的壓力能在粉碎室形成高速氣流軌跡，以剪切作用為主，特別是在氣流拐彎處，使纖維狀硅灰石自身受到剪切力的作用，纖維狀硅灰石本身相互之間在粉碎過程中以線接觸互相產生磨擦，當外應力大于硅灰石粒子本身的內應力時，硅灰石延長軸方向劈開而粉碎。故氣流磨粉碎纖維狀硅灰石，既能在細度上、又能在長徑比上達到較好的效果。通過使用顯微鏡觀測，顆粒的針狀粉形態保持的也較為理想。優化各項技術細節后，甚至可以是硅灰石粉體的平均長短徑比達到9以上。

氣流磨加工的硅灰石粉體顯微圖像

小結：當前，國內外對針狀礦物的開發利用都非常重視，如何將礦物粉碎研磨的同時保護其天然的針狀晶體外形成為針狀礦物深度加工的重要研究項目。目前，國內高長徑比超細粉體短缺，中或低長徑比的針狀礦物超細粉體，又不能滿足現代復合材料發展的高標準要求，導致許多相關復合材料依賴進口。因此，進行針狀礦物選擇性超細粉碎與晶形保護技術研究，對提高礦物資源加工利用技術水平、促進材料行業持續發展具有重要意義。

（粉體圈 作者：敬之）