硅灰石是一种天然产出的偏硅酸钙，自然界中多呈放射、纤维、片、羽毛或块状产出，以纤维状者常见；密度2.87-3.09g/cm3，莫氏硬度4.5-5，性脆，易研磨成极细粉粒；熔点1540℃，若含有杂质则大为降低。硅灰石具有优良的绝缘、高抗热性能，化学稳定性较好。

优质高纯度硅灰石矿

硅灰石是一种性能优异的工业填料，由于其具有针状、纤维状晶体结构和白度较高等特性，在工业上有着广泛的用途。硅灰石粉体的纯度、粒度分布、颗粒形貌决定其最佳的应用领域和价值。有足够长径比的硅灰石针状粉，可作为短纤维原料取代石棉，在塑料、油漆、橡胶等工业中作为填料，增加填充体系的强度，提高产品性能。本文将向读者介绍煅烧加冷却工艺利于保持硅灰石粉体颗粒的针状形态机理，探讨两种不同类型粉碎设备对硅灰石粉体加工的效果。

一、煅烧-冷却工艺的目的和机理

将硅灰石原料在900-1300℃间煅烧，使之碎解，然后经粉碎机械粉碎，可较好地保持其针状结构。因为在这一温度范围内煅烧，硅灰石因结晶水及二氧化碳等分解作用，内部结合力减弱，所以变得易碎，且经此温度加热煅烧，矿石中碳酸钙首先变成氧化钙；由于碎解时与空气中所含水份接触，氧化钙变成氢氧化钙，使硅灰石体积膨胀而粉化。也可将硅灰石经煅烧后在水中碎解，氢氧化钙等不纯部分的粉尘部分溶解在水中，起到用水筛除去粉尘的作用。将温度控制在1300℃以下，是防止硅灰石纤维被烧结。为使上述反应达到最佳状态，煅烧温度最好更为严格的控制在950-1200℃。

二、两种常见粉碎设备对硅灰石的粉碎效果浅析

球磨机：当球磨机使用球形磨球，在粉碎过程中主要依靠磨球间的相互碰撞、冲击及剪切，磨球与罐壁之间相互碰撞、研磨使硅灰石破碎。在粉碎过程中，硅灰石主要受碰撞及研磨等力的作用，这必然对硅灰石的针状结构起到破坏作用，不利保持针状粉较大的长短径比。的获得。当我们将研磨介质替换为棒状研磨介质时，介质与介质之间、介质与罐壁之间相互碰撞、剪切，使物料在粉碎过程中以线接触，而不同于介质为球状的情况以点接触，可较好地保持硅灰石纤维针状结构。受球磨机研磨能力的影响，一般很难高效的生产平均粒径小于10微米的粉体，这个也制约了球磨机在硅灰石粉体生产领域的普及。

2、气流磨

气流磨对超细粉体的粉碎能力较强，使用圆盘式气流磨粉碎硅灰石，粉体平均粒径可较为容易达到小于10微米的水平。气流磨粉碎利用压缩空气的压力能在粉碎室形成高速气流轨迹，以剪切作用为主，特别是在气流拐弯处，使纤维状硅灰石自身受到剪切力的作用，纤维状硅灰石本身相互之间在粉碎过程中以线接触互相产生磨擦，当外应力大于硅灰石粒子本身的内应力时，硅灰石延长轴方向劈开而粉碎。故气流磨粉碎纤维状硅灰石，既能在细度上、又能在长径比上达到较好的效果。通过使用显微镜观测，颗粒的针状粉形态保持的也较为理想。优化各项技术细节后，甚至可以是硅灰石粉体的平均长短径比达到9以上。

气流磨加工的硅灰石粉体显微图像

小结：当前，国内外对针状矿物的开发利用都非常重视，如何将矿物粉碎研磨的同时保护其天然的针状晶体外形成为针状矿物深度加工的重要研究项目。目前，国内高长径比超细粉体短缺，中或低长径比的针状矿物超细粉体，又不能满足现代复合材料发展的高标准要求，导致许多相关复合材料依赖进口。因此，进行针状矿物选择性超细粉碎与晶形保护技术研究，对提高矿物资源加工利用技术水平、促进材料行业持续发展具有重要意义。

（粉体圈 作者：敬之）