作为硅橡胶增强填料的超细改性矿物粉体研究

重晶石矿物材料的讨论进展重晶石属于硫酸盐类矿物，化学式为BaSO4，构成为65.7%的BaO和34.3%的SO3。

重晶石属于斜方晶系，硬度3～3.5，密度4.5g/cm3。

矿物晶体透亮至半透亮，以板状或棱柱体产出，并呈现出玻璃、松脂光泽；某些重晶石在底轴面上会呈现珍珠光泽。

重晶石的晶型成板状放射晶簇、粗叶理状、粒状、土状等。

纯重晶石显白色、有光泽，由于杂质及混入物的影响也常呈灰色、浅红色、浅黄色等，结晶情况相当好的重晶石还可呈透亮晶体显现。

重晶石是一种紧要的含钡矿物，是制取钡和钡化合物最紧要的工业矿物原材料，具有密度大、难溶于水和酸、无毒、无磁性，能汲取—射线、—射线及—射线、热学性质稳定等特点。

世界范围内重晶石资源特别丰富，我国重晶石居世界第一，美国和印度分别居第二和第三。

我国重晶石矿资源丰富，储量和产量均居世界第一，也是世界上最大的重晶石出口国，在国际市场上占有紧要地位。

我国重晶石重要分布在21个省，以贵州省重晶石最多，保有储量占全国的34%，其次是湖南、广西、湖北、陕西、福建等省。

总的来说，我国重晶石矿产资源丰富，质量优异，分布较广，现保有储量和生产本领完全可以保证国家经济建设进展和对外出口的需要，开发前景特别广阔。

1.高纯重晶石的制备技术1.1物理提纯任何一种非金属矿都有它特定的矿物构成和化学构成，自然界的单矿物很少，所以需要一个物理提纯的过程。

重晶石物理提纯的重要方法有：手选、重选和磁选。

其中手选重要是依据重晶石与伴生矿物的颜色、密度等差异，选出块状的重晶石。

一些矿山，由于地质品位高、质量稳定，经手选就可以充足外贸出口要求。

如广西象州潘村矿，用手选法选富矿，粒度为15～30mm，BaS04含量可大于95%。

该方法简单易行，无需设备，但生产率低，资源挥霍大。

重选是依据重晶石与伴生矿物的密度差别，把原矿经洗矿筛分、碎裂、分级脱泥、跳汰、摇床等工艺，可获得品位大于88%的产品。

重晶石嵌布粒度大于2mm，通常用重介质分选、跳汰分选进行选别，重介质分选的最大粒度为50mm，湿式、干式跳汰分选的最大粒度约为20mm；嵌布粒度小于2mm，可用摇床或螺旋分级机进行分选，精选前须用水力旋流器除去泥料以提高选别效果。

(10)申请公布号(43)申请公布日 (21)申请号 201510822141.6(22)申请日 2015.11.24C09C 1/00(2006.01)C09C 3/04(2006.01)C09C 3/08(2006.01)C09C 3/12(2006.01)(71)申请人湖南衡阳新澧化工有限公司地址421699 湖南省衡阳市石鼓区松木乡友谊村(72)发明人刘建 帅留芳 刘佳(54)发明名称一种超细改性元明粉的生产方法(57)摘要本发明涉及一种超细改性元明粉的生产方法，它包括如下步骤：（1）先将元明粉加入高速混合机搅拌并加热到100~110℃，排气，再将表面活化剂加入高速混合机，搅拌4~8分钟，出料备用；（2）将步骤（1）所得的备用料加入环辊粉磨机中研磨，即得到超细改性元明粉。

本发明工艺简单，研磨、改性一步完成，制得的超细改性元明粉粒度分布均匀，表面活化率高，疏水性好；可减少元明粉超细化后遇水汽团聚和重结晶，产品稳定性好；与高分子材料相容性好，界面结合力强。

(51)Int.Cl.(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请权利要求书1页 说明书3页CN 106752088 A 2017.05.31C N 106752088A1.一种超细改性元明粉的生产方法，其特征在于：它包括如下步骤：（1）先将元明粉加入高速混合机搅拌并加热到100~110℃，排气，再将表面活化剂加入高速混合机，搅拌4~8分钟，出料备用；（2）将步骤（1）所得的备用料加入环辊粉磨机中研磨，即得到超细改性元明粉。

2.根据权利要求1所述的超细改性元明粉的生产方法，其特征在于：所述步骤（1）元明粉的粒度为80~120目，白度大于90。

3.根据权利要求1所述的超细改性元明粉的生产方法，其特征在于：所述表面活化剂的加入量为元明粉重量的0.5%~2%。

4.根据权利要求1所述的超细改性元明粉的生产方法，其特征在于：所述表面活化剂为十二苯磺酸钠、硅烷偶联剂和铝酸酯偶联剂中的一种或一种以上的组合。

关于超细矿物粉体环境安全性，我必需要告知你这些近年来，随着环境医学和环境矿物学的进展，矿物粉体对环境和生物体造成的潜在安全性问题愈发受到人们的重视。

讨论表明：大矿物粉体都具有生物毒性，特别是亚微米和纳米级粉体的毒性效应更为显著。

超细矿物粉体材料在生产和使用过程中，甚至废弃以后，会以一种新的形态进入到环境中，其独特的结构和特别的构成成分在环境中极易被汲取或转化，并释放自由基、重金属等高活性和有毒有害物质，从而破坏环境和生物体体系平衡。

矿物大颗粒因其本身会释放毒性物质而表现出毒性，矿物粉体因其特有的超细效应诱导或者直接攻击细胞和微生物个体的特定部位而产生毒性，也有矿物超微粉体因其猛烈的吸着性极易携带其他有毒有害物质被生物体汲取而产生毒性。

按其作用对象不同，将超细矿物粉体环境安全性重要分为流行病学调查、微生物活性和细胞毒性三类。

1、矿物粉体流行病学调查超细矿物粉体能经过人体呼吸系统整个过程，进入人体后会在呼吸道中沉积，粉体颗粒本身及其溶出物导致机体组织功能紊乱，从而导致病变的发生。

粉体流行病学调查对象由长期在粉体环境下作业的工人，后来扩大至整个大气粉体环境中的人群。

在我国，以生产性粉体引起的法定职业病尘肺病为例，累计尘肺病例60余万人，近年每年新发尘肺病例在1万人左右，并且有上升趋势。

另外，流行病学调查结果显示，长期暴露在较大浓度的粉体环境中，呼吸道系统癌症发病率明显上升。

石棉粉体与间皮瘤、纤维肉瘤、腺癌和鳞状细胞癌的发生有直接关系，长期暴露在高浓度水泥粉体条件下会导致最大肺活量（FVC）降低。

宝石加工工人多发肺结核、肺气肿等疾病。

在建筑工业中，可吸入混凝土粉体的浓度远高于规定的安全底线，要想阻拦硅肺病非常困难。

纤维状沸石如毛沸石的危害性已引起了相当的关注。

讨论结果表明，农业粉体及其个别均能因其黏膜炎性和化脓性支气管炎、支气管四周的肺炎和肺脓肿、遍布性肺硬化、并形成个别的肺结节、淋巴组织增生等明显的生物学作用，并已被临床和形态学所证明。

超细改性硅微粉（ST粉）在隧道喷射混凝土中的运用摘要：在高速公路隧道施工过程中，一直以来隧道喷射混凝土超耗严重，其中因喷射混凝土施工时回弹造成的超耗占比达到20-25%。

本文依托勐绿高速公路工程项目，通过对喷射混凝土中掺加矿物外掺ST粉进行应用研究，从施工配合比设计、工艺性试验、经济效益到施工质量、进度、环水保及职业健康等方面进行试验分析总结，并在实践中推广运用，有效的降低了喷射混凝土施工的回弹损失。

关键词：ST粉；隧道喷射混凝土；运用；降低回弹损失1、工程概况勐绿高速公路起于云南省西双版纳傣族自治州勐腊县，经普洱市江城县，止于红河州绿春县城，是云南省高速公路网的重要组成部分。

主路线全长214.15公里，双向四车道，设计行车速度80公里/小时。

由我单位承建的倮德隧道设计为左、右线分离式隧道，左线长1930米，右线长1825米，属长隧道，为我项目重点控制性工程。

隧道围岩等级分别为Ⅳ级和Ⅴ级，地质主要以粉质黏土、泥岩、泥质粉砂岩为主，围岩松散破碎，富水性强，泥岩遇水易软化。

倮德隧道采用进出口对向掘进，前期施工时喷射混凝土回弹量大，洞内粉尘大，初支表面渗水严重，初支强度上升较慢。

为降低隧道喷射混凝土的回弹损失，提高初支质量，加快施工进度，本项目部特采用一种新型混凝土矿物掺合料——超细改性硅微粉（ST粉）。

2、超细改性硅微粉（ST粉）简介超细改性硅微粉（简称ST粉）是攀枝花锐歌新材料科技有限公司依托攀枝花当地独特资源优势，甄选含活性SiO2、CaO、Al2O3及TiO2等元素多种原材料，生产而成的一种新型硅钛复合混凝土矿物掺合料。

SiO2含量85%以上、TiO2含量5%以上，3d活性指数大于75%，28d活性指数大于95%，粒径1250目～6000目，比表面积≥1200m2/kg，需水比≤105%。

较普通的硅灰产品，该产品具有以下优势：①粒径跨度较大，级配优良；②分散性好；③需水比明显降低；④有效降低混凝土干缩率；⑤显著增强混凝土密实性；⑥可散装罐车运输。

云母和滑石粉是橡胶中使用的补强填料的例子云母是一种具有层状结构的矿物，主要包括硅酸铝钾、铝镁铁等成分。

它具有优异的物理和化学性质，因此被广泛应用于橡胶工业中。

云母的层间结构使其具有优异的薄片状特点，可以有效地改善橡胶的机械强度、耐热性和耐磨性。

云母还具有很好的增韧性和抗折性，能够增加橡胶制品的强度和硬度。

云母在橡胶中的应用主要有两种形式，一种是以氧化铝为主要成分的云母粉体，另一种是以云母纤维为主要成分的云母纤维素。

云母粉体主要用于增强硫化橡胶的力学性能，改善制品的抗拉强度、弹性模量和硬度。

云母纤维素则主要用于增强硫化橡胶的抗撕裂性能和耐热性能，使橡胶制品具有更好的抗裂能力和耐用性。

云母粉体在橡胶中的应用可以通过填充增强或粒子复合两种方式进行。

填充增强是将云母粉体加入到橡胶中作为填充剂，通过填充效应来增强橡胶的力学性能。

云母粉体具有较高的比表面积和较好的相容性，能够与橡胶基体良好地相互作用，提高橡胶的力学强度和耐磨性。

粒子复合是将云母粉体与橡胶基体形成复合材料的一种方式，通过云母粉体与橡胶基体之间的互相作用来改善橡胶的物理和力学性能。

云母粉体可以通过改变其加入量和分布来调节橡胶的性能，例如，适量的云母粉体能够提高橡胶的硬度和强度，而过多的云母粉体则可能导致橡胶的延展性和弯曲性变差。

滑石粉是一种由氢氧化镁和氢氧化铝组成的矿石，具有较好的耐热性、耐磨性和电绝缘性能。

滑石粉在橡胶中的应用主要是通过填充增强的方式进行，类似于云母粉体的应用。

滑石粉的细小颗粒结构使其能够填充在橡胶基体中，提高橡胶的机械强度和耐磨性。

滑石粉还具有很好的吸湿性和抗裂性能，能够增加橡胶制品的耐用性和耐候性。

同时，滑石粉的高熔点和低导热系数使其具有优异的耐热性能，在高温环境下仍能保持较好的物理和力学性能。

总之，云母和滑石粉是橡胶中常用的补强填料。

它们能够提高橡胶的力学性能、耐热性能和耐磨性能，使橡胶制品具有更好的强度、耐用性和耐候性。

粉体技术在无机材料领域的应用摘要：以玻璃、水泥、陶瓷为主的传统无机材料已经满足不了时代的需求，新兴的粉体技术给无机材料的应用注入了新的活力。

本文主要总结了粉体技术对传统无机材料性能的改善以及在矿物加工方面的影响，特别是纳米粉体拓宽了无机材料在能源、环保、催化方面的应用。

关键词：矿物加工水泥粉体精细陶瓷纳米粉体Abstract：Mainly glass, cement, ceramic traditional inorganic material already can't satisfy the demand of The Times, the emerging technology of powder to the application of inorganic materials has injected new vitality.This paper mainly summarizes the to improve the performance of powder technology in the traditional inorganic materials and the influence of the mineral processing, especially nano widened the inorganic materials in energy, environmental protection, catalytic applications.Key words：Mineral processing cement powder fine ceramic nano powder引言粉体技术是随着近代科技的发展而发展起来的一门新兴科学技术，它是物理、化学、化工、机械、冶金、材料、生物、信息控制等学科的交叉学科。

无机材料的应用历史也很久远，传统的无机材料仍有用武之地，但生产过程中的污染及优良性能的单一这些缺点显而易见。

1分钟了解非金属矿物加强材料矿物粉体材料作为填料时，可有效提高高聚物基复合材料（塑料、橡胶、胶黏剂）的力学性能（弹性模量、拉伸强度、刚性、撕裂强度、冲击强度、摩擦系数、耐磨性等），这些粉体材料就成为矿物加强材料。

矿物材料的加强重要取决于对其粒度或比表面积和颗粒形状，矿物加强材料可分为针状加强材料、片状加强材料和粒状加强材料。

矿物加强材料的加强效果次序为：针状填料＞片状填料＞粒状填料。

矿物加强材料在基料中的流动性次序大致为：片状填料＞针状填料＞粒状填料。

下面我就按次序为大家介绍一下硅灰石、云母、滑石、高岭土、石墨、硫酸钙晶须、碳化硅晶须、氧化铝晶须等矿物加强材料。

1、针状硅灰石加强材料硅灰石（Wollastonite）是一种钙的偏硅酸盐矿物，化学分子式为CaSiO3，理论化学成分为CaO48.3%，SiO251.7%，目前被广泛用作工业矿物原材料的重要是低温三斜硅灰石。

（详情请点击：1分钟了解硅灰石）（1）加工方法硅灰石的结晶构造决议了即使是细小颗粒也呈纤维状或针状的性质。

硅灰石的а晶型长径比为5：1，晶型为20：1，最高可达30：1，其长径比随粉碎方式的不同有很大的差异。

提高硅灰石产品的长径比，关键在于粉碎过程中采纳适合的粉碎方式保持矿物原有的结晶结构。

超细粉碎设备产品特性冲击式粉碎细度10—30m，长径比10—12气流粉碎较高的长径比12—15搅拌磨平均细度4.5m，长径比6—8振动磨细度90%＜20m，长径比8雷蒙磨＜11m占50%，平均长径比8.4球磨机细度13—16m，长径3—4（2）应用特性高长径比（10）硅灰石粉体可以代替石棉纤维、造纸纤维以及塑料和橡胶等高聚物基复合材料的高级加强填料等，在工业上有着极高的应用价值，如作为塑料填料，可以提高其制品的强度和尺寸稳定性。

应用领域指标要求硅酸钙板加强材料80—300目，纤维状，长径比10—20工程塑料、尼龙填料800—1250目，纤维状，白度86%，长径比10左右，有的要求除铁造纸（改性）专用填料规格1000目，纤维状，长径比10无黑点，白度83%—88%2、片状云母加强材料云母可分为白云母、黑云母和锂云母三大类。

超细粉体复合矿物掺合料在混凝土中的应用研究简介混凝土是一种广泛应用于建筑工程中的重要材料，其性能与材料的选择和混合比例密切相关。

超细粉体复合矿物掺合料是指将超细矿物粉体加入混凝土中的一种材料，具有较高的细度和反应活性，可以提高混凝土的力学性能和耐久性能。

本文将对超细粉体复合矿物掺合料在混凝土中的应用进行研究。

一、超细粉体复合矿物掺合料的种类和特点超细粉体复合矿物掺合料主要包括硅灰、石灰石粉、煤灰以及其他活性粉料等。

这些掺合料具有细度高、反应活性强的特点，可以填充混凝土中的孔隙结构，提高混凝土的致密性和强度。

此外，超细粉体掺合料还可降低混凝土的温度升高，减少龟裂倾向，提高混凝土的耐久性。

二、超细粉体复合矿物掺合料在混凝土中的作用机理1.填充效应：超细粉体掺合料能填充混凝土中的孔隙结构，填充效应能有效提高混凝土的致密性和力学性能。

2.嵌填效应：超细粉体掺合料的颗粒尺度较小，能在水泥基体中形成较好的嵌填效应，从而增加混凝土的致密度和强度。

3.水化反应：超细粉体掺合料能够参与水化反应，形成水化产物，从而提高混凝土的强度和耐久性。

三、超细粉体复合矿物掺合料在混凝土中的应用1.混凝土强度的提高超细粉体掺合料的添加能够填充混凝土中的孔隙结构，减少混凝土的孔隙率，提高混凝土的密实性和强度。

研究表明，适量添加超细粉体掺合料可以显著提高混凝土的抗压强度和抗拉强度。

2.混凝土耐久性的提高3.混凝土的可持续性发展结论超细粉体复合矿物掺合料是一种在混凝土中应用广泛且效果显著的掺合料。

通过填充效应、嵌填效应和水化反应等机理，超细粉体掺合料能够提高混凝土的力学性能和耐久性能，达到提高混凝土质量和可持续发展的目的。

因此，超细粉体复合矿物掺合料在混凝土中的应用具有重要的研究和推广价值。

超细粉体技术概况及进展趋势1.超细粉体概述1.1定义对于超细粉体的粒度界限,目前尚无完全一致的说法。

各国、各行业由于超细粉体的用途、制备方法和技术水平的差别，对超细粉体的粒度有不同的划分，例如日本将超细粉体的粒度定为0.1ｍ以下。

近来国外有些学者将100ｍ～1ｍ的粒级划分为超细粉体，并依据所用设备不同，分为一级至三级超细粉体。

对于矿物加工来说，我国学者通常将粒径小于10ｍ的粉体物料称为“超细粉体”。

1.2超细粉体的特性目前，对超细粉体的特性还没有完全了解，已经比较清楚的特性可归纳为以下几点：（1）比表面积大。

由于超细粉体的粒度较小，所以其比表面积相应增大，表面能也加添。

比表面积大，使其具有较好的分散性和吸附性能。

（2）活性好。

随着粒度的变小，粒子的表面原子数成倍加添，使其具有较强的表面活性和催化性，可起补强作用，具有良好的化学反应性。

（3）熔点低。

很多讨论表明，物质的粒径越小，其熔点就越低。

（4）磁性强。

超细粉体的体积比强磁性物质的磁畴还小，这种粒子即使不磁化也是一个永久磁体，具有较大的矫顽力，是制造高密度记录磁带的优良原材料。

（5）光汲取性和热导性好。

超细粉体特别是超细金属粉体，当粒度小于100nm以后，大呈黑色，且粒度越细色越黑，这是光完全被金属粉体汲取的原因。

1.3超细粉体的制备方法超细粉体的制备方法有很多,但从其制备的原理上分重要有两种:一种是化学合成法,一种是物理粉碎法。

化学合成法是通过化学反应或物相转换,由离子、原子、分子经过晶核形成和晶体长大而制备得到粉体,由于生产工艺多而杂、成本高、而产量却不高,所以化学合成法在制备超细粉体方面应用不广。

物理粉碎法是通过机械力的作用,使物料粉碎。

物理粉碎法相对于化学合成法,成本较低,工艺相对简单,产量大。

因此,目前制备超细粉体材料的重要方法为物理粉碎法。

常用的超细粉碎设备有气流粉碎机、机械冲击粉碎机、振动磨、搅拌磨、胶体磨以及球磨机等。

2超细粉体的应用超细粉体不仅本身是一种功能材料,而且为新的功能材料的复合与开进呈现了广阔的应用前景。