Etude expérimentale de la taille des particules de poudre de zircone dans divers procédés de broyage

Pour étudier l’effet de différents équipements de broyage et des paramètres du procédé de broyage sur la dispersion des granulats de poudre, on a choisi comme matériau de recherche la poudre d’oxyde de zircone avec d50= 1,355μm. L’étude visait à examiner l’influence de l’équipement de meulage et des paramètres du procédé sur la taille des particules des boues d’oxyde de zircone. Au départ, des broyeurs verticaux à billes, des broyeurs verticaux à billes et des broyeurs horizontaux à sable étaient utilisés comme équipement de broyage. Des billes de zircone de 2mm ont été utilisées comme médium de broyage, et un rapport moyen/matériau de 5:1 a été maintenu pendant 15 heures de broyage. La granulometrie du lisier d’oxyde de zircone a été mesurée après broyage. Les résultats ont révélé que le broyeur à sable horizontal offrait le meilleur effet de broyage, avec une valeur d50 de 0,303μm pour la boue d’oxyde de zircone.

Par la suite, le broyeur à sable horizontal a été choisi comme équipement de broyage et des billes de zircone de 2mm ont été utilisées comme milieu de broyage. Les facteurs de l’étude comprenaient le rapport moyen/matériau, la teneur en solides du lisier, la vitesse linéaire et le temps de meulage, chacun à trois niveaux. Un plan expérimental orthogonal à quatre facteurs et à trois niveaux (rapport moyennement matériau: 4:1, 5:1 et 6:1); Teneur en solides de lisier de 35%, 45% et 55%; Vitesse linéaire de 5 m/ S, 10 m/ S et 15 m/ S; On a utilisé des temps de broyage de 20h, 25h et 30h) pour étudier la granulometrie de la boue d’oxyde de zircone après broyage. Les résultats ont montré que, en utilisant le broyeur à sable horizontal comme équipement de meulage avec un rapport moyen/matériau de 4:1, une teneur en lisier de 45%, une vitesse linéaire de 10 m/ S et un temps de meulage de 25h, le meilleur effet de meulage a été obtenu avec une valeur d50 d’environ 0,3 μm.

Les nanopoudres sont largement utilisées dans les matériaux céramiques à haute performance. Cependant, les nanopoudres souffrent souvent d’une agrégation sévère, ce qui peut avoir un impact sur leurs performances. Pour résoudre les problèmes d’agrégation de poudre, deux méthodes principales sont généralement utilisées. Une approche consiste à contrôler la formation des agrégats, par exemple en utilisant des méthodes hydrothermiques, des procédés sol-gel ou en ajoutant des dispersants et des solvants de déshydratation dans les systèmes de précipitation. Cependant, cette méthode peut être complexe, augmentant les coûts et les délais de production. L’autre approche consiste à broyer mécaniquement et à disperser les agrégats après leur formation. L’équipement de broyage couramment utilisé dans l’industrie comprend les broyeurs à sable horizontaux, les broyeurs à billes verticaux et les broyeurs à billes.

Dans cette étude, on a étudié l’influence de différents équipements de meulage et paramètres du procédé de meulage sur la dispersion des granulats de poudre à l’aide de poudre d’oxyde de zircone avec d50= 1,355μm. Au départ, différents équipements de rectification ont été comparés dans les mêmes conditions de rectification pour déterminer l’équipement optimal. Par la suite, l’équipement choisi a été utilisé et un plan expérimental orthogonal à quatre facteurs et trois niveaux a été mis en œuvre pour déterminer les meilleurs paramètres du processus de rectification.

Procédure expérimentale:

L’oxyde de zircone a été préparé selon une méthode de coprécipitation. Les valeurs d50 et d90 de la poudre originale d’oxyde de zircone étaient respectivement de 1,355μm et 9,440μm. Différents équipements de broyage (broyeurs verticaux à billes, broyeurs verticaux à billes et broyeurs horizontaux à sable) ont été utilisés avec des billes de zircone de 2mm comme substrat de broyage (rapport moyen/matériau de 5:1) et de l’eau pure comme substrat de dispersion (teneur en boues solides de 45%). Après 15 heures de broyage, la distribution granulométrique de la boue résultante a été mesurée à l’aide d’un analyseur de la taille des particules laser Bettersize2000 pour déterminer l’équipement de broyage optimal.

Le broyeur à sable horizontal a été choisi comme équipement optimal, et un plan expérimental orthogonal à quatre facteurs et à trois niveaux a été réalisé en utilisant le rapport moyen/matériau, la teneur en solides du lisier, la vitesse linéaire et le temps de meulage. Les résultats ont montré que le temps de meulage a eu le plus d’impact sur l’effet de meulage, suivi par la vitesse linéaire, les autres facteurs ayant des effets relativement moindres. La meilleure combinaison, en fonction de la granulometrie et de l’analyse des différences, a été déterminée comme étant un rapport moyen/matériau de 4:1, une teneur en solides du lisier de 45%, une vitesse linéaire de 10 m/ S et un temps de meulage de 25 heures.

Conclusion:

1. Le broyeur à sable horizontal a produit le meilleur effet de broyage, avec un d50 de 0,303μm pour la boue d’oxyde de zircone.

2. En utilisant le broyeur à sable horizontal comme équipement de broyage, avec un rapport moyen/matériau de 4:1, une teneur en matières solides de 45%, une vitesse linéaire de 10 m/ S et un temps de broyage de 25 heures, on a obtenu le meilleur effet de broyage, avec un d50 d’environ 0,3 μm.