ケイ酸ナトリウム（HLNAP-3）

粉砕プロセス（気流ミルやメカニカルミルなど）の効果は何ですか？ 弾性率 (M): 2.9±0.1 粉末ケイ酸ナトリウム 粒度分布についてはどうですか？

化学産業では、粉末ケイ酸ナトリウムは重要な無機シリコン製品であり、その独特の物理的および化学的特性により広く使用されています。 Tongxiang Hengli Chemical Co., Ltd は、ケイ酸ナトリウムやケイ酸カリウムなど 30 種類以上の無機シリコン製品の生産を専門としています。このうち粉末水ガラス（HLNAP-3型、モジュラス2.9±0.1）は、液体の水ガラスを乾燥・噴霧して製造された製品です。含有量が多く、水分が少なく、輸送や保管が簡単であるなどの大きな利点があります。洗剤、セメント速乾添加剤などの分野で広く使用されています。粉末ケイ酸ナトリウムの製造工程において、粉砕工程はその粒度分布に影響を与える重要な要素の一つです。粉砕プロセス（気流ミルや機械ミルなど）が異なると、製品の粒度分布に異なる影響が生じ、それによって製品の性能や用途効果に影響します。

1. 粉末ケイ酸ナトリウムの概要

粉末ケイ酸ナトリウムは、インスタント粉末水ガラスとも呼ばれ、液体の水ガラスを乾燥、粉砕などの工程を経て製造される固体製品です。液体水ガラスと比較して、高含有量、低含水量、輸送と保管の容易さ、梱包と輸送コストの節約、現場ですぐに溶解して使用できるなどの大きな利点があります。 Tongxiang Hengli Chemical Co., Ltd のインスタント粉末ケイ酸ナトリウム - HLNAP-3 を例にとると、その弾性率 (M) は 2.9±0.1、二酸化ケイ素含有量 (SiO2) は 55.0 ～ 60.0%、Na2O 含有量は 22.0 ～ 26.0%、かさ密度は 0.69Kg/L、溶解速度は（30℃）≦240S、粒度（100メッシュ通過率％）≧95。これらの性能指標により、洗剤、セメント速乾性添加剤、工業用栓抜き、高温耐性バインダーなどの分野で広く使用されています。

2. 粉砕の分類と原理

粉砕工程は、大きな材料を必要な粒度に粉砕する工程です。粉砕原理と装置に応じて、一般的な粉砕プロセスには気流ミルと機械式ミルが含まれます。
(I) エアフローミル
気流ミルとは、気流ミルとも呼ばれ、圧縮空気や過熱水蒸気などの高速気流を利用して材料粒子同士、粒子と装置壁面とを衝突・摩擦させて粉砕する装置です。その動作原理は、圧縮空気がノズルを介して高速気流を形成し、材料が高速気流によって駆動される破砕チャンバーに入るというものです。粉砕室内では、材料粒子間、粒子と気流間、粒子と装置壁との間で激しい衝突、摩擦、せん断が生じ、材料が粉砕されます。粉砕物は気流に乗って分級室に入ります。分級室では、必要な粒度を満たす微粒子が遠心力と気流によって分離され、粗い粒子は粉砕室に戻り、必要な粒度に達するまで粉砕が続けられます。
エアフローミルには次のような特徴があります。
粉砕プロセス中に材料にかかる機械的力は小さく、過熱しにくいです。熱に弱い低融点、高純度の材料の粉砕に適しています。
粉砕物の粒度分布が狭く、粒度均一性が良く、ミクロンレベル、さらにはナノレベルの粉砕が可能です。
シンプルな構造で洗浄・メンテナンスが容易で、無菌・無公害環境での粉砕作業に適しています。
粉砕効率が高く、連続生産が可能で生産能力が大きい。
(II) 機械式ミル
メカニカルミルは、機械的な力（衝撃力、粉砕力、せん断力など）を利用して材料粒子を粉砕する装置です。一般的な機械式ミルには、ボールミル、レーモンドミル、ハンマーミルなどが含まれます。ボールミルを例にとると、その動作原理は次のとおりです。一定の数とサイズの粉砕媒体（鋼球、磁器ボールなど）がボールミルのシリンダー内に取り付けられます。シリンダーが回転すると、粉砕メディアは遠心力と摩擦により一定の高さまで持ち上げられ、その後放物線状に落下し、材料に衝撃と研削効果を与え、材料を粉砕します。粉砕プロセスでは、材料は粉砕メディアによって継続的に衝撃を受けて粉砕され、またシリンダー内で連続的に回転および混合されることで、材料の粉砕と均質化が達成されます。
機械式ミルには次のような特徴があります。
幅広い用途があり、さまざまな硬さや性質の材料の粉砕に使用できます。
シンプルな構造で低コスト、メンテナンスも容易です。
粉砕効率が比較的低く、粉砕時に熱が発生しやすいため、材料の性能に影響を与える場合があります。
粉砕物の粒度分布が広く、粒度の均一​​性が悪い。

3. 粉砕プロセスの違いが粉末ケイ酸ナトリウムの粒度分布に及ぼす影響

(I) 粉末ケイ酸ナトリウムの粒度分布に及ぼす気流ミルの影響
粒度分布が狭く均一性が良い：エアフローミルは、高速気流を利用して原料粒子を衝突・摩擦させて粉砕するため、粉砕時に原料粒子にかかる力が比較的均一であり、粉砕されたケイ酸ナトリウム粉末の粒度分布が狭く、粒度の均一性が良好です。例えば、気流ミルの粉砕工程では、高速気流の駆動により原料粒子が高速で衝突する。衝突時に発生する衝撃力とせん断力により材料粒子が均一に破壊され、比較的粒度分布が集中した製品が得られます。
超微細粉砕が可能：エアフローミルは粉砕効率が高く、ミクロンレベル、さらにはナノレベルの粉砕が可能です。弾性率 (M): 2.9±0.1 の粉末ケイ酸ナトリウムの場合、エアフローミル粉砕プロセスは、粒子サイズをミクロンレベル以下などのより小さな範囲に粉砕することができ、それによって製品の比表面積と反応性が増加し、塗布プロセスでより良い役割を果たすことができます。たとえば、洗剤の分野では、超微粉末ケイ酸ナトリウムを他の成分とよく混合すると、洗剤の洗浄効果が向上します。セメント速乾性添加剤の分野では、超微粉末ケイ酸ナトリウムはセメントとより速く反応し、セメントの凝結時間を短縮します。
強力な粒度分布制御性：エアフローミルは、気流速度、粉砕室圧力、分級機速度などのプロセスパラメータを調整することにより、材料の粉砕粒度および粒度分布を制御できます。例えば、気流の流速を速くすると材料粒子間の衝突エネルギーが大きくなり、粉砕効率が向上し、粉砕後の粒径を小さくすることができます。分級機の速度を調整することで、分級室内の遠心力の大きさを変えることができ、分離される微粒子材料の粒径範囲を制御し、粒度分布を精密に制御することができます。
(II) 粉末ケイ酸ナトリウムの粒度分布に対する機械的粉砕の影響
粒度分布が広く、均一性が悪い：機械的粉砕は主に機械的な力（衝撃力、研削力など）を使用して材料粒子を破壊します。粉砕工程において原料粒子に作用する力が不均一であるため、粉砕後のケイ酸ナトリウム粉末の粒度分布は広く、粒度の均一​​性は悪い。例えば、ボールミル粉砕工程では、粉砕媒体の移動軌跡や衝撃力に一定のランダム性があり、材料粒子の粉砕度合いにばらつきが生じ、粒径に大きな差が生じます。一部の粒子は非常に細かく粉砕されていますが、その他の粒子は依然として大きいため、製品の粒度分布範囲は広くなります。
粉砕粒子径が大きい：気流式ミルに比べて機械式ミルの粉砕効率は相対的に低く、超微細粉砕を達成することが困難です。粉砕後の粉末ケイ酸ナトリウムは粒径が大きくなります。弾性率 (M): 2.9±0.1 の粉末ケイ酸ナトリウムの場合、機械式ミル粉砕プロセスでは通常、粒子サイズを数十ミクロンまたはそれ以上の範囲までしか粉砕できず、製品の性能と用途範囲にある程度の影響を与えます。例えば、精密鋳造の分野では、鋳物の表面品質や精度を確保するために微粉末のケイ酸ナトリウムが必要ですが、機械研磨で粉砕した製品では要求を満たせない場合があります。
粒度分布の制御性が悪い：機械的粉砕のプロセスパラメータは比較的固定されており、粒度分布の制御性は悪い。粉砕メディアの大きさや量、シリンダー速度などを調整することで粉砕効果に影響を与えることができますが、その調整範囲は限られており、粒度分布を精密に制御することは困難です。そのため、機械的粉砕により粉砕された粉末ケイ酸ナトリウムの粒度分布は十分に安定していないことが多く、材料特性や装置の稼働状況などの影響を受けやすいです。

4. 粉砕プロセスが粒度分布に及ぼす影響に影響を与える要因

(I) 材料特性
材料の硬度、脆さ、湿度、その他の特性は、粒度分布に対する粉砕プロセスの影響に影響します。硬度が高く、脆性が高い材料の場合、気流粉砕プロセス中により簡単に粉砕され、粒度分布の制御が容易になります。硬度が低く靭性が高い材料の場合は、機械的粉砕の方が適している可能性がありますが、粒度分布はより広い可能性があります。さらに、材料の湿度も粉砕効果に影響します。湿度が高すぎる材料は粉砕プロセス中に凝集しやすく、その結果、粒度分布が不均一になります。
(II) 装置パラメータ
粉砕装置が異なれば、気流ミルの気流速度、粉砕室圧力、分級機速度、機械式ミルの粉砕メディアのサイズ、量、シリンダー速度などのパラメータ設定も異なります。これらのパラメータは、材料の粉砕効果と粒度分布に直接影響します。たとえば、エアフローミルでは、気流速度を高めると材料粒子の衝突エネルギーが増加し、それによって粒子サイズが小さくなりますが、気流速度が高すぎると、装置の摩耗が増加し、エネルギー消費が増加する可能性があります。機械式粉砕機では、粉砕メディアの数を増やし、粉砕メディアの直径を小さくすると粉砕効率は向上しますが、装置の負荷と摩耗も増加します。
(III) 製造工程
製造プロセスの合理性は、粉砕プロセスが粒度分布に与える影響にも影響します。例えば、粉砕工程では、材料の供給速度や粉砕時間などの要因が粉砕効果に影響します。供給速度が速すぎると粉砕室に原料が滞留する時間が短くなり、粉砕が不十分となり粒度分布が広がります。粉砕時間が長すぎると材料が過剰に粉砕され、エネルギー消費と装置の磨耗が増加します。同時に、材料の凝集を引き起こし、粒度分布に影響を与える可能性もあります。

5. 破砕プロセスの選択と最適化

(I) 製品の要求に応じて破砕プロセスを選択します
応用分野が異なれば、粉末ケイ酸ナトリウムの粒度分布に対する要件も異なります。たとえば、エレクトロニクスや精密鋳造の分野では、製品の性能と品質を確保するために、通常、粒度分布が狭く、粒度が均一な粉末ケイ酸ナトリウムが求められます。現時点では、エアフローミル粉砕プロセスを優先する必要があります。農業や製紙など、粒子サイズの要件がそれほど高くない一部の分野では、機械式ミル粉砕プロセスを選択して生産コストを削減できます。 Tongxiang Hengli Chemical Co., Ltd は粉末ケイ酸ナトリウムを生産する際、さまざまな製品モデルと用途要件に応じて粉砕プロセスを合理的に選択し、顧客の多様なニーズを満たすことができます。
(II) 装置パラメータと生産プロセスの最適化
理想的な粒度分布を得るには、粉砕装置のパラメーターと製造プロセスを最適化する必要があります。気流ミルの場合、気流速度、粉砕チャンバーの圧力、分級機の速度などのパラメーターを調整することで最適な粉砕条件を見つけ、最良の粒度分布を実現できます。機械式ミルの場合、適切な粉砕媒体の選択、粉砕媒体の数と直径の調整、シリンダー速度などのパラメーターの制御によって、粉砕効率と粒子サイズの均一性を向上させることができます。同時に、粉砕プロセスの安定性と信頼性を確保するために、材料の供給速度と粉砕時間を合理的に制御することも必要です。
(III) 複数の粉砕工程を組み合わせる
実際の生産では、より優れた粉砕効果を得るために、複数の粉砕プロセスを組み合わせることができます。例えば、メカニカルミルで粗粉砕し、次にジェットミルで微粉砕、分級する。これにより、2つの粉砕工程の利点を最大限に発揮することができ、粉砕効率が向上するだけでなく、粒度分布の均一性も確保されます。この複合粉砕プロセスは、高粒径要件を伴う一部の粉末ケイ酸ナトリウムの製造に一定の応用の見通しを持っています。