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在预焙阳极生产中，为了使其具备较高的体积密度、较低的气孔率以及较大的 机械强度和抗热震性，在生产时把不同级别的颗粒，按照一定的比例混合，即不同尺寸的大颗粒、中颗粒和小颗粒以及细粉配合起来使用。粉料在配料中一般占 40%左右，但是粉料用量过多会使阳极在焙烧中产生裂纹废品，另外还会增大黏结剂用量，进而降低阳极机械强度和密度，增加气孔率，因此要生产质量稳定、均 一的产品，粉料（球磨粉、混合粉、收尘粉）控制至关重要。由于粉料比表面积占干料比表面积90%以上，所以黏结剂加入量与干料比表面积有直接关系。在阳极 生产过程中，只有稳定本文中的粉料用量，才能保证阳极质量稳定均一。我国大部分碳素厂家采用“纯度”来控制粉料粒度，即粉料中-200日（小于 0.075MM）的质量占粉料总量的质量粉数，这种方法效率比较低，只能测定-200目的含量，而无法全面反映粉料细度和比表面积的状况。
比 表面积是粉末的一个重要特征，决定着粉末对气体或液体的吸附量、耐蚀稳定性及烧结性。在炭素材料生产过程中，细粉料的比表面积大小对其黏结剂的吸附量有直 接关系，同时粉末比表面积不仅取决于粉末颗粒大小，还取决于粉末颗粒表面粗糙度。粉末颗粒越细，表面越粗糙，比表面积越大，其表面效应，如表面活性、表面 吸附能力、催化能力等越强。Blaine值与细粉料粒度组成、表面状况等密切相关，当粉料纯度一定时，粉子中粒径变化范围越大，粉子Blaine值就越 高，由此可见Blaine值能更精确地表示粉子比表面积的变化。
目前，我国铝用炭素企业引时瑞士R&D公司开发的 Blaine值测定仪用于预料阳极生产中测量粉料Blaine值，取代通常的筛分法测定粉料纯度来指导生产。而在水泥建材行业则采用勃氏透气仪测量粉末比 表面积作为控制水泥质量的指标，瑞士R&D公司也是国际上水泥建材行业勃氏透气仪的主要供应商。由于同为测定粉料比表面积的仪器，而Blaine 值测定仪价格昂贵，勃氏透气仪价格低廉，因此本文对这两种仪器的测量原理、测量方法等方面进行分析，力求找到两者之间的共性和相关对应关系，探讨以价格低 廉的国产勃氏透气仪取代价格昂贵的进口Blaine值测定仪指导预料阳极生产的可能性。
一、Blaine值测定仪
1.1 测量原理
1980年，瑞士R&D公司的Fisher详细概括和解释了Blaine值测定仪测定值与焦粉粉料粒度之间的对应关系， 并且计算出的比表面积值就是Blaine系数，假定其无尺寸量纳，实际Blaine值是一个简化的参比值，因此瑞士R&D公司根据国际铝行业测试 标准（ASTM）方法推出了检测石油焦粉料比表面积的专用透气性试验设备即Blaine值测定仪。
Blaine值是以抗空气流动性为基础 来测量粉末颗粒比表面积。通过将这些粉末颗粒按规定要求将其进行压缩，使其气孔率为一定值，从理论上讲，颗粒间气孔数目和尺寸与被测粉末颗粒尺寸存在一个 函数关系，再测量固定数量的空气通过这些颗粒需要的时间，就能使颗粒尺寸和紧密联系在一起。
为了避免对于大颗粒和较细的收尘粉由于粉末堆 的压缩未知造成测量结果偏差，瑞士R&D公司采用了上述理论的一种修改版本的Blaine值测定仪，这样Blaine值测定仪测量方法保证了压力 及空气量为常量，可以允许空气体积发生变化，由于“U”形管左端与大气相连，压力为定值，当抽取被测粉末样品中的空气时，“U”形管右端的压力减 小，“U”形管中油质液体发生移动，当继续抽取被测粉末样品中的空气达到一定量时，“U”形管中油质液体不再发生移动，即“U”形管中左右压力差不再发生 变化即为△P，然后停止抽取空气，测量“U”管内压力达到平衡所需要的时间，然后将它与Blaine值联系在一起。对一定数量的粉末样品来说，测量装置工 作时空气体积不变，而压力发生改变。
1.2测量步骤
（1）用天平准确称取粉末试样70g;
（2）先将穿 孔圆板平放在圆筒底部，再在穿孔圆板上面铺一层圆形滤纸，然后将称量好的试样缓缓倒入圆筒内，水平方向轻轻援圆筒，使料层平坦，最后在料层上铺一层圆形滤 纸；
（3）将圆筒固定在Blaine值测定仪上，打工电源，使重锤缓缓压实试样进行测量；
（4）待重锤上升按键，待重锤 上升一定高度后，取下含试样的圆筒，将圆筒内试样缓缓倒出，并清理干净，关闭电源，测量结束。
二、勃氏透气仪
用一定量空 气通过一定孔隙率和固定百度的粉末试样层时，所受阻力不同而引起流速的变化来测定粉末比表面积，在具有一定孔隙率的粉末试样层中，孔隙大小和数量是颗粒尺 寸的函数，决定了通过料层的气流速度，气流速度的大小也就反映了粉末比表面积。流体（空气）在颗粒与颗粒之间的流动可以看作是在毛细管中流动，试样越细， 阻力越大，则一定量空气透过透过同样百度的料层的需的时间越大，测得的比表面积越大，反之，试样粗，阻力越小，空气透过料层的时间也就短，测得的物料比表 面积也就小。
勃氏透气仪是由透气圆筒、穿孔板、捣器、U形压力计、捣器、透气圆筒等组成。
2.2测量步骤
（1） 检查透气仪是否漏气；
（2）将已知真密度的粉末试样放入烘箱内，在105-110℃的温度下烘干1H；
（3）称取试样质 量并将试样装入圆筒：将穿孔圆板下放在圆筒内，上面铺一层圆形滤纸，然后将试样倒入圆筒，在桌面上从水平方向轻轻援圆筒，使料层平坦，然后在料层上铺一层 圆形滤纸，用捣器均匀捣实试样至支持环紧紧地接触到圆筒上，将捣器旋转两周后抽出；
（4）将粉末试样捣实后，打开微型电磁泵慢慢从压力计 一臂中抽出空气，直到压力计内液面上升到扩大部下端时关闭阀门。当压力计内液体的凹液面下降到第一个刻线时开始计时，当液体的凹液面下降到第二条刻线时停 止计时，记录液面从第一条刻度线到第二条刻度线所需的时间（S），并同时记下试验时的温度（℃）；
（5）将实验中所得的数据和透气仪原始 代入比表面积计算公式，计算出粉末试样的比表面积。
三、两种仪器测量结果比较与分析
为了对Blaine值测定仪和勃氏透 气仪测量结果进行比较和分析，从山东晨阳碳素股份有限公司生产三部加工车间收集了实际生产中不同粒度的粉料（混合粉、球磨粉、收尘粉）进行试验。对这些样 品首先使用本公司 Blaine值测定仪（瑞士R&D公司提供）进行测量，测出试样Blaine值，测出试样Blaine值，然后在山东济宁张山水泥厂实验室，由其 专业技术人员利用标准水泥勃氏透气仪测出其比表面积。
随着测定的粉料Blaine值的增大，粉料的比表面积值也随之增加，这说明有一定的 联系。从粉末粒度分析，小于200目粉料对Blaine值或比表面积值的影响最大，这种粉料Blaine值一般大于5000，经过对不同粒度范围的粉料进 行分析，大于100目（0.15MM）粉料的比表面积值在105-192M2/KG之间，100-200目粉料的比表面积值在214-260M2/KG之 间，而小于200 目粉料的比表面积值在584-668M2/KG之间，这就是R&D公司推荐煅后焦粉末的比表面积在3000-35000时，铝用炭阳极焙烧块有最 大体积密度和较高的机械强度，此范围对应粉末的比表面积值在300-330M2/KG之间。
比表面积与Blaine值系数存在着一定的对 应关系，不难发现比表面积/Blaine在数值上的比值按四舍五入原则约在0.1左右，即一个数量级的关系。
现在大部分炭素生产厂家依然 采用纯度指导实际生产，通过以上试验可知，同一纯度的粉料试样Blaine值系数或比表面积值差别很大，纯度为60%的混合粉试样Blaine值最大值和 最小值相差984，比表面积值最大值和最小值相差63M2/KG，这也证明了纯度越来越不适宜指导实际生产方面具有重要参考意义。
四、结 语
通过对Blaine值测定仪和勃氏透气仪的原理和测试方法以及实际测量结果的分析可以得出，两种仪器都是采用透气法原理进行设计，测量 步骤基本一致，用勃氏透气仪替代Blaine值测定仪应用于铝用预焙阳极生产具有重要参考意义。另外，从设备经济投资上来看，Blaine值测定仪价格 38万元左右，需要从国外进口，设备维护修理必须领先国外厂家，如果Blaine值测定仪出现故障，必然会影响一道，而勃氏透气仪价格十分便宜，仅数百 元，价格悬殊圈套，并且国内许多厂家可以提供，仪器维护修复比较方便。虽然Blaine 值测定仪测量值与勃氏透气仪测量结果相比，控制准确，但其操作（环境、温度、试样质量等）要求特别苛刻，勃氏透气仪设备虽然简单，但测试速度快，不受环境 因素的影响，一个试样仅用3MIN左右即可完成测试，并且测定方法（勃氏透气法）有国家标准。从试工结果可以得出Blaine值与比表面积值在数值上具有 一定联系，这对指导铝用预料阳极生产具有重要参考意义。因此，在铝用预料阳极实际生产中，用水泥勃氏透气仪替代Blaine值测定仪用于铝用预料阳极的产 生具有推广价值，同时对其他炭素制品生产也有圈套的指导意义。
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