Partikkelikokojakauma ja lietteen stabiilisuus CaCO3:n ja TiO2:n vesipohjaisessa submikronijauhatuksessa

Väitöstyössä on tutkittu kahden erilaisen teollisuusmineraalin märkähienojauhatusta helmimyllyllä. Työssä tutkitut teollisuusmineraalit olivat titaanidioksidi (TiO2) ja kalsiumkarbonaatti (CaCO3). Työssä keskityttiin tutkimaan muuttujia, jotka vaikuttavat jauhatuksen energiankulutukseen ja siihen, miten energiankulutusta saataisiin laskettua menettämättä mineraaleille vaadittuja ominaisuuksia.

2000-luvulla alle yhden mikrometrin partikkelit ovat herättäneet kiinnostusta ja niille on kehitetty uusia sovelluksia niiden suuren pinta-alan ja lujuuden ansiosta. Mineraalipartikkeleiden sovelluksia ovat esimerkiksi maalit, komposiitit, betonit, lääkkeet ja kemikaalit. Jauhatus märkähelmimyllyllä on useimmiten viimeinen prosessivaihe ennen partikkelien lisäämistä sovelluskohteeseen ja siinä saavutetaan partikkelien lopullinen partikkelikokojakauma. Hienojauhatus kuluttaa kuitenkin paljon energiaa. Jauhatuksen energiankulutus minimoidaan etsimällä optimioperointiparametrit kullekin jauhatusprosessille ja käyttämällä korkeinta mahdollista suspension kuiva-ainepitoisuutta. Suspension kuiva-ainepitoisuutta voidaan nostaa hallitsemalla partikkelien vuorovaikutuksia jauhatusapuaineilla.

Väitöstyössä löydettiin optimioperointiparametrit ja tehokas jauhatusapuaine titaanidioksidin jauhatukseen, joiden avulla energiankulutusta voitiin vähentää. Myös kalsiumkarbonaatille löydettiin tehokas, uudentyyppinen jauhatusapuaine, jonka avulla energiankulutusta saatiin vähennettyä. Lisäksi tällä uudentyyppiselllä jauhatusapuaineella kalsiumkarbonaattipartikkelit saatiin jauhettua 26 nanometrin kokoon, joka on pienin koskaan aiemmin jauhamalla saavutettu koko CaCO3-partikkeleille.