粉体微细化方法和设备技术

本发明专利技术有关一种粉体微细化方法和设备，是将动态粉体送入呈低压的舱体中，使之与舱体中高速转动的撞击件扁平面碰撞，利用撞击件形成的气流和微弱力场来区分粗细粉处于撞击或非撞击区，使细粉体排出，粗粉体与撞击件的扁平面继续碰撞，达到粉碎和分级效果；该设备在低压舱体内设置至少一个可高速旋转产生弱气场的撞击件，使动态粉体在舱体内可进行粉碎和分级；本发明专利技术为干式、低温、省电、低耗材和高效能，尤适于无法用高温裂解微细化的物质或需廉价微化条件制造的超细微粉。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术关于一种粉体微细化方法和设备，尤其是指一种可将粒径D50＜20μm脆硬粉体快速微细化至粒径D50＜2.0μm以下，且具有干式、低温、省电、低耗材、高效能的特点的粉体微细化方法和设备。
技术介绍
将粉体微细化最常见的技术是令粉体处于静态，并将两物施加压力于粉体，以通过压力将粉体微细化，一般称为研磨。此研磨手段仅能将粉体微细化至一定细度；研磨时，当磨具表面的凹凸状态大于粉体粒径，该磨具将无法再进行粉体的研磨动作，且粉体间相互磨擦以抵消磨具动能同时产生高温，因此，在目前所知的物理微细化粉体这一工艺技术限制了粉体细化的极限。例如球磨机将一般水泥粉体磨至比表面积3500左右，粒径D50＜20μm，若再继续研磨将会出现不符经济效益的耗能现象；或会出现团聚结块现象无法继续研磨。此外，若欲研磨至比表面积11000粒径，D50＜2.0μm，则粒径相差十分之一，体积比却相差千分之一，即粉体需微细化1000倍，现有任何研磨机都难以在短时间内进一步将粉体微细化至上述细微程度。目前使用于粉体的微细化方法包括湿式和干式两大类，其中水泥粉体受制于粉体具有的水合特性，故其微细化方式应以干式方法为主，即利用转动的球磨或滚轴来产生动能，使粉体达到粉碎的效果；粉碎的粉体再经气流输送至筛分机，控制粉碎的粉体粒径。然而，传统的粉体粉碎方式不易获得粒径D50＜20微米(μm)以下的水泥粉体，因此有使用多次高压碾碎的设备结构被开发，如专利JP8243427、JP1284342、JP8164345、CN1593771等，均是利用多数个旋转的滚轴以及调整滚轴间距来达到对粉体进一步微细化的效果。而使用高压气体形成流体带动粉体相互碰撞，为另一种干式微细化粉体的方法，如专利CN1483516、JP2002079133等，其主要使用喷射气流或特殊喷嘴结构来达到高速传送粉体，同时使粉体产生碰撞而微细化；但由于此种微细化方式以高压气流使粉体对撞产生细化，而粉体质量极小对撞效率较低，且因高压气流致使粉体快速离开舱体，故消耗电能极高产能却颇低。另外，结合滚轴与喷射流体结构以进一步提高粉体粉碎效果，如专利US5839670。微细化的粉体可经由多级的锥状结构或特定气流分布的回流管结构来获得分级效果，如专利JP2005205266、JP2005177704、JP2002346411、US5354002等，是将分级结构连接于粉碎结构后形成具有分级效果的粉体微细化设备。而就前述的湿式研磨(Attriting mill)方式，主要是当粉体研磨至极小后，容易产生团聚现象，因此，需通过添加介质(助磨剂)避免微分子团聚并达到降温效果；然而此情形不仅增加介质的成本，且由于回收介质困难，造成研磨过程的不便。以粉体彼此间高压撞击或粉体与固定结构体相互挤压作为粉体微细化的方法，随能量大小可以产生不同程度的粉碎效果，粉碎的粉体再经气流差异结构产生分级，此为上述已有专利的重要方向。然而，其微化细度和产能均有限，即已知的微细化方式，其粉体制造成本极高(含化学合成法)，尚无法完全符合市场需求。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种可将粉体细微化的方法，尤其是可将粒径D50＜20μm的脆硬粉体快速微细化至粒径D50＜2.0μm以下的粉体细微化方法，其具有干式、低温、省电、低耗材以及高效能的特点。该方法使用具有扁平面的撞击件，并以加速机带动粉体撞击高速旋转的撞击件的扁平面，同时设定且维持舱体内部呈稳定低压或超低压，使粉体有足够时间进行瞬间多次碰撞，由于反作用力和低密度空气阻力使粉体产生更高的飞行速度，粉体与撞击件间具有更高的相对碰撞动能和碰撞次数，大幅提高单位时间粉碎效果；高速旋转的撞击件的扁平面同时可提供旋转同向的气流，使粉碎后的微细粉体受反向气流作用而上升，经舱体上方的出气口送出，只有粗的粉体具有足够动能可以继续撞击撞击件的扁平面。本专利技术利用多数个高速旋转的扁平面撞击件，产生高效率的粉碎和分级效果，此种微细化结构装置兼具有粉碎和分级功能是已有专利所未见的。本专利技术提供了一种粉体微细化方法，其将动态粉体送入内部设有具扁平面的撞击件并呈稳定低压的舱体中，使之与舱体中高速转动的一个或一个以上的撞击件的扁平面碰撞细化，再利用高速旋转的撞击件的扁平面提供的旋转同向的气流和微弱力场，来区隔粗细粉处于撞击或非撞击区，使粉碎细化后的粉体受力场区隔且在反向气流作用下上升排出舱体外，而粗粉体因具有足够动能得以穿越力场与撞击件的扁平面继续碰撞，产生更多超细粉体，以达到粉体在舱体内高效率的粉碎和分级效果。本专利技术的粉体微细化方法完全突破了传统的研磨方式，具体为将粉体例如D50＜20μm，以10m/s以上的初始速度(因此也可称该粉体为动态粉体)进入具稳定低压(低于常压，即0-1个大气压)的舱体中，利用舱体中高速转动且具有扁平面的撞击件，使粉体能够在舱体内产生连续碰撞，并因反作用力提高粉体飞行速度，进一步与撞击件产生更高能碰撞，当碰撞能量大于粉体内聚力时，粉体即微细化，细化颗粒与碰撞能量成正比。上述的粉体微细化方法，其中，微细化过程还包括一参数设定流程、一输送流程、一收集流程；通过参数设定流程进行输送速度、撞击件旋转速度、动态粉体的动能大小等数据的设定，之后再以真空供料方式将粉体送入舱体中，最后于粉体微细化后再将其集中收集。本专利技术舱体内的低压优选为0-1个大气压。另外，在舱体内通过调整稳定低压和撞击件的转速，来达到控制气流和撞击件形成的力场强弱，使粗细粉处于撞击区或非撞击区等不同区域而区分开来，并可决定欲细化粉体的细度，一般地，撞击件的转速由马达动力决定，可以达到理论最高值，但综合各项性能指标，优选当欲粉碎粉体粒径D50＜20μm时，撞击件和粉体速度小于130m/s；舱体内撞击件是利用变频式马达传动，通过调整马达转速改变撞击件的旋转速度，使其适合欲细化粉体的种类和粒径大小，并使之处于最佳细化状况。其中，上述在该粉体微细化过程中所采用的多个撞击件其转动方向可呈相同或转向互成交错方式配置；该粉体微细化方法还包括选粉，其和撞击微细化可均在同一舱体内进行，或再经外置型选粉机选择粗粉重新送回舱体内继续进行微细化作业；撞击件可为立式、卧式、斜置式或立卧并用方式驱动。本专利技术还提供了一种粉体微细化设备，其特征在于，在可维持稳定低压状态的舱体内设置一个或一个以上具有扁平面的撞击件，可作高速旋转动作，产生弱气场，使动态粉体在舱体内可进行高效率的粉碎和分级动作。上述设备进一步还包括一可提供粉体初始速度的装置，其配合撞击和弱气流使粉体本身具备高速飞行速度；舱体上设置有内置型选粉机和外挂的可抽吸舱体内空气的鼓风机，舱体下设置有超细滤网供气阀；舱体内的气流利用舱体上的内置型选粉机和外挂的鼓风机抽吸舱体内空气，配合舱体下设置的超细滤网供气阀，控制供应空气的速度和流量，使舱体内维持低于常压的气压或者特定低压，并产生由下往上输送的气流；所述的低压为低于常压，优选0-1个大气压，更优选可使粉体飞行速度不受阻碍的气压(极低气压)。所述设备进一步还可包括与舱体相连的控制箱、送料机构、收尘机构；该控制箱上设有舱体内温度显示表、舱体内空气压力显示表和仪控、选粉机马达频率仪控、撞击件马达仪控、供料仪控和/或保护装置；该送料机构(装置)可将粉体送入舱体中；本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种粉体微细化方法，其将动态粉体送入内部设有具扁平面的撞击件并呈稳定低压的舱体中，使之与舱体中高速转动的一个或一个以上的该撞击件的扁平面碰撞细化，再利用转动的撞击件的扁平面所提供的旋转同向的气流和微弱力场，来区隔粗细粉处于撞击或非撞击区，使粉碎细化后的粉体受力场区隔在反向气流作用下排出舱体外，粗粉体因具有足够动能得以穿越力场而与撞击件的扁平面继续碰撞，产生更多超细粉体，以达到粉体在舱体内的粉碎和分级效果。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：黄琼城，
申请(专利权)人：黄琼城，
类型：发明
国别省市：71[中国|台湾]