氣流粉碎與分級(jí)技術(shù)
氣流粉碎與分級(jí)技術(shù)
一、?發(fā)展與應(yīng)用所謂“超微粉體”，國內(nèi)外目前對(duì)這一名詞尚無嚴(yán)格的界定。有人定義粒徑小于100um的為“超微粉體”，也有人定義粒徑小于1um的為“超微粉體”。但通常的習(xí)慣做法是小于500目（即30um）以下的粉體，即稱之為“超微粉體”。固形物質(zhì)經(jīng)過超微粉碎后，使其處于微米甚至納米尺寸時(shí)，該物質(zhì)的物理、化學(xué)特性都將發(fā)生極大的變化。例如：TiO2，當(dāng)其粒度為20?nm時(shí)可見光的遮蓋力最佳，可作為高檔油漆、油墨材料。粒徑減小到10～60?nm時(shí)，則具有透明性，強(qiáng)紫外線光的吸收能力，可作為高檔化妝品及透明涂料等。??又如植物花粉，被譽(yù)為“微型營養(yǎng)寶庫”，對(duì)人體有優(yōu)良的保健作用，但花粉的單體都具有堅(jiān)硬的外殼，直接服用則無法被人體吸收。而經(jīng)過超微粉碎，使花粉破壁，有效成分得以完全釋放，由此開發(fā)的花粉系列產(chǎn)品，可直接被人體所吸收。??利用“超微粉體”的特異性能，在軍事上涂裝于飛機(jī)、艦船和坦克的表面，可制成隱身飛機(jī)、艦船和坦克，在航天領(lǐng)域，可制成耐高溫、高壓的輕型材料及新型燃料。在化工、塑料、油漆、涂料等行業(yè)中，“超微粉體”可制成高強(qiáng)度、高附著力的高檔新產(chǎn)品。在醫(yī)藥和醫(yī)療領(lǐng)域，將藥品制成“超微粉體”，經(jīng)研究表明，可提高藥品的溶出度，減輕毒副作用，無論內(nèi)服或外用，都能明顯提高療效。總之，在我國從八、九十年代開始才逐步被越來越多研究部門和行業(yè)所重視。今后，必將在新材料、醫(yī)藥、日化、保健、化工、軍工、電子、航天等領(lǐng)域內(nèi)取得全新的長足的發(fā)展。?二、氣流粉碎與分級(jí)超微粉體的制備通常有物理和化學(xué)兩種方法。物理方法中，又可劃分為干法和濕法兩種。在化學(xué)方法中，又可分為氣相法、液相法等。在物理方法中，干法超微粉碎又可分為球磨機(jī)、震動(dòng)磨機(jī)、氣流粉碎機(jī)等，濕法超微粉碎機(jī)械中包括液流粉碎機(jī)、均質(zhì)機(jī)等。在化學(xué)方法中，氣相法又包含真空蒸發(fā)法、氣相化學(xué)反應(yīng)法、等離子體法等。在液相法中，主要有沉淀法、氧化加氫分解法、還原法、噴霧干燥法、冷凍干燥法等。下面重點(diǎn)介紹物理方法中的氣流粉碎與分級(jí)機(jī)。氣流粉碎機(jī)屬于物理方法中干法粉碎類。氣流超微粉碎機(jī)。目前，在工業(yè)上應(yīng)用十分廣泛， 以其結(jié)構(gòu)簡單、產(chǎn)品細(xì)、分布狹窄、純度高而享有盛名。氣流超微粉碎機(jī)有以下幾種基類型：（1）?水平圓盤式氣流粉碎機(jī)；（2）?循環(huán)管式氣流粉碎機(jī)；（3）?對(duì)噴式（逆向）氣流粉碎機(jī)；（4）?撞擊板式（靶式）氣流粉碎機(jī)；（5）?流化床式氣流粉碎機(jī)。氣流粉碎機(jī)集多噴管技術(shù)、流化床技術(shù)和臥式分級(jí)技術(shù)于一身，實(shí)現(xiàn)了流場多元化及料層流態(tài)化與臥式分級(jí)化體系。此外，采用了氣體密封等多項(xiàng)新技術(shù)，可保證該機(jī)安全、高效、穩(wěn)定地運(yùn)行。三、組成及工作原理。氣流粉碎機(jī)組由空壓機(jī)、空氣凈化器系統(tǒng)、氣流粉碎機(jī)、分級(jí)機(jī)、旋風(fēng)分離器、除塵器、排風(fēng)機(jī)等組成。中、小型流化床式氣流超微粉碎機(jī)，通常將超音速氣流粉碎機(jī)、分級(jí)機(jī)、旋風(fēng)分離器及除塵器、排風(fēng)機(jī)等組合成一體機(jī)，可節(jié)省占地面積，有利于安裝、運(yùn)輸和使用。１．?粉碎原理流化床式氣流超微粉碎機(jī)由料倉、螺桿加料器、進(jìn)料室、粉碎室、旋風(fēng)分離器、除塵器等組成。首先，待粉碎物料由料倉經(jīng)螺桿加料器，輸送至進(jìn)料室，在重力作用下物料落入粉碎室。粉碎室四周和設(shè)有相向排列的經(jīng)特殊設(shè)計(jì)的高壓進(jìn)氣噴嘴。經(jīng)過凈化和干燥的壓縮空氣自噴嘴射出，形成超聲氣流。物料在高速氣流交點(diǎn)中心發(fā)生碰撞，瞬間內(nèi)被粉碎。經(jīng)粉碎的粒子隨氣流上升至分級(jí)室，合格的粒子隨氣流進(jìn)入旋風(fēng)分離器，最終獲得所需產(chǎn)品，尾氣進(jìn)入除塵器排出。較大的顆粒在分級(jí)機(jī)作用下，重新回落粉碎室，再次被粉碎，直至獲得合格的產(chǎn)品。2．氣流分級(jí)原理在超細(xì)粉碎過程中，要想獲得數(shù)微米甚至更微細(xì)的粉體，采用普通的篩分方法是行不通的。因此本機(jī)在分級(jí)室內(nèi)設(shè)置有渦輪式分級(jí)系統(tǒng)，這是利用離心力場的典型結(jié)構(gòu)。粉碎室內(nèi)被粉碎的物料，受上升氣流的推動(dòng)，在分級(jí)室臥式渦輪分級(jí)機(jī)的作用下，如果在渦輪旋轉(zhuǎn)斷面邊緣處有同一顆粒，此顆粒將受到離心力場兩種不同力的作用。即由渦輪旋轉(zhuǎn)而產(chǎn)生的離心慣性力F和氣流阻力R。假設(shè)顆粒的粒徑為d、密度為δ、介質(zhì)的密度為ρ、顆粒的切向速度為Ut、渦輪平均半徑為r、介質(zhì)粘度為η、顆粒的徑向速度為Ur。這兩個(gè)力可分別用下列方程式表示：R=3πηd Ur當(dāng)顆粒較大時(shí)，所受離心力大于阻力，即F>R時(shí)，大顆粒沿渦輪切線方向飛向分級(jí)室器壁，然后返回粉碎室重新被粉碎。當(dāng)離心力小于阻力，即F