超细粉碎过程与设备.ppt
1,超细粉碎过程与设备 2011年10月2日,2,4.1.1 超细粉碎概念 超细粉体技术是20世纪70年代中期发展起来的学科，超细粉体几乎应用于国民经济的所有行业。目前对于超细粉体尚无一个严格的定义，从几个纳米至几十个微米的粉体统称超细粉体。各行业由于超细粉体的用途和制备方法等不同，而对超细粉体作出不同的划分。目前，比较一致认同和较为合理的划分标准是：粒径在1045m的粉体为细粉体，粒径在110m的粉体为微米级粉体，粒径在0.11m的粉体为亚微米级粉体，粒径在0.0010.1m（1100nm）的粉体为纳米级粉体。在非金属矿物加工中，通常把粒径D9710m的粉体称为超细粉体。,4.1 概述,3,4.1.2 超细粉体的特性 当颗粒尺寸处于微米级时，虽然其物理化学性能与普通颗粒的物理化学性质相差不大，但微米级颗粒的比表面积大、表面能高，表面与界面性质发生了很大变化。例如，经超细粉碎后，当药品、食品、营养品及化妆品达到微米级后，非常容易被人体或皮肤吸收，功效明显提高；涂料、油漆、染料中的颗粒达到微米级后，表面活性提高，界面特性改善，其粉碎后粘附力、均匀性及表面光泽都大大提高；水泥经超细粉碎后，颗粒表面活性提高，水泥强度提高；由于颗粒细化，表面能提高，超细粉粒陶瓷或金属的烧结温度大大降低。多种不同性质的超细颗粒组合在一起被制成复合材料时，其性能往往与原材料完全不同，如熔点降低、化学活性增大、催化效果提高等。粉体的超细化也会带来一些负面效应。超细粉表面积大、表面能高，使其处于不稳定状态，容易产生团聚以降低表面能，反而使超细颗粒因团聚而粗化，降低了使用效果，而且使进一步粉碎更困难。,4,4.2 超细粉碎设备,4.2.1 机械冲击式超细粉碎机 机械冲击式超细粉碎机是利用棒、叶片、锤头等高速运动的冲击元件对物料进行强烈的冲击，使物料颗粒之间或物料与粉碎部件之间产生撞击，物料颗粒因受力而粉碎的设备。机理:第一，多次冲击产生的能量大于物料粉碎所需要的能量，颗粒粉碎，第二，处于锭子与转子之间间隙处的物料被剪切、反弹至粉碎室内与后续的高速运动颗粒相撞，使粉碎过程反复进行。第三，锭子衬圈与转子端部的冲击元件之间形成强有力的高速湍流场，产生的强大压力变化可使物料受到交变应力作用而粉碎。,5,分类：按转子的布置方式，机械冲击式超细粉碎机可分为立式和卧式两大类。按照转子的冲击元件的类型又分为销棒式、锤式、摆锤式等。优缺点：结构简单，操作容易；占地面积小，粉碎效率高；设备运转费用低；应用范围广，适用于多数矿石的粉碎。但由于工作时转子处于高速运转状态，运转环境恶劣，高硬度物料易使转子有严重的磨粒磨损，所以不适合高硬度物料的粉碎；韧性物料对冲击功有较强的吸收能力，不易破碎，所以韧性过高的物料的粉碎也不宜采用该类磨机；此外，还有发热问题，对热敏性物质的粉碎要采取适当措施。机械冲击式超细粉碎机是一种适用性很好的超细粉碎机，结构简单、粉碎效率高、粉碎比大，适合于中、软硬度物料的粉碎，目前在无机非金属矿超细粉碎领域占有重要地位。,6,4.2.1.1 立式机械冲击式超细粉碎机,ACM型立式机械冲击式超细粉碎机1粉碎盘；2齿圈；3锤头；4挡风盘；5机壳；6加料螺旋；7导向圈；8分级叶轮；9机盖,该机的优点在于结构紧凑、产量高、能耗低，内设高效分级蜗轮能及时排出合格粉，避免过粉碎现象，粉碎产品粒度分布窄，颗粒圆整性好。特别适用于滑石、云母、碳酸钙、大理石、石墨等硬度不太高矿物的粉碎。,7,4.2.1.2 卧式机械冲击式超细粉碎机,SMM型冲击式卧式超细粉碎机1料斗；2加料机；3机壳；4第一级粉碎叶轮；5分级叶轮；6第二级粉碎叶轮；7接管；8风机；9阀；10排渣管,8,SMM卧式粉碎机的优点在于：粉碎效率高，单位质量成品能耗低，采用两极串联粉碎和内检查分级，粒度合格粉粒即直接排出，所以分离效率高，能耗少；粒度调节容易，通过调节风量、隔环直径、分级叶轮和隔环间隙、排渣量而调节成品粒度；产品纯度高，难粉碎且密度大的杂质可通过排渣管排出，可减少成品中杂质含量；产品粒度细，产品细度可至几微米；污染少，粉碎、分级在一封闭系统中进行，且叶片旋转形成负压，减少了粉尘污染；适用范围广，适用于莫氏硬度小于5级的非金属物料或其他物料的超细粉碎。,9,4.2.2 气流粉碎式超细粉碎机,气流粉碎机（又称气流磨），它是利用高速气流（3001200ms）或过热蒸汽（300400）喷出时形成的强烈多相紊流场，使其中的物料通过颗粒之间相互撞击、气流对物料的冲击剪切以及物料与设备内壁的冲击、摩擦、剪切等作用而粉碎的一种超细粉碎设备。目前工业上应用较广泛的气流粉碎机有：扁平（水平圆盘）式、循环管式（跑道式）、对喷式（逆向式）、冲击式（靶式）、超音速和流化床逆向气流磨机等。特点：粉碎仅依赖于气流高速运动的能量，机组无需专门的运动部件。适用范围广，既可用于莫氏硬度不大于9的高硬度物料的超细粉碎，又可用于热敏性材料、低熔点材料及生物活性制品的粉碎。气流粉碎机通过压缩气体形成高速气流，压缩气体在喷嘴处绝热膨胀加速，会使温度下降。粒子高速碰撞虽然会使温度升高，但由于绝热膨胀使温度降低，所以在整个粉碎过程中，物料的温度不致太高。,10,粉碎过程主要是粒子碰撞，几乎不污染物料，而且颗粒表面光滑、纯度高、分散性好。粉碎强度大，粉碎后粉粒的平均粒度小，一般小于5m。产品粒度分布范围窄。扁平式、对撞式、循环式气流磨，在粉碎过程中由于气流旋转离心力的作用，能使粗、细颗粒自动分级；对于其他类型的气流粉碎机也可与分级机配合使用，因此能获得粒度均匀的产品。可在粉碎的同时，实现物料干燥、表面包覆与改性。自处理量大，自动化程度高，产品性能稳定。辅助设备多，一次性投资大；影响运行的因素多，粉碎成本较高，噪声较大，环境污染相对严重。气流粉碎机是将超细颗粒凝聚体分散在空气中，并在分散的情况下进行收集，不但具有气流超细粉碎功能，而且具有优越的分散功能。所以，气流粉碎机在超细粉碎领域的应用前景还是很广阔的。,11,4.2.2.1 扁平式气流粉碎机（圆盘式气流磨),1气流分配室；2粉碎分级室；3气流喷嘴；4喷射式给料器；5高压气流入口；6废气流排出管；7产品收集器；8产品贮斗；9排污口,12,4.2.2.2 循环管式气流磨,JOM型循环式气流磨1出口；2分级区；3进料；4粉碎；5推料喷嘴；6文丘里喷嘴；7粉碎喷嘴,13,4.2.2.3 对喷式气流粉碎机（逆向喷射磨）,TJM对喷式气流磨1成品出口；2分级室；3衬里；4料斗；5加料喷嘴；6粉碎室；7粉碎喷嘴,14,4.2.2.4 流化床对撞式气流粉碎机,AFG型流化床对撞式气流粉碎机1进料斗；2料箱；3给料螺旋；4研磨室；5喷射嘴；6流态化床；7超细分级器；8成品出口；9水平探测器,15,4.2.2.5 靶式气流粉碎机（单喷式气流磨）,靶式气流粉碎机结构图1加料斗；2高压气流；3靶板；4物料与气流出口,16,超音速靶式气流磨,1加料斗；2螺旋式推进器；3物料与高压气流混合室；4冲击板；5出料管；6高压空气入口,17,
