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二氧化鈦的超細粉碎離不開氣流式超微粉碎機

2019-05-24
        經干燥后的二氧化鈦顏料又重新凝聚在一起成為粗顆粒,這種凝聚和絮凝的粗顆粒雖然很容易粉碎,但是只有把這種粗顆粒重新粉碎至濕磨后的基本顏料原級粒子的大小,并盡可能的使粒徑分布較窄,這樣才能充分發揮顏料的光學性質和顏料性能。一般機械式粉碎機雖然也能粉得很細,但從粒徑分布、粒子形狀、產品純度等方面很難達到要求,目前最好的辦法是用氣流粉碎機來完成,氣流式超微粉碎機可以把固體物料粉碎至亞微米級,而且粒徑分布很窄、污染小,粉碎過程中不產生熱量,還可以在氣流粉碎面內進行簡單的化學反應。20世紀鈦白粉工業的重要進展之一,就是采用氣流式超微粉碎機作為鈦白粉的最終粉碎的手段。由于這是生產中的最后一道粉碎,粉碎的物料不是煅燒后的聚集體,因此又把這道粉碎過程稱為后粉碎或解磨、解凝、分散等。
        氣流粉碎顧名思義是利用氣流的能量進行粉碎,它又稱流能磨(Fluid Energy mill)或噴射磨(Jet mill),氣流可以使用壓縮空氣、惰性氣體、過熱蒸汽等,鈦白粉的粉碎通常使用過熱蒸汽,因此常常書寫成氣流式超微粉碎機。氣流式超微粉碎機我國也能生產,關鍵是內襯材質的選擇,一般采用耐磨硬質合金或剛玉。
氣流式超微粉碎機

        氣流式超微粉碎機的生產能力取決于粉碎室的直徑,工業用氣流式超微粉碎機的直徑為ф280~1000mm不等,內設12~24個噴嘴,噴嘴的偏角a一般 為32°~40°,它由上、下蓋、進料管、進氣管、磨圈、噴嘴、出氣管和卸料管組成,粉碎室大、噴嘴多的機型有時反噴嘴分兩層布置。它的工作原理是使高壓過熱蒸汽以200~500m/s的速度,以切線方向從噴嘴入粉碎室,在粉碎室內形成一個高速旋轉的切線圓形氣流,該切線圓與粉碎室外圓之間還有許多小旋流,使流體呈高度湍動狀態,物料在此高速氣流中發生強烈地粉碎,只需數毫秒的時間顆粒即被粉碎,其中相互碰撞粉碎的占80%,與粉碎機壁相互摩擦粉碎的占20%,由于是以自身互相碰撞粉碎為主, 所以它的顆粒外形較圓滑、粒徑分布較窄,對產品的污染程度也較小。
        選用過熱蒸汽為工質氣源,主要是因為蒸汽易得、便宜,蒸工質的壓強比壓縮空氣的壓強高得多而且也容易提高,因而它的臨界速度高、動能大,同時過熱蒸汽的粘度比空氣低,也不帶靜電,可以減少物料的內聚現象,與壓縮空氣相比,過熱蒸粉碎時所需要的氣固比要小得多,而且壓縮空氣還要解決油污、冷凝水的問題,因此國內外的鈦白粉工廠都采用過熱蒸汽來粉碎鈦白粉。影響汽流粉碎效果的主要因素有如下幾點。
        a.氣固比,粉碎時的氣固比不僅是一項重要的技術參數,也是一項重要的經濟指標。氣固比過小,因為氣流的動能不足會影響產品的細度;氣固比過高,不僅浪費能源,甚至會惡化某些顏料的分散性能。在以過熱蒸汽為工質時,粉碎煅燒后的堅硬物料,氣固比一般控制在2~4:1;粉碎表面處理后的物料一般控制在1~2:1。
        b.進料粒度,進料粒度雖沒有氣固比那么重要,但是在粉碎堅硬物料時對進料粒度有較嚴格的要求,就鈦白粉而言粉碎煅燒料時最好控制在100~200目為好;粉碎表面處理后的物料 一般40~70目,最大不超過2~5目。
        c.工質的溫度,因為溫度提高,氣體的流速可以加快,以空氣為例:室溫下的臨界速 度為320m/s,當溫度升到480℃時,臨界速度可以提高到500m/s,即動能增加了150%,因此提高工質的溫度對粉碎的效果是有利的。粉碎鈦白粉時過熱蒸汽的溫度一般為300~400℃左右,通常粉碎煅燒時溫度偏高,粉碎表面處理后的物料時偏低一些,因為有些表面處理劑,特別是有機表面處理劑不耐高溫,有時只需要在原有蒸汽溫度的基礎上過熱100℃即可。
        d.工質的壓強,工質的壓強是產生噴氣流速度的主要參數,也是影響粉碎細度的主要參數。工質噴氣流的動能,與其質量的一次方成正比,與其速度的平方成正比,因此壓強越高,速度越快,動能就越大,當蒸汽壓力增大到一定值不變后,通過噴嘴的氣流流速雖然不再增加,但壓強增高,氣流的密度隨著增加,同樣動能相應提高。至于粉碎時選擇多高的壓強,取決于物較的可粉碎性和細度要求,用過熱蒸汽粉碎鈦白粉時,蒸汽壓強一般在0.8~1.7MPa,一般粉碎煅燒料高一些,粉碎表面處理后的物料可以低一些。
        e.粉碎助劑,選擇恰當的粉碎助劑,不僅能提高粉碎的效率,還能提高產品在介質中的分散性能,二氧化鈦表面處理時添加的有機表面活性劑中大多數都有粉碎助劑的功能,無機粉碎助劑一般使用六偏磷酸鈉和焦磷酸鈉(鉀)等。
 
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