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我国粉体造粒技术和设备现状

潍坊天洁
等级:五级士官
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楼主 发表于:2007-08-21 09:14:17
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粉粒体过程处理,是指生产中工艺物料是粉粒状及其混合物,且以物理变化为主的诸多单元操作,包括造粒、粉碎、分级、除尘、过滤、沉淀、离心分离、干燥、结晶、混合、输送、给料、包装等过程,其装置称为过程处理装置。   粉体造粒技术是粉粒体过程处理的最主要分支。随着环保需求和生产过程自动化程度提高,粉状产品粒状化已成为世界粉体后处理技术的必然趋势。   我国粉体技术及装备研究始于20世纪80年代中期,原化工部化工机械研究院粉体工程研究所最早进行专门系统研究。经过多年努力,目前我国粉体造粒技术已具有一定水平,设备规模基本可满足粉粒体颗粒化要求。现有粉体处理技术可分为4类。 搅拌法搅拌法造粒是将某种液体或粘结剂渗入固态细粉末中并适当地搅拌,使液体和固态细粉末相互密切接触,产生粘结力而形成团粒。最常用的搅拌方法是通过圆盘、锥形或筒形转鼓回转时的翻动、滚动以及帘式垂落运动来完成。根据成型方式又可分为滚动团粒、混合团粒及粉末成团。典型的设备有造粒鼓、斜盘造粒机、锥鼓造粒机、盘式造粒机、滚筒造粒机、捏合机、鼓式混料机、粉末掺合机(锤式、立轴式、带式)、落幕团粒机等。   搅拌法的优点是成型设备结构简单,单机产量大,所形成的颗粒易快速溶解、湿透性强,缺点是颗粒均匀性不好,所形成的颗粒强度较低。目前这类设备单机处理能力最大可达500吨/小时,颗粒直径最大可到600毫米,多适用于选矿业、化肥、精细化工、食品等领域。   压力成型法该法是将要造粒的粉体物料限定在特定空间中,通过施加外力压紧为密实状态。根据所施加外力的物理系统不同,压力成型法又可分为模压法和挤压法。   典型的模压法设备有重型压块机、台式压榨机、混凝土块压制机、压砖机、重型制片机等。其优点是可制造较大的团块,所制成的物料也有相当的机械强度,缺点是设备的适用范围较小,对有的物料不易脱模。这类设备多用于建筑、制药等领域。   挤压法是目前我国粉体工业中压力成型法造粒的主要方法。挤压法造粒设备根据工作原理和结构可分为真空压杆造粒机、单(双)螺杆挤压造粒机、模型冲压机、柱塞挤压机、辊筒挤压机、对辊齿轮造粒机等。这类设备可广泛适用于石油化工、有机化工、精细化工、医药、食品、饲料、肥料等领域。该法具有适应能力强、产量大、粒度均匀、颗粒强度好、成粒率高等优点。   在单螺杆造粒机基础上研制成功的DLJ系列解碎造粒机可很好地解决胶状体物料的破碎问题,可广泛适用于高分子量聚丙烯酰胺、聚丙烯酸钠等物料的解碎造粒,拓宽了挤压法造粒的应用范围。   对于要求特殊形状颗粒(如环状、三叶草形、多孔状等)的物料造粒,一般采用柱塞挤出机来实现。目前我国对柱塞挤出机的研究已趋完善,柱塞直径在50~250毫米范围,颗粒直径在2~20毫米范围内可选,可实现颗粒形状超过20种。   喷雾和分散弥雾法该法是在特定设备中,使处于高度分散状态的液相或半液相物料直接成为固体颗粒。这种造粒设备有喷雾干燥塔、喷雾干燥器、造粒塔、喷动床和流化床干燥器以及气流输送干燥器等。这种喷雾和分散弥雾造粒法的共同特性为:液态进料必须是可用泵输送的和可弥散的;造粒过程通常应为连续、自动化的以及大规模的操作;造粒系统必须设计成能回收或循环使用料末,以解决物料的磨损消耗和粉末夹带现象;产品粒度一般限制在5毫米以下。这类设备的优点在于物料的造粒过程和干燥过程同时进行。该设备可广泛应用于制药、食品、化工、矿业以及陶瓷工业等。其缺点是颗粒强度较低,粒度较小。目前这类设备可制备的颗粒直径可小到50~500微米,甚至更小,产量最大的可超过30吨/小时(如尿素造粒塔等)   热熔融成型法热熔融成型法是利用产品的低熔点特性(一般低于300℃),将熔融物料通过特殊的冷凝方式,使其冷凝结晶成所要求的片状、条状、块状、半球状等形状。根据成型设备工作原理,主要可分为转鼓结片机和回转冷带落模成型装置。   转鼓结片是一个冷却结晶过程,料盘中熔融料液与冷却的转鼓接触,在转鼓表面形成料膜,通过料膜与鼓壁间的热交换,使料膜冷却、结晶,结晶的料膜被刮刀刮下,成为片状产品。转鼓结片机具有设备紧凑,转鼓精度高,冷却效果好,适用范围广,既可结片又可干燥等优点,可广泛应用于石油树脂、聚乙烯低聚物等高分子类产品以及苯酐、顺酐、高级脂肪醇等有机化工产品的生产。转鼓结片机在我国粉体工业中的应用已较普遍,技术也较成熟。   回转冷带落模成型装置采用薄钢带传热和雾化喷淋冷却,传热效果好,冷却效率高,物料固化成型快,物料适用范围广,可生产半球状、条状、块状、薄片状等多种形状的产品。采用布料器与钢带双调速驱动装置,可根据生产能力及物性参数调节,易实现自动控制;整个生产过程无污染,产品纯度高,无杂质带入,易实现连续化作业;由于钢带在卸料端的换向弯曲,使固化料层与钢带的贴合面分离,因此卸料时粉化少,卸料容易,颗粒形状易于保持。   目前,国内从事回转冷带落模成型装置设计、研究、制造的单位有四五家,多数是由原化工部化工机械研究院粉体工程研究所自主开发的内旋布料系统衍生发展而成。这一技术与设备在我国已工业化推广应用100余台套,取得了多项发明专利,技术已接近国际先进水平。

hittler123
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hittler123 发表于:2007-12-12 16:21:06
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超细粉体加工工业的广阔发展前景 当代工业生产与制造技术已发生了深刻变化,这种变化有一个共通的特点,这就是产品原始基础材料的应用,新型超细微粉材料成了大部分工业制造的上游和原始材料。几乎囊刮了所有轻重工业的生产和制造部门。当今世界,超细微粉的生产加工和应用水平,已成了一个国家科学技术发展水平的衡量标志。注意和把握这一趋势的特点,以独到的眼光就可以找到贺州工业经济发展方向的着眼点。 现代工业制造;如造纸,造纸施胶普遍要添加10%—20%的超细粉,在高档铜板纸中,高岭土(或碳酸钙)超细粉的添加量高达40%。又如塑料制品,改性超细粉的添加量,根据产品要求的不同可高达30%—50%。在一些PVC产品的添加量已高达70%。超细粉在塑料、橡胶、电子、电缆、油漆、涂料、磨料、药品、化妆品、陶瓷、建材、食品加工和家用电器方面用量极大,如美国的面粉生产就规定了一定的滑石粉添加量。6000目以上的超细粉添加到塑料制品里(如电视机壳),不仅可以改善制品外观尺寸、光洁度、颜色、手感等物理指标,还可改善制品的强度、弹性、悠韧性和抗老化能力。又如用万目以上碳酸钙超细粉制成的轿车底盘涂料,可以使轿车底盘有比钢板还强的防冲刷能力。电缆皮中添加了高岭土超细粉可以提高电缆5—10倍的绝缘强度。用万目以上的超细粉调合而成的化妆品,使你只能见到天生丽质的容颜而难于觉察化妆品的半点痕迹。此外在石油的催化裂化、分子筛、洗涤剂、净化剂、产品改性、金属冶炼、化工合成、航天航空、高温超导、机械制造等等特别是高科技领域有着极其广泛的应用。是这些工业部门的基础材料,因而需求量也特别大。据1998年不完全统计,我国造纸业对超细微粉的需求约50万吨,涂料、油漆约20万吨,洗涤剂80万吨,石油化工40万顿,而对使用量最大最广的塑料、电缆、橡胶、陶瓷、耐火材料、建筑材料等难以有较为准确的数据来源。我国“十五”非金属矿发展规划征求意见稿提出“十五”期间争取重质碳酸钙微粉达到250万顿、滑石粉400—450万顿,高岭土达到1000——1200万顿的产量。而美国2000年对超细微粉的年消耗量已超过4000万吨。可见超细微粉的需求量之大。据去年报载,我国对超细碳酸钙粉的需求已超过400万吨,洗涤剂(主要为洗衣粉)对微粉的用量超过80万吨,以微粉原料为主的,汽车摩擦材料的生产也达到40万吨需求量。因此发展的趋势是很快的。 超细粉主要由金属和非金属矿化物以及有机物加工生产而成。以金属或金属矿为原料生产的超细粉有铁粉、铝粉、镁粉、钛铁粉、锰铁粉、铜粉、铅粉、锌粉、氧化锌粉、钼粉、钨粉等等。以非金属矿化物加工的超细粉有高岭土粉、钛白粉、滑石粉、长石粉、方解石粉、石英粉、重钙粉、轻钙粉、莹石粉、云母粉、重晶石粉、石墨粉、石膏粉、澎润土粉等等,以有机物加工而成的则有各种粮食、农产品、药材、其它动植物加工而成的粉体。所有这些超细微粉都是现代工业重要的原始材料,大部分可以直接用于工业产品的生产。而超细微粉材料经过改性处理,可以成倍扩大其使用领域。经过改性处理的超细粉不仅仅是一种填充材料,它作为产品构成的一种重要组分,可以提高和改善产品诸如强度、弹性、耐磨性、抗高温、耐老化、防幅射等等性能。并可大大降低产品的生产成本。 超细粉有不同的粒度等级,500目以下习惯称之为细粉,500—10000目左右为超细及超微细粉,万目以上习惯称亚纳米粉,粒度在0.01微米及以下的称纳米粉体材料(目前世界各国对超细微粉的等级划分尚未有统一的标准)。 获得超细微粉的途径主要有两种基本方法,一是物理方法。二是化学合成,还有就是这两种方法基础上的混合法。而纳米材料普遍以混合法制取。物理方法制备超细粉的主要设备是各种不同原理的粉碎机、分级机和收集设备,如气流磨、振动磨、雷蒙磨、球磨机等等,形式上主要有干法和水法两种。化学合成方法主要有各种条件下的化学反应,高温、高压和骤冷技术制备等等。高档和超高档次的超细粉的生产,要有高级工艺水平和设备作保障。而中低档次的超细粉的生产,工艺较简单,其产品质量主要是由设备性能来保障的。所有的超细微粉生产基本上均没有三废污染及排放。这有利于工厂的起步和滚动发展。也有利于各种经济成份的投资开发。 超细微粉生产的一般工艺,以重质碳酸钙,中底档超细微粉生产为例,其工艺为;原料初破—筛选除杂—细碎分级—产品包装。某厂由于使用大理石厂高纯度的碳酸岩下脚料做原料,连筛选除杂工序也省掉了。高档次的碳酸钙和高岭土超细粉生产工艺虽然较复杂,然而已有许多成熟的工艺、技术与设备可资应用(高岭土超细粉的煅烧技术及设备除外)。我国从80年代开始进行超细碳酸钙的研究,上海碳酸钙厂等单位已研制、生产出了几种不同型号的超细碳酸钙产品。广东恩平已有批量纳米碳酸钙产品生产。加强研制和开发新的高档超细碳酸钙产品的生产工艺及设备,是橡胶、塑料制品、造纸等工业的迫切要求,也是我国碳酸钙工业发展的重要目标。与超细粉相关联的,再进一步的就是纳米材料与纳米技术,纳米技术虽然是当代高科技发展和研究的方向,然而纳米技术并不神秘,通俗意义上讲纳米技术就是在原子、分子层面上重新排列组合的技术。我国两千年前就有纳米产品的生产和应用,用竹筒收集松香燃烧的黑烟,再用骨胶调成墨条,这其实就是带有纳米性质的产品。千年墨宝不腿色也显示了纳米材料的神奇本领。因此我们应该建立起向高科技进军的信心和决心。 一个年产一级品率达2000吨的小型轻钙厂,在原有设备基础上增加不到300万元人民币的技术装备费,就可以将其中200吨产品变成亚纳米级的碳酸钙超细粉,每吨可增加附加值约2000—3000元人民币。其经济效益是极其显著的。我国汽车特别是轿车工业发展速度极快,而汽车的喷漆、涂敷料、密封材料、摩擦材料(离合片、刹车片、轮胎等)、内装饰、仪表板等等毫无例外地大量搀和了这类碳酸钙超细微粉。 粉体工业的成本主要体现在能源消耗的指标上。与其说生产高档碳酸钙产品技术重要,还不如说其产品消耗的能源指标重要。因此,在电力资源不紧张的矿产区,发展超细粉体加工行业大有前途. 武汉中科纳米超细粉体加工厂我司拥有世界最先进的气流粉碎机。引自于世界最先进的德国生产商,可提供给您最优质的粉体加工服务,服务领域:医药,化工,陶瓷,农药,食品等物料的超细粉碎,可满足所有超细粉体加工的要求。 联系电话:027-83082180 027-63678613  联系人:雷     联系QQ:649840220        Email: wuhanzhongke@qq.com 地址:武汉市东西湖吴家山二支沟海景一路一号 

小屠
等级:列兵
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小屠 发表于:2008-03-26 10:06:38
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