CN100493722C - 微粉化物料的方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供粉碎或减小单质物料如各种形式的碳及含矿物和不含矿物有机晶体颗粒大小的方法。该法包括如下步骤：将物料在气流中夹带通过处理箱入口，使流动着的物料经受处理箱内多次交替的压力升高和降低，在压力的升高和降低下粉碎流动物料，从而减小物料的平均颗粒大小，然后从处理箱出口排出粉碎后的物料。

Description

微粉化物料的方法

相关专利申请的相互参考

本专利申请是2000年11月23日提交、共同未决美国专利申请号为09/694,708的部分继续，其又是1999年4月12日提交、系列号为09/290,483、授予专利号为6,227,473的申请的继续，它又是1997年7月18日提交、现已放弃的系列号为08/897,015的申请的继续，所有三者都属于Charles A.Arnold，发明名称为“将物料粉碎为小颗粒的设备和方法”。

发明领域

一般地，本发明涉及生产无定形单质以及无定形或晶体化合物物料的超细颗粒的方法。

发明背景

细小颗粒物料具有大的表面与体积比。因此，化学方法中用小颗粒作原料通常效果更好。小颗粒在药物和营养品方面也很重要，小的颗粒更容易被身体更有效地吸收。

炭黑就是一种在许多工业上应用的此类物质，它是纯碳的无定形态。炭黑用作化学过程如塑料生产、复合橡胶及墨水和颜料生产的碳原料。典型地，炭黑的生产采用低氧条件下燃烧乙炔和其它有机燃料的方法。它既耗能又有不期望的气体副产物生成。

从废料中回收碳以循环使用越来越受到关注。一种碳的来源是热解的废汽车轮胎。废轮胎中成千上万吨碳(基本为纯碳)具有潜在的利用价值。改变工艺参数通常可以制得不同性质和特征的碳，例如分解温度、加热速率、分解时间、反应器的旋转速度和有无添加剂。

这种分解的碳粒大小典型为约1微米到1毫米多。这种大小的碳粒用于复合生产轮胎外胎橡胶、塑料和其它物料或者用作打印机颜料都太大。因此为了得到能够用来生产新产品的碳，必须将碳颗粒做成约1微米或更小。许多地方都期望或需要这样细小的颗粒。既然上千吨碳颗粒在许多工业中应用，就需要能够大量加工它们的设备。

其它硬的晶体或无定形物料一般难以粉碎为更小的颗粒，但这在食品和营养品加工等方面有用。这些物料包括含矿物有机分子晶体和不含矿物有机化合物晶体。对大多数这种物料而言，非常期望其颗粒小于约50微米。

发明概述

本发明提供共振粉碎生产单质和化合物物料的有用小颗粒的方法。物料可为无定形或晶体。通常生产出可流动的细小粉末。

一方面，本发明提供减小由至少约90wt.％的碳组成的碳粒平均颗粒大小的连续流动方法。该法包括用气流夹带碳料通过处理箱的入口，流动的碳料在处理箱中经受不断快速升降的压力变化，升降的压力粉碎流动的碳料，由此减小碳料的平均颗粒大小，然后从处理箱出口排出被粉碎的碳料。碳料包括无定形碳如炭黑或热解木炭，或者晶体碳如石墨。上述过程产生亲水性更好的碳粒。在一个实施方案中，该法包括将粘性物质如油涂在碳粒表面，然后再流过处理箱。

在无定形碳为木炭的实施方案中，排出的碳粒分散在异丙醇中的尺寸的体积分布中值范围约为1.6-2.7微米。这种分散在异丙醇里的碳粒的特征是至少约93％的颗粒大小小于约30微米，约60-90％的颗粒大小小于约5微米，以及约5.3-16％的颗粒大小小于约1微米。当分散在水中时，由木炭制得的排出的碳粒尺寸的体积分布中值为小于约1微米，优选约0.52-0.88微米或更小。当分散在水中时，由木炭制得排出的碳粒特征是基本上100％的颗粒尺寸小于约30微米，约75％的颗粒尺寸小于约5微米，以及约46-51vol.％的颗粒尺寸小于约1微米。

当单质无定形物料为炭黑时，排出的碳粒尺寸的体积分布中值为小于约3微米，优选尺寸为约0.52-2.7微米。由炭黑制得的排出的碳粒分散在水中时体积分布中值约为0.52微米。分散在水中排出的碳粒特征是基本上100％的颗粒约为5微米或更小，及约90％的颗粒约为1微米或更小。

另一方面，本发明提供无定形碳粉末，基本包括的颗粒分散在水中的特征是基本上100％的颗粒大小约为5微米或更小，约90vol.％的颗粒大小约1微米或更小。进一步，颗粒的特征在于体积分布中值约为0.52微米。

再一方面，本发明提供木炭的粉末，基本包括的颗粒分散在水中的特征是基本上100％的颗粒大小约为30微米或更小。进一步，粉末木炭的特征是约75vol.％的颗粒大小约5微米或更小，至少约46vol.％的颗粒大小约为1微米或更小。

另一方面，本发明提供减小有机分子晶体颗粒大小的连续流动方法，其中晶体的初始大小至少约为+80目。方法步骤包括：气流夹带晶体通过入口进入处理箱；把晶体置于不断升降的压力下，流过处理箱；在压力的升降下粉碎晶体，由此减小晶体的平均颗粒大小；以及从处理箱出口排出粉碎后晶体，其中排出的晶体大小基本约-270目。在一些实施方案中，排出的晶体大小基本小于约20微米。在另一些实施方案中，排出的大部分晶体小于约4微米。

有机分子可含有矿物物质。在某些方面，有机分子可选自柠檬酸钙、柠檬酸镁和甲磺酰甲烷。

在其它实施方案中，有机分子不含矿物物质。这种有机分子可选自一水合肌酸、7-异丙基异黄酮和玉米蛋白。

本发明有许多优点。本发明产生的超细碳粒分散在水中，具有很小的体积分布，甚至小于炭黑。颗粒小且容易分散于水，使得这种碳粒在制造墨水和用于喷墨打印机及其它打印机的染料时特别有用。细小碳料也用于制造复合外胎橡胶、塑料等。

体积减小的有机原料比其它化合物更容易溶解。这有利于在食物加工中使用或用作食品。颗粒越小，这些物质越容易被身体吸收。

本发明的其它目的和优势可结合附图从下面的详述中能更明显地了解。

附图简述

在此引入附图，作为说明书的一部分，它阐明本发明的几个方面，和说明书一起解释发明原理。附图中：

图1为本发明中共振粉碎系统的正视图；

图2为图1中共振粉碎系统顶部平面图；

图3为图1中共振粉碎系统的转子组件箱的正视图；

图4为图3中沿线4-4的横截面图，其中分布器转子示于平面图中；图4A为图4的详细图；

图5为图4中沿线5-5的横截面图，显示带第二个进料滑槽的转子组件箱中的转子组件；

图6为转子组件箱的底部平面图；

图7为分布器转子的放大图；

图8为转子组件孔板的顶部平面图；

图9为转子的顶部平面图；

图10A和10B分别为转子组件支撑销的正视图和平面图；

图11为用转子叶轮的实施方案中转子的一部分的平面图；

图12为图11中沿线12-12的横截面图；

图13A和13B为共振粉碎木炭颗粒产生的炭黑颗粒的显微照片；

图14A和14B分别为分散在水中的标准参照炭黑N660共振粉碎前后的体积分布与直径关系图；

图15A和15B分别为分散在异丙醇中的炭黑样品共振粉碎前后的体积分布与直径关系图；

图16A、16B和16C分别为分散在水中的热解木炭共振粉碎前、共振粉碎一次后及共振粉碎二次后，体积分布与直径关系图；

图17A、17B和17C分别为分散在异丙醇中的热解木炭共振粉碎前、共振粉碎一次后及共振粉碎二次后，体积分布与直径关系图；

本发明将用一些优选实施方案加以说明，但并非意欲限制于这些实施方案。相反却意欲涵盖所附权利要求确定的本发明精神和范围内所有的改变、变化和等同物。

发明详述

本发明提供生产晶体或无定形有机和无机化合物超细颗粒的方法。本发明也提供生产晶体或无定形单质非延展物料的超细颗粒的方法。说明书中“微粉化的”一词指颗粒大小小于约50微米(约-270目)。用共振粉碎法(RD)减小物料颗粒大小。当通过下面所述共振粉碎磨时，颗粒受到共振粉碎产生的强大振动波的破坏性共振作用。振动波由在多个面的室里旋转的转子产生。在有一系列交替孔板的转子作用下，原料与气体一起流过多个面的室，在旋转的转子驱使下进入共振粉碎磨，受到快速轮换的压缩力和减压力的交替作用。当流动着的原料通过下一级转子和孔板时，共振粉碎磨产生更多的脉冲波，振动波强度逐渐增大。共振粉碎磨处理的原料也受到较大的剪切力和压电力作用。产生涡流的剪切力使共振力增强，逐渐地将力传送到靠近的颗粒上，超过颗粒的固有弹性极限。设计特点在于作用力逐级增大，使传送到设备本身的能量大大减小，操作效率和连贯性得到提高。共振粉碎磨处理的原料也能被基本为脉冲的压电力处理。

可见共振粉碎磨使用上述各种力，通过破坏性的共振力对颗粒进行振动和破碎，从而减小颗粒大小。这与锤、球和喷磨产生的粉碎力形成对比。共振粉碎沿各个边将颗粒劈开。例如在一定共振频率下晶体材料沿其最弱的晶格结构平面或更易分离的地方遭到破坏。一旦超过物料的弹性极限，其颗粒就被粉碎成更小的颗粒。弹性小的硬晶体物料因此更容易微粉化，弹性大的物料如某些橡胶和塑料更难被破碎为微粒大小，但仍能将其尺寸明显减小。

用于共振粉碎的介质通常是大气中空气。也可采用其他气体如氮气和二氧化碳以及水/气混合物。不管哪种介质，原料都要在小于1秒内流过共振粉碎磨，视物料的不同，每小时处理量为200-3500kg。共振粉碎磨的设计使原料在气体的夹带下沿转子和孔板的表面及边缘流过，从而与共振粉碎磨内部的接触和传送到设备上的能量得到减少。这种重要的特征被称为Coanda流。实际上，大部分物料与设备在任何时候都不存在物理接触。从共振粉碎磨带进产品的金属明显减少，而对传统的挤压磨碎设备，这是不可避免的。

转子的旋转速度和方向可在大约1000-5000rpm的连续范围内变化。不同的旋转速率产生不同的频率和压缩减压程度，这样对不同的物料，可以细调共振粉碎磨碎工艺。

在一个实施例中，本发明产生的超细碳粒聚集体的平均颗粒大小约为38nm，其附聚体的大小约1μm-10μm。分散在水中时，70vol.％以上的碳粒小于1μm。在另一个实施例中，本发明得到含矿物有机分子如柠檬酸镁、柠檬酸钙和甲磺酰甲烷的微粉化晶体，以及微粉化的不含矿物有机化合物如一水合肌酸和7-异丙基异黄酮。

下面先对共振粉碎磨进行描述。使用共振粉碎磨制备碳及其它物料超细颗粒的方法将随后与产品及其用途一起进行描述。

共振粉碎磨

专利US 6,227,473对共振粉碎磨进行了描述，其包括的全部公开内容在此引入作为参考。从图1、图2可见，共振粉碎磨10包括装有转子组件38的处理箱12，后者将在下面详细描述。处理箱12被圆柱形护罩14包围，后者通过混凝土板19上的自立式支撑架18支撑在环状板16上。环状板16焊在护罩14上，并用螺栓20固定在架子18上。

架子18也支撑着马达组件22，后者通过一根与可变机械带槽滑车轮26连接的四槽带24向转子组件传输旋转动能。带槽滑车轮26和延伸通过处理箱12的转子轴28相连。转子轴28为直径是2in.(5.1cm)的4140钢棒。马达组件22包括一个带可变频率驱动控制器32的100_hp、480V的三相马达30。马达组件22的电源来自带保险的开关34。可变频率驱动控制器32可使转子轴28的转速在大约600-5000rpm范围内连续变化。和轴28相连的链轮组件36用于测量轴28的实际转速。用一个罩子(未标出)盖住带子组24。马达30也可设计为直流变速驱动。

从图3、图4可见，处理箱12有9块纵向伸展的边壁40，从横截面看形成一个规则的多角形。处理箱12内表面的内接直径约为23.5in.(59.7cm)。边40形成40°顶点或者说它们在内角42处连接。边40和内角42在顶板44和底板46之间纵向伸展。顶板和底板44、46大约为30.5in.(77.5cm)。顶板44与护罩14之间用三个垫片组件48牢固连接(图1和2)。每个垫片组件48包括一个与护罩14外表面焊接的托架50、一个硬垫片52以及分别连接垫片52与托架50和顶板44的螺栓54、56。

边40形成三个面板60、62、64，各自包括两个整边40和两个部分边40以及三个内角42。在图4A中，每对面板如60和62用内角42之间中间位置的重叠衔接缝66相连。托架68焊接在面板60上，托架70焊接在与衔接缝66相邻的面板62上。托架对68、70用紧固器如螺栓72及螺母74连在一起。密封材料如硅基密封剂可用于衔接缝66以及处理箱12中其他需要连接的地方，以使处理箱近似密封。

再看图2和图3，底板46支撑于部分环形板16上，后者向内径向伸出护罩14外一小段距离。环形板16和底板46之间放置有液封作用的垫片(未标出)。用J形螺栓(未标出)确保垫片的正面密封。用9个螺纹紧固器65将底板46固定在面板60、62、64上，它们穿过连接面板60、62、64的各个接头67形成的孔，拧进分布在底板46周围的螺纹孔58内。螺纹紧固器76将顶板44连接到面板60、62、64上的螺纹接头75上。

将需微粉化的物料加进处理箱12的进料滑槽78伸过顶板44上的孔80。为阐明清楚起见，进料滑槽78在图2中描述的位置不同于图1所述位置。进料滑槽78包括矩形管子82，其方向相对于顶板44的面成大约44°角。进料滑槽78的顶部也有一个漏斗84和与顶板44相连的托架86。管子82大约13.25in.长，在顶板44底部以下大约延伸1.375in.(3.5cm)，其内部为3×4in.大小(7.6×10.2cm)。管子82包括连接进料滑槽78与顶板44的法兰85如用螺纹紧固器。

现在参看图1和图4-6，对转子组件38做详细描述。它包括纵向延伸通过处理箱12的可旋转的轴28。该轴28延伸过与顶板44连接的顶部轴承组件86。链轮速率指示器组件36和带槽滑车轮26位于顶部轴承组件86上方的轴28上。底部轴承组件88与底板46的底部相连。轴不延伸过底部轴承组件88。

处理箱12内有六个纵向分布的转子90、92、94、96、98、100，每个都固定在各自的中心轴102、104、106、108、110、112上，中心轴与轴28用两个销(未标出)连接。垫片114、116、118、120、122位于中心轴102、104、106、108、110、112相邻二者之间，也嵌在轴28上。垫片124和126分别位于顶板44和底板46附近。垫片124也用一套螺丝(未标出)固定在轴28上。轴28用直径为2in.的4140合金钢制成。每个垫片的直径大约为3.5in.(8.9cm)。通过改变垫片114、116、118、120、122、126中一个或多个的长度，可以调整转子90、92、94、96、98、100中一个或多个的纵向位置。

孔板128、130、132、134和136位于转子90、92、94、96、98和100中相邻二者之间。每个孔板128、130、132、134、136包括一个中心孔，对各自的垫片114、116、118、120、122而言，就是相互间的环形孔138、140、142、144、146。每个孔板128、130、132、134、136伸展到处理箱12的边40，这样孔板边缘与处理箱边壁40之间就没有空隙。用垫片或其它密封方法可确保孔板和处理箱之间没有气体或液体能够通过的空隙。

在上述实施方案中，护罩14、环形板16、顶板44、底板46、面板60、62、64、转子90、92、94、96、98、100和孔板128、130、132、134、136都用0.5in.(1.27cm)厚的低碳钢如1020钢制成。这种组成可用不同材料构成，包括硬材料和软材料，以达到共振粉碎磨10的使用目的。

图7中，最上面的转子90最靠近通过进料滑槽78进入处理箱12的进料处，也可看作分配器转子。它包括分配器转子板148，其上有规则的五角形边缘，形成5个顶点或外角150。5个分配器转子叶片152从分配器转子板148顶部向顶板44往上扩张(为简明起见，图7中只显示3个叶片)。每个分配器叶片152也从外角150向里近似径向地延伸到中心轴102。叶片152焊接固定到分配器板148和中心轴102上。另外，每个分配器转子叶片152也可装进分配器转子板90上的对应槽154里，并用螺纹紧固器156如螺栓拧紧，经过分配器转子板90上的孔158拧进分配器转子叶片152上对应的螺纹孔160中。每个分配器转子叶片152的上沿162向上倾斜，从102处大约1in.(2.5cm)的高度到板148边缘处大约1.5in.(3.8cm)的高度。五角形分配器环164大约宽1.5in.(3.8cm)，被焊接到分配器转子叶片152的上沿162上。

在上述实施方案中，分配器转子板148、分配器环164和分配器转子叶片152都用0.5in.(1.27cm)的低碳钢板制成。在其它实施方案中，这些部分及处理箱用不锈钢或其它合适材料制成。分配器转子被直径为17in.(43.2cm)、高约2.7in.(6.9cm)的环包围。分配器环164装在顶板44下大约1.625in.(4.13cm)处，位于进料滑槽78的出料口166下面大约0.25in.(0.63cm)处。这样布置进料滑槽78的排出口166，以使当分配器环164切弦中心对准放料口166时，放料口166最内侧168向内超过分配器环164内沿170大约0.5in.(1.27cm)。当分配器转子90的顶角150对准进料滑槽78时，放料口166外沿完全处于分配器环164内。这就为物料进入分配器叶片152之间空槽提供了较大的进料空间，并使原料从进料滑槽78放到转子90上时尽可能远离中心轴102。由于下面将讨论的原因，这样布置每个叶片152，以使当转子组件旋转时，每一个分配器的叶片152的轨迹外沿172在顶点150轨迹边沿处，与分配器板148的周边大约对齐，没有重叠或者分配器转子叶片152稍微超过分配器板148的边沿。

其它转子92、94、96、98、100的设计与分配器转子90不同，但相互之间相似。作为例子，图8对转子94进行描述。转子94包括一个转子板174，后者具有规则的九边形多角周边176，形成9个顶角178。转子板174牢固地与中心轴106焊接或者以别的方式连接。转子94也包括9个弯曲叶片180，它们从各自的顶角178近似径向地往中心轴106向里延伸。叶片180大约6in.长，超过转子板174上方大约1in.，其厚度约为0.5in.(1.27cm)。虽然在大多数共振粉碎磨10的使用情况下，每个叶片180的内测弯曲面对着转子组件的转动方向，但在一些应用中，反向旋转的效果更好。转子板174由0.5in.(1.27cm)的低碳钢板制成，叶片180由壁厚0.5in.(1.27cm)、外径8in.(20.3cm)的钢管制成。叶片180装在转子板174上面0.125in.(0.32cm)的各个深槽中(未标出)，用三个穿过转子板174上孔(未标出)的螺纹紧固器(未标出)将其位置固定，和前述图7中分配器转子90的方式类似。这样安装方便叶片180的拆卸和替换。可选地，叶片180可焊接在转子板174上，或者以别的方式固定在转子板174上。叶片180的轨迹外边182与转子板174周边176成一定角度倾斜，以使转子板174和叶片180之间没有重叠，或者轨迹边182在顶角178的轨迹边处稍微超过转子板174的边沿176。

其它转子92、96、98及100与转子94的构造相似，都有九边形周边176和从顶角178向各个中心轴104、108、110及112向里径向伸展的弯曲叶片180。在图5说明的实施方案中，转子92、94、96、98及100分别被直径为17、19、21、21及21in.的环包围。每个叶片180的外周长大约6in.(16.2cm)，在其顶角182处成型，以使叶片180的轨迹边182与转子板174没有或几乎没有重叠。每个转子高约1.5in.(3.8cm)。由于转子92比其他转子小，叶片180与所有转子92、94、96、98、100的大小又相同，因此转子92上的每个叶片180几乎伸近中心轴104，而转子94、96、98、100上的叶片180都没有伸到中心轴106、108、110、112，中间存在空隙。

从图11可见，每个叶片180在与之连接的转子板边沿176处都有一个小的外伸部分220。该外伸部分220只有大约1/32in.，它增强Coanda流。值得注意的是，图11中叶片180的放置也使外伸部分220的形状与转子板174的边沿176相似，其前导表面224的外尖端222位于顶角178上方。图中箭头表示旋转方向。

现在看图12，叶片180在其前导表面224上也被修改为相对于旋转方向(前头)的弯曲侧面，如涡轮叶片一样，以获得更有效的泵作用。

图9中孔板128由0.5in.(1.27cm)低碳钢板制成。其周边184形成九边形，尺寸大小适合于紧靠处理箱12的边40。孔板128包括由内边沿188形成的中心孔186，它和垫片114一起，形成位于其间的环形孔138。孔板130、132、134及136具有相同构造。孔板128、130、132、134和136上孔186的直径分别为7、8、9、10及11in.(17.8、20.3、22.9、25.4及27.8cm)。

回到图4、5以及图10A和10B，孔板128、130、132、134、136由支撑销190独立地支撑在面板60、62、64上。支撑销190由2in.(5.1cm)直径的钢棒制作。三个支撑销190等距离位于每对相邻孔板之间。每个支撑销190的位置在孔板的顶角192处，使其与处理箱的内角42相邻。如图5和9所示，孔板如128一面的支撑销190与孔板另一面的支撑销190A偏移一个顶点(40°)。

用螺纹紧固器194如螺栓将支撑销190与孔板相连，它们隐头伸过孔板上的孔(未标出)，进入销190上的螺纹孔196。和孔板128上表面连接的三个支持销190也由螺纹紧固器与顶板44相连。例如前面图2中所述用于固定盖板52的螺栓56也可用于固定这三个支撑销190。和孔板136下表面连接的三个支撑销190也和底板46相连。底板46包括三个孔198，螺纹紧固器200(图5)通过插入这些孔与三个支撑销190扣牢。

再看图6，底板46包括形成4个孔204的卷材202，粉状物料就由这些孔从处理箱12中排出。直径为23in.(58.4cm)的护边206紧靠底板46，正好在孔204外边。卷材202从与之螺纹相连的底部轴承组件88支撑转子组件38。卷材202尽可能小以使护边206内的孔204最大。

护边206的直径与放在辊子209上的55加仑开口桶208相匹配。护边206与桶208之间的织物带210用于阻止细粉颗粒散落。护边206包括4个孔212(图3只标出2个)。每个孔212包括一个连接各个直径为6in.(15.2cm)的管子214(图1和2只标出2个)的螺栓孔。管子214由护边206近似径向地往外伸展，每根管子214都有一个与之相连且可拆卸的织物过滤袋216。通过管子214，共振粉碎磨10中空气被抽尽。过滤袋216留住细颗粒而让空气通过。

在上述实施方案中转子90、92、94、96、98、100和孔板128、130、132、134、136的位置如下。孔板128、130、132、134、136的上表面分别位于转子90、92、94、96、98的下表面以下大约2.875、2.125、1.875、1.625和1.375in.(7.3、5.4、4.8、4.1及3.5cm)处。孔板128和130大约相距5in.(12.7cm)；孔板130和132大约相距4.5in.(11.4cm)；孔板132和134大约相距4in.(10.2cm)；孔板134和136大约相距3.5in.(8.9cm)。转子92、94、96、98和100上的叶片180顶部位于各自孔板128、130、132、134和136下面大约1.375、1.187、0.875、0.625和0.5in.(3.5、3.0、2.2、1.6和1.3cm)处。转子100的位置大约在底板46上方约1.75in.(4.4cm)处。转子92、94、96、98和100相对于它们最近的转子大约7.2°旋转。

可以看出，距离处理箱12顶端越远，转子组件38的转子92、94、96、98、100一般越大，而要微粉化或其它方法处理的物料就是在顶端处进入处理箱12。最小的转子90、92离顶板44最近，最大的转子96、98、100离底板46最近，中等大小的转子94大约位于顶板44与地板46之间的中间位置。这种布置尤其适于粉碎较大颗粒。如果原料包括较小的颗粒如热解木炭，转子就较大且大小比较均一。在一些应用上，所有转子的大小都一样或者较大和较小的转子以某种方式交替具有优势。

另外，孔138、140、142、144、146的大小也随离顶端的距离越远而越大。这样布置有助于维持各段的负压。在其它应用中，和这种布置相反，孔的大小可能比较均一，或者孔的大小从处理箱12一端到另一端以不同方式变化。

各个孔板和其下相邻转子间的空间一般随从顶端到底端的距离的增大而减小。而且转子和孔板的放置使得相邻孔板间的空间一般从顶端到底端减小。这就减小了转子组件38顶部和底部间各段的体积。

物料流过共振粉碎磨10的孔，首先是速度提高，同时压力下降。然后由于各个连续段的有效体积减小，流过共振粉碎磨10的物料就受到快速压缩，反之又使压力和/或温度或快速提高。孔的大小随各个连续段而增大，使得孔的瞬时向下压力低于孔的瞬时向上压力。这样的负压一直在各个孔维持，有助于保持流动。

尽力理解，共振粉碎磨中转子组件以大约1000rpm或更大的速度旋转，物料进入后主要因处理箱12中产生的压力变化而粉碎，包括振动波。观察发现，物料进入进料滑槽78和空气进入进料滑槽78一样，都被很快加速，然后夹带进流体状的流动中，通过转动的转子组件38。流动的物料好象几乎立即受到振动波的快速又剧烈的连续作用，甚至在到达分配器转子前就首先开始破碎原料。

旋转的转子90、92、94、96、98、100形成通过处理箱12的很强的空气流。经进料滑槽78进入共振粉碎磨10的原料似乎是被夹带进这股气流中。(事实上，当处理固态颗粒物料时一定转子速度下的空气流实际得到提高。)显然物料与空气或气流一起流过共振粉碎磨10使得与处理箱12的边40或者孔板128、130、132、134、136的接触最小。这是由于Coanda效应影响而紧沿转子周边174和孔边188的弧面流动。因此物料和空气通过共振粉碎磨的流动被称为“Coanda流”。Coanda效应有助于减小流动的物料与共振粉碎磨10组成部分的高角接触，由此减小对这些部分的磨损，减小被磨物料的污染，保持被磨物料的表面特征。作为护罩的分配器环164增强了Coanda效应。

Coanda流在环绕各个转子周边和各个孔边时改变方向，在沿径向朝外和沿径向朝里的流动之间交替变化。孔的大小随各个连续段增大，以维持转子组件38上的负压，这有助于维持空气和颗粒的速度足够大，从而保持Coanda流。

观察磨碎硬物料如瓷球的情况发现，当叶片152、180不在各自顶角150、178的轨迹边时，转子板148、174受到磨损，在与叶片152、180连接处附近和以下的底面轻微磨圆。这证明物料被夹带在紧沿各个转子周边弧面的Coanda流中。各个转子叶片152、180的前导边，尤其是靠近各自转子板148、174的区域也在邻近外边沿处出现逐渐增大的磨损。叶片在沿径向将物料移出时，物料也有附在叶片边上的倾向。然而，磨损几乎没有显示出刻痕或磨纹，当物料没有夹带在Coanda流中这是预料之中的。这是转子上唯一有磨损的地方。边40和孔板128、130、132、134、136上显示出存在大的颗粒碰撞的迹象，但在转子上没有观察到磨损现象。可以预料，较软的物料如热解木炭颗粒与共振粉碎磨10的组成部分之间的碰撞更少。

为了增大物料流过叶片152和180以及孔板148、174的Coanda效应，叶片的外边可以倾斜，与各自的转子板150和174的周边对齐。各个叶片152、180的前导边至少应该达到各自转子板148、174的各自顶点150、178。叶片152、180的放置使得其外边在顶角150、178的轨迹边上，以减小磨损程度。

每当流动着的物料被快速加速如流动方向快速改变或者压力变化时就会产生快速的压力变化如振动波。当物料受到快速压缩和减压时，由于物料的压电性质，这种振动波会产生大的电压。发生大的加速的地方包括进料滑槽78的放料孔166、叶片152、180周围、分配器转子板148周围和转子板周边176，以及孔138、140、142、144、146的边188周围。当流体通过孔或流体受转子泵作用时会发生大的压力变化。

转子组件38旋转时处理箱12内也会产生非均匀电磁场。转子90、92、94、96、98、100和处理箱12及孔板128、130、132、134、136一样，都用铁磁性的低碳钢制成。旋转的转子产生快速变化的非均匀的电磁场。该电磁场增强了Coanda流中物料的压电效应。

当转子90、92、94、96、98、100上的叶片152、180交替通过处理箱的边40和顶角42时也会产生主脉冲标准振动波。当转子经过处理箱12的各个空内角42时发生减压，当叶片经过各边40中心时发生压缩。这种振动波在叶片旋转每40°时产生。

进一步，当叶片152、180经过支撑销190时产生次级脉冲标准振动波，这三者都靠近各个转子。最大转子的叶片180、转子96、98、100经过支撑销190上大约0.1in.范围。由于当叶片经过转子附近的每三个支撑销时发生流体的压缩，因此这种振动波在转子上叶片每转动120°产生。九边形转子的每次转动产生27个振动波。因此支撑销190既用于支撑孔板也有助于产生振动波。虽然为此目的，在已描述的实施方案中采用圆柱形支撑销，但也可用不同的办法支撑孔板，在顶角42处相对于各自的转子叶片150、180，放置不同形状的元件以产生次级振动波。

物料进入共振粉碎磨前，转子组件38已达到旋转的运转速度。旋转的转子产生贯通进料管78和共振粉碎磨10的强大的负压空气流。因此，任何进入进料管78的物料都将立即被吸入，并朝分配器转子90快速加速。

如上所述，在进料滑槽78中加速滑下，或者从放料口166出来改变方向时物料会破碎。放料口166据信起到一个孔的作用，空气和原料通过它流进顶板44和分配器转子90之间的较大区域。流体经过放料口166提供的第一个孔会引起压力变化，并伴随着温度变化。压力变化以及从进料滑槽78中出来的颗粒的快速加速引起第一次压缩和/或扩张以及一些颗粒的初始破碎。

小于大约1-1.5in.(2.5-3.8cm)的小颗粒很快被夹带在Coanda流中，流过分配器转子板148和分配器环164之间的分配器转子90。分配器转子90有5个顶角，而不是9个，产生较长波长的振动波，发现能有效地破碎较大颗粒。为此，在用于破碎较大颗粒的实施方案中，转子92、94、96、98和100的边数一般随离进料处处理箱12顶端的距离的增大而增大。例如分配器转子90和92为五边形，转子94和96为七边形，转子98和100为九边形。

当Coanda流通过孔138时，颗粒的方向快速改变使速度增大，相应的压力也提高。由于孔板128与转子92之间的空间小于转子90与孔板128之间的空间，因此流体立即被压缩。这也引起压力很快上升，温度同时升高。在这一段，较大颗粒与边40和销190之间还存在一些高速碰撞，弹离或者破碎，然后与Coanda流中的颗粒碰撞。

这种快速加速、扩张和压缩的过程在流体经过各个连续段和环绕转子及孔时重复进行。压力的快速变化和流动物料的加速对产生粉碎流经共振粉碎磨10的物料的振动波有贡献。而且流体中物料的快速压缩和减压会引起其中压电能的产生和随后释放，这使得一些物料破碎为小颗粒。流体中压电能释放而产生的振动波使主要和次要脉冲振动波的前部得到加强。物料快速流过共振粉碎磨10中旋转的转子产生的非均匀电磁场也有助于流体中物料的压电压缩和减压，从而也有助于在流动的物料中产生振动波。

共振粉碎磨10可以加热要被粉碎的物料，以最终赶走所有自由的湿气。从共振粉碎磨10出来的产品的温度大约为40-100℃或更高。流体通过各个孔后，物料放电以及快速扩张又压缩会提高流动物料的温度，赶走湿气。挥发性有机物质似乎也从流动物料中蒸发或者以其它方式转移。压电能释放和流动颗粒的摩擦生热可能有助于微粉化颗粒可测温度的总体上升。只有空气或其它气体如二氧化碳的流体通过共振粉碎磨10时却基本不会引起处理箱12变热。所以，一些加热效应也可能由流动物料的压力变化和从振动波中散逸的能量引起。

在可选的实施方案中，将加工物料带入共振粉碎磨10的气体可用空气以外的气体。例如，用非反应性气体代替空气或者用更具反应性的气体。在别的实施方案中，在空气流中加入反应性较小或较大的气体。同样也可在流动气中加入冷流体，如液体或冷的氮气以中和加工物料的温度。

在下面的实施例中，加工共振粉碎磨10中的物料需进行一些必然的过程。首先，将共振粉碎磨10调到期望的稳定速度旋转操作状态。然后，在共振粉碎磨10保持稳定速度旋转操作状态时将要处理的物料连续加入进料滑槽。如果需要，旋转速度可以调节。对许多物料，旋转速度的细小变化会明显改变共振粉碎磨10的能耗。事实上，有时旋转速度提高时能耗也减少，表明为共振操作。典型地，以只在稳定的运转状态加工物料为特征。在一轮运转的起始加工的物料通常不能看作最佳操作状态。如果需要，加工物料可以通过共振粉碎磨10多次。

超细碳粒

用共振粉碎磨10微粉化的一个有用的实施例是碳。共振粉碎磨10产生不同碳源的超细碳粒。我们测试的一些原料是由位于Texas，Borger的Ballentine Enterprises公司提供的球状标准参照炭黑N660，以及高温分解产生的低挥发性的干木炭。对于这两种材料，RD磨10可生产更细微尺寸的微粉化的碳材料。

低挥发性的热解干木炭颗粒在位于Colorado，Englewood的Pulsewave公司进行加工，使用的共振粉碎磨10也是由Colorado，Englewood的C.A.Arnold& Associates，Inc.生产。木炭由位于Maryland，Abington的Carbon Products International公司提供。木炭一般含有大约7-8wt.％的氧和少量其它杂质，特别是硅。共振粉碎磨10每小时能加工大约一吨这种碳。以大约3200-5700rpm的旋转速度进行加工，产生炭黑形态产品。颗粒通过以3600rpm运转的共振粉碎磨10一至二次足以将它转化成可流动的炭黑粉末。在光学显微镜下观察，可以看到，炭黑看起来为球状颗粒，大多数为0.5-1.5mm大小。虽然在光学显微镜(FIGS.13A和13B)下似乎是球状，但它们其实为不规则形状。当在电子显微镜下观察时，单个颗粒变成聚集体，它包括大约100或更多不定数目的聚集或连结在一起的“初级”颗粒。聚集体看起来与有机气体和石油产品在控制低氧条件下燃烧产生的炭黑颗粒类似。粘连的主颗粒聚集体的总体外貌有些象葡萄串。大多数主颗粒大小很均匀，大约10-30nm。很明显，粘连的主颗粒由许多碳原子组成。主颗粒在比本实施例中更强的共振力作用下有可能从聚集的较大颗粒簇中剥离出来。

木炭也用共振粉碎磨10在4500rpm转速下加工。产生的碳粉再返回共振粉碎磨10另外两次。直接对分散在水或异丙醇中的许多颗粒进行显微测量，测得这些物料的大小分布大多为约0.3-10μm，其中一半多颗粒在约1μm以下。在水中分散最好。至于上述例子中在3600rpm下处理的木炭，用电子显微镜解析单个颗粒，正如用光学显微镜所见到的，它一般由球状的主颗粒基元聚集而成，形成不规则的晶体复合体。

相似地，在4500rpm下用共振粉碎磨10加工来自Texas，Borger的Balentine Enterprises公司约50kg的干基球状标准参照炭黑N660。典型地，炭黑是一种纯度比木炭高的碳。

为表征共振粉碎磨10的产物，要测量颗粒大小分布，部分采用激光衍射法。Norcross Georgia的Micrometrics仪器公司的物质分析实验室做了这个工作。在异丙醇和含0.1％ 

 P-62的去离子水中都制备了2wt.％碳样品，并进行短暂的超声处理。用扫描隧道显微镜(STM)在室温下观察压成片的碳粉样，仪器为Nanoscope IIIA，探针头为2082A。所有STM工作都在法国Mulhouse，ENSCMu的化学物理实验室进行。氮表面积(NSA)、多点(NSA)和统计厚度表面积(STSA)的测量在Micrometrics仪器公司的物质分析实验室进行。Texas，Pampa的Titan Specialties对正邻苯二甲酸二丁酯吸附值(DBPA)和压缩样正邻苯二甲酸二丁酯吸附值(CDBPA)进行了测量。

表1和表2分别对共振粉碎前、共振粉碎磨10加工一次后及共振粉碎磨10加工二次后表征炭黑和热解木炭的分析结果进行了总结。图14和15分别为分散在水和异丙醇中的炭黑样品的大小分布与其直径关系图，图16和17分别为分散在水和异丙醇中的热解木炭样品的大小分布与其直径关系图。

对分散在水中的标准参照炭黑N660，共振粉碎使得聚集体的大小明显减小。在进行共振粉碎前，大约60％颗粒大小分布集中在4.2μm处。共振粉碎后此峰消失，大约90％的炭黑颗粒直径小于1μm。

但是，分散在异丙醇中的炭黑样具有不同的结果。共振粉碎后，聚集体增大。从上可见，基本上在2.0μm处基本为一个单峰，5μm以上只有1.1％，RD加工形成三模型的颗粒大小分布，其中5μm以上占28％。

表1：标准参照炭黑N660的共振粉碎

表2：热解木炭的共振粉碎

共振粉碎后分散在水中的热解木炭的颗粒大小明显减小。处理前，木炭体积的四分之三在30μm以上，不到2％体积为亚微细粒。共振粉碎处理后，所有30μm以上的颗粒基本消失，亚微细粒的体积比提高到大约一半。共振粉碎二次后，颗粒大小分布没有明显改变。

对分散在异丙醇中的木炭颗粒，共振粉碎一次后，最大颗粒的大小从大于350μm减小到30μm以下。它由于减小了5μm以上物料的82％而提高了0.4-5μm物料的比例。在二次共振粉碎后，处理过一次的物料减少了5μm以下物料32％以上，而且最大颗粒的范围从28增加到71μm。

共振粉碎后的木炭也用原子里显微镜进行观察。它清楚地显示聚集体的颗粒特征。但是大约90％的自由颗粒(非聚集颗粒)的大小在约1微米以下。

表3为共振粉碎处理后热解木炭的各种物理性质测量结果。木炭在共振粉碎一次或二次后，其物理性质没有明显变化(<10％)。处理后的氮表面积从58m²/g上升到66m²/g(+14％)。

 

氮表面积，中值	统计厚度表面积	正邻苯二甲酸二丁酯吸附值	压缩样正邻苯二甲酸二丁酯吸附值
				66m2/g	50m<sup>2</sup>/g	79ml/100g	72ml/100g

表3：共振粉碎后热解木炭的物理性质

当分散在水中时，可观察到共振粉碎明显地减小了标准炭黑N660和热解木炭的颗粒大小。共振粉碎处理后，炭黑N660特别有明显的脱聚现象，亚微细粒比例从27％上升到大约90％。木炭粒破碎后，大约50％的碳料的颗粒大小在1微米以下。剩下的碳颗粒大小都在30μm以下，认为由聚集体组成，要么共振粉碎甚至做进一步处理也不能使它们分离，要么它们在分散条件下与更分散的碳粒达到平衡。

同样的共振粉碎碳粉在异丙醇中分散的颗粒大小分布和趋势不同于它们在水中的行为。无论共振粉碎处理的碳颗粒来自热解木炭还是炭黑，亚微细粒的比例都很小。如图14和16所示，分散在异丙醇中时共振粉碎后的大多数碳颗粒大小为1-3μm。而且，炭黑在一次共振粉碎后以及木炭在连续共振粉碎处理后，认为是聚集体的5μm以上碳粒增多。

可能的解释是两种溶剂的化学性质不同。水更多的是质子给予体。异丙醇既是强的质子给予体又是接受体，具有疏水基团。基于共振粉碎后碳在水中比在异丙醇中更易分散，表明共振粉碎使碳表面更具亲水性。

我们用X射线光电子能谱测量了共振粉碎前后碳的表面化学。在未处理的木炭中氧的含量大约7-8wt.％。共振粉碎后没有发生变化。但X射线光电子能谱分析显示，共振粉碎后向表面移动的氧增多。未处理木炭中的氧显然在处理后向表面迁移。氧具亲水性，这与处理后木炭颗粒在水中比在异丙醇中更易分散的结果一致。而且，增多的表面氧减少了本来对异丙醇有作用的位子数，从而降低了处理后物料在此溶剂中的分散。这和数据一致。

在来自废轮胎的木炭中除氧外还有其它杂质如锌、硫和硅粒。锌和硫由于其反应性会影响木炭用作制造橡胶或其它碳产品的原料。大的硅粒在喷墨打印机的使用中不期望出现，它们会堵塞打印机设备的细小通道。

共振粉碎磨处理后，硅粒一般减小为亚微细粒，一般不再堵塞喷墨打印机设备。但仍然存在少量的较大硅粒。可以相信，用共振粉碎磨10或其它方法进一步处理后，这些较大颗粒将减小到可接受的程度，使得共振粉碎处理后木炭能用于喷墨打印机。

共振粉碎后木炭的X射线光电子能谱显示，其它杂质如锌和硫没有在单质碳粒表面出现。这表明，这些杂质要么和碳粒结合在一起，要么为自由独立颗粒。和碳粒结合在一起的杂质是非反应性的。因此，共振粉碎木炭适合作为制造橡胶和其它碳产品的原料。

我们观察了共振粉碎磨10在处理其它物料后还未彻底清理时共振粉碎处理碳的变化。在一次试验中，炭黑颗粒容易被共振粉碎磨10运转时挥发的有机化合物抓住(吸附)。这种吸附增加了炭黑的粘性流动特征。有机分子来自上一次处理亚麻子时留在设备中的少量残留物。这些残留物(大部分为油类)没有被典型的清洗共振粉碎磨10的标准步骤剔除。碳粒表面被涂上一层，使它们不能吸附一点正邻苯二甲酸二丁酯。可以相信，实施例中的涂层为单分子。因此，通过在处理碳粒或再处理共振粉碎后碳时加入少许所需的涂料，可用共振粉碎磨10在碳粒表面制造期望的涂层。显然，由于炭黑通过共振粉碎磨10的亲和力，它能被容易而简便地涂上许多也许是所有分子。

含矿物有机分子晶体

1.柠檬酸镁.柠檬酸镁是可作为人类和动物食品的水溶性矿物物。共振粉碎磨10处理的干基柠檬酸镁颗粒晶体(C₁₂H₁₀Mg₃O₁₄，分子量451)大约含镁16％。处理前干基晶体颗粒的大小约为+40目(>400微米)。共振粉碎磨10的运转速度为3200rpm，产出细小的非颗粒状粉末。将处理后产生的粉末悬浮在乙醇中，并在显微镜载片上铺展开。在μm尺度上，选择单个晶体进行测量。单个晶体大小大多约为1-4微米。虽然出现一些约10-20微米的较大颗粒，但它们是较小晶体(1-4微米)的聚集体。

2.柠檬酸钙.柠檬酸钙作为钙源，也用作食品。用转速为4500rpm的共振粉碎磨10两次处理初始大小约+40目(>400微米)的四水柠檬酸钙(C₁₂H₁₀Ca₃O₁₄·4H₂O)颗粒晶体。产品为很细的光滑粉末，经润湿后变成光滑的糊状。粉状晶体的大小大部分为约1-3微米。单个颗粒容易形成松软的聚集体，在放入乙醇并剧烈搅拌混合以形成稀悬浮液时就会分散。当与各种食物(如橙汁、酸奶酪、冰淇淋、布丁)混合时，共振粉碎处理的柠檬酸钙并未改变这些产品的光滑特征。

3.甲磺酰甲烷.甲磺酰甲烷(CH₃SO₂CH₃)(MSM)是一种用作食物的天然含硫化合物。MSM也容易用化学合成方法产生。MSM晶体之间容易粘在一起，储存时引起结焦和形成典型的硬块。在3000rpm转速下用共振粉碎磨10处理MSM块。产品为容易形成软块的细小粉末。处理后颗粒大小至少为-270目(<53微米＝＝。室温下，共振粉碎处理过的MSM比磨碎为40-80目的MSM晶体更快地溶解在水中。在测试中，1g处理后的MSM在约15秒或更短的时间内溶解于100ml水中，而原料块经过2分钟搅拌后仍然能看见。

不含矿物有机化合物

1.一水合肌酸.一水合肌酸(肌酸)(C₄H₉N₃O₂)富含于肌肉组织中，大多为磷酸化形式。它作为肌肉的能量储备，用作营养品，尤其对运动员和体力劳动者。将大小约+60目(>300微米)的粗糙肌酸颗粒晶体人工加入以约3000rpm旋转的共振粉碎磨10。用系列筛子测量共振粉碎后肌酸的颗粒大小。其中93％颗粒的大小为-400目，即最大尺寸小于约30微米。可以预料，如果不用人工进料而是持续地向共振粉碎磨10中连续进料，则均匀性会更大。连续、稳定地向共振粉碎磨10进料时，可预料，基本上100％颗粒大小为-400目。和肌酸颗粒晶体比较，共振粉碎处理后的肌酸室温下很快溶解在水中。10分钟内形成饱和溶液，而颗粒晶体原料几小时后才形成饱和溶液。

2.7-异丙基异黄酮。7-异丙基-异黄酮是不溶于水的化合物，存在于各种植物中，如大豆，也可用化学合成产生。它能有效地维持骨结构。500g白色透明的7-异丙基-异黄酮晶体和20kg氯化钠晶体一起在共振粉碎磨10中进行处理，氯化钠晶体作为载体，给磨提供负载介质。处理后物料的颗粒大小约-270目。用水浮选法回收7-异丙基-异黄酮。干燥结块的7-异丙基-异黄酮在研钵中磨碎，测试在乙醇中的溶解速度。7-异丙基-异黄酮原料只轻微溶解在乙醇中，而共振粉碎后的溶解速度比未处理晶体快约20倍。这和处理后表面积/质量值的提高一致。这些结果表明，比起原料，基本不溶于水的口服7-异丙基-异黄酮能被身体更好地吸收。共振粉碎也提高了它在各种油品及酒精中的溶解能力。

3.玉米蛋白.玉米蛋白为不溶于水的淀粉，用作药片涂层。共振粉碎磨10以约3200rpm运转，颗粒大小约+40目(>400微米)的粗糙玉米蛋白颗粒晶体在其中处理两次。显微观察形成的玉米蛋白粉末发现它由细小晶体组成，90％以上的颗粒大小为约3-20微米，最小约为1.5微米，最大约为60微米。处理后的晶体呈片状，其厚度比长度或宽度小得多。缓慢地将处理后的粉末加入80％乙醇-水溶剂中并快速搅拌能使其溶解。处理后的玉米蛋白粉末溶解后成为比较清亮的浅黄色溶液。当放入45％乙醇-水溶剂中且搅拌混合时，搅拌器几乎立刻被涂上一层。

前面对本发明各种实施方案的描述是为了阐明和说明。这并不意欲穷尽或者限制本发明于公开的确定的实施方案。根据上述教案可能出现许多修饰和变化。选择这些实施方案进行讨论是为了阐明本发明的原理和多方面说明其实际应用，由此使本领域的普通技术人员能够利用本发明的各种实施方案以及进行适合于预期具体用途的各种修改。所有这些修改和变化都在本发明的范围内，正如所附权利要求在依照公正、合法和平等地赋予的范围进行理解时所确定。

Claims (15)

1.一种减小由至少90wt％碳组成的粒状碳物料的平均颗粒大小的连续流动方法，所述方法包括：

将碳物料在气流中夹带通过处理箱入口；

使流动着的碳物料经受处理箱内由旋转的转子产生的多次交替的压力升高和降低；

在压力的升高和降低下粉碎流动碳物料，从而减小碳物料的平均颗粒大小；及

从处理箱出口排出粉碎后的碳物料。

2.按权利要求1所述方法，其中碳物料包括无定形碳。

3.按权利要求2所述方法，其中碳物料包括木炭。

4.按权利要求3所述方法，其中排出的碳物料粒子当分散在异丙醇中时的体积分布中值为1.6-2.7微米。

5.按权利要求3所述方法，其中排出的碳颗粒当分散在异丙醇中的特征在于，至少93％的颗粒尺寸小于30微米，61-90％的颗粒尺寸小于5微米，5.3-16％的颗粒尺寸小于1微米。

6.按权利要求3所述方法，其中排出的碳粒当分散在水中的体积分布中值为0.52-0.88微米或更小。

7.按权利要求3所述方法，其中当分散在水中时，排出的碳粒的特征在于，100％的颗粒尺寸小于30微米，75％的颗粒尺寸5微米，以及46-51％的颗粒尺寸小于1微米。

8.按权利要求2所述方法，其中无定形碳包括炭黑。

9.按权利要求8所述方法，其中排出的碳粒的体积分布中值为0.52-2.7微米。

10.按权利要求8所述方法，其中排出的碳粒当分散在水中时体积分布中值为0.52微米。

11.按权利要求8所述方法，其中排出的碳粒当分散在水中时的特征在于，100％的颗粒为5微米或更小，90％的颗粒为1微米或更小。

12.按权利要求1所述方法，其中碳包括结晶形式的碳。

13.按权利要求12所述方法，其中晶体形式的碳包括石墨。

14.按权利要求1所述方法，进一步包括当颗粒流过处理箱时在碳粒上涂布粘性物质。

15.按权利要求14所述方法，其中粘性物质包括油。

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