CN101161347B

CN101161347B - 双向旋转球磨超细粉碎装置及其方法

Info

Publication number: CN101161347B
Application number: CN200610096755A
Authority: CN
Inventors: 李凤生; 刘宏英; 姜炜; 顾志明; 邓国栋; 杨毅; 宋洪昌
Original assignee: Nanjing University of Science and Technology
Current assignee: Nanjing University of Science and Technology
Priority date: 2006-10-13
Filing date: 2006-10-13
Publication date: 2010-05-12
Anticipated expiration: 2026-10-13
Also published as: CN101161347A

Abstract

本发明公开了一种双向旋转球磨超细粉碎装置及其方法。它在筒体外设置通冷却水的夹套；在该筒体下端设置并将筒体的进/出料口密闭的密闭收料仓；在筒体上的任意一个进/出料口盖板上设置与抽真空装置连接的抽真空阀门；在筒体的内表面设置内衬。双向旋转球磨超细粉碎方法是将80目以上的原材料加入筒体内后，对筒体内进行抽真空处理，启动传动装置进行超细粉碎，其中筒体的转速在40～70转/分钟，内旋转轴的转速在20～40转/分钟；磨球级配为Φ5～10mm占总磨球质量的35％～55％、Φ10～20mm占总磨球质量的25％～35％以及Φ20～30mm占总磨球质量的20～35％；料球质量比为1∶4～1∶15。本发明生产时间短，能耗低，生产成本降低，克服了微细颗粒易团聚、融聚等问题。

Description

双向旋转球磨超细粉碎装置及其方法

一技术领域

本发明属于超细粉碎工艺技术，特别是针对硬而韧且易燃爆的特殊材料所采用的双向旋转球磨超细粉碎装置及其方法。

二背景技术

当前军民领域急需对诸多硬而韧且易燃爆的特殊材料进行超细化，如青冈木炭、硫磺、氧化剂、RDX、点火药剂、金刚素、赤磷、金属硅、铝、镁、铜、铁、石英石、钛酸锶、抛光粉及中药材灵芝等进行干式超细化(在干燥状态下进行微米或纳米化)或湿式超细化。

众所周知，上述材料在干燥状态下进行超细化十分困难，存在的主要技术问题是：这些材料硬而韧，目前国内现有的超细技术与设备由于不能同时提供强冲击力、强剪切力、强摩擦力和强挤压力，因此无法使其实现超细化；另外，当这些材料在干燥状态下进行超细粉碎时，细颗粒极易相互粘结团聚再长大(称之为反粉碎)，再者这些材料中大多数物质当其颗粒达到微米、亚微米或纳米级时极易与空气中氧发生氧化反应自燃或超细化过程中产生大量静电和积热，因此在超细化过程中极易发生燃烧或爆炸，超细化过程中的安全问题无法保证。

传统球磨机虽然具有产量大、操作简单等显著优点，但其电耗高，钢耗高、能量利用率低、噪音大、粉尘污染严重、安全性操作等问题却始终制约着该技术在特殊材料(如硬而韧且易燃爆等材料)超细化方面的发展，因此，许多年来国内外围绕磨机的电耗高，钢耗高、能量利用率低、安全操作等的问题做了大量的研究工作。

皮切奥梅尔佐勒发明了“用于球磨机的内衬”(CN85101784)，是关于用于圆柱形球磨机的内衬.在组合式结构里，这个内衬具有槽和筋，槽大致在圆周方向上连续，筋设置在槽之间，另外还有凸起部和(或)凹下部分，它们相对圆周方向是横向排列的，这样允许在磨球和槽之间进行充分精磨，通过凸起部分和(或)凹下部分把球隆起到较高的地方，并在球堆内使球搅动以完成粗磨.卡尔-海因茨·霍夫曼发明了“环形间隙式球磨机”(CN86106362)，它包括一个密闭的球磨容器，其内装有一个滚筒，滚筒的外表面与球磨容器的内表面确定出一个球磨间隙，磨粒放在间隙内，滚筒的上部和下部是由两个相反方向的锥体形成的，其特征在于球磨容器位于可转动的支撑上并与转动驱动装置相联接.赫伯特·丢尔发明了“搅拌球磨机”(CN1042670)，包括一个磨碎容器和安于其内的至少一个搅拌器，所述搅拌器与磨碎容器的旋转轴线平行，二者均能旋转.所述磨碎容器所包含的磨碎室部分地充有辅助磨碎体，并具有物料添加装置以及排放装置，后者还包含有一个物料与磨碎体的分离器.由于搅拌轴对磨碎容器的中心轴线偏离一个偏心距，故本球磨机适用于干法和湿法破碎，另于磨碎室内设有导板，使物料与磨碎体混合物能向正确方向流动.彼得·卡波那克发明了“球磨机”(CN1400058)，设有一个空筒形加工腔，在磨粉作业中被加工的物料沿轴向流过加工腔，加工腔是围绕圆筒轴线旋转，在加工腔中，有自由移动的球作用到被加工的物料上使其粉碎.在加工腔中，其圆筒形内壁是在沿轴线方向和圆周方向由许多个表面相互连接的，由支撑在封闭的外壳上的金属扇形块拼合组成.在加工腔的内圆周表面上沿圆周方向设置有规定球联动的轧入操作槽.这样操作噪声和操作能耗被减少，另外球磨机的磨损件的操作寿命也被延长.为此目的，在封闭外壳中的金属扇形块是沿径向被减振而消声地支撑着.另外，在加工腔中能设置规定轧入的球，并可做成球磨机轴线呈倾斜角度的槽沟.张治元等人发明了“一种微阶段化磨矿方法及球磨机”(CN1126109)，在球磨机筒体内壁轴线方向安装不少于两种表面形状不同的衬板，造成对矿石分阶段不同的磨碎形式，在筒体进料端安装波型衬板，使之产生以冲击粉碎为主的磨碎形式，即为抛落式磨矿阶段；在筒体出料端安装平滑型衬板，使之产生以剥磨粉碎为主的磨碎形式，即为泻落式磨矿阶段，介于两者之间的为过渡阶段，从而实现了磨矿过程的微阶段化.本发明磨矿原理更符合矿石粉碎的客观规律，适用于多种矿石物料的磨碎，在其他条件不变的情况下，使用本发明可提高工效12～15％以上，节电，同时降低了浮选、精矿和尾矿系统的电耗及备品备件的消耗.杨和平发明了“一种粉磨工艺方法及其设备”(CN1314212)，由如下步骤实现：(1)粗磨；(2)分选；(3)分料；(4)细磨；(5)成品，其中分料是将分选后的粗料分别送出，一部分返至粗磨，另一部分送至细磨；大、小球磨机分别由各自独立的传动装置驱动，提升装置将大球磨机出料送入选粉机，细料送入成品库，粗料落入分料器，分料器出料口分别与大、小球磨机入料口连接，该工艺及设备可提高成品比表面积，节能降耗且适用于不同原料的粉磨要求.

上述技术和设备虽对传统的球磨机设计和生产工艺做了有意义的改进，但也存在着或多或少的不足，其关键在于虽然在结构上做了部分改进，如在筒体内表面设计不同形状的内衬、设计内置滚筒或外壳上的金属扇形块，但尚未改变普通球磨机粉碎原理，仍然是靠外筒体旋转带动筒体内研磨介质运动，介质(磨球)之间产生的冲砸(大磨球从筒体上缘落下冲击产生)及研磨作用力使其中的物料粉碎。由于筒体旋转带动筒内球体运动的方向与状态简单，运动状态单一，几乎大部分磨球是在作平行滑动，因此产生的摩擦力和剪切力很小，对硬而韧的物质粉碎效果差。对被粉碎物质的作用力也很简单、单一，而且作用力强度小。另外粉体易沉于底层或浮于上层，易形成空洞导致“短路”或死角。当物质被粉碎的较细时，粉体易互相粘结成小块、成小饼或颗粒增大即发生反粉碎现象。此外，普通球磨机在粉碎过程中，中间形成的空洞，易使粉碎过程形成“短路”，导致物料漏粉碎，因此粉碎效果差。其主要原因是球磨机腔内无搅拌装置，无法改变普通球磨机内磨球的单一运动方向(平行滑动)及力场。另外，粉碎过程是在空气中进行，无防燃爆措施，安全问题也无法保证，如图1所示。有人发明了“搅拌球磨机”，但无论是立式还是卧式搅拌研磨方式，由于外筒体静止不动仅靠筒体内的研磨介质在做单向运动产生摩擦、剪切、研压作用力使物料粉碎，不仅作用力强度较小，尤其对硬而韧的物质粉碎效果不佳，而且始终会产生物料沉底现象(如图2所示)。还有人发明了新的球磨粉碎工艺，将传统球磨粉碎分成了阶段型粉碎过程，并通过粗细料的分离达到节能降耗的目的。

上述工艺技术及设备的改进由于未突破球磨机单一的粉碎力场，因此还无法对诸多硬而韧且易燃爆的特殊材料进行超细化.根据粉碎理论(破碎理论)可知，对于硬的材料需要利用强冲击力、挤压力来使其破碎，对于韧性物质通常需要采用强剪切力、摩擦力来使其破碎，上述技术和设备无法同时提供强冲击力、强剪切力、强摩擦力和强挤压力，且无安全措施，很难满足硬而韧材料的超细化.因此，刘宏英等人发明了“双向旋转超细粉碎球磨装置”(ZL200420079766.5)，以解决靠一旋转的筒体带动装入内的物料和研磨介质相互冲击和研磨作用使物料粉碎的球磨粉碎机械粉碎效率较低的技术问题.但是也存在收取粉碎后的物料过程中有污染、噪音大、筒体发热引起危险等问题.

三发明内容

本发明的目的在于提供一种用于硬而韧且易燃爆的特殊原材料粉碎过程中噪音小、污染少并安全高效的双向旋转球磨超细粉碎装置。

本发明的目的还在于提供一种利用上述的双向旋转球磨超细粉碎装置对硬而韧且易燃爆的特殊原材料进行粉碎的方法。

实现本发明目的的技术解决方案：一种双向旋转球磨超细粉碎装置，包括筒体、筒体形成的空腔，与筒体作相反方向旋转的内旋转轴穿过空腔和筒体的端面盖板，在空腔内的内旋转轴上设置搅拌装置，与端面盖板连接的外筒支撑件对称地设置在空腔外的内旋转轴上，与外筒支撑件相配合的外筒支撑轴承和带动筒体旋转的传动机构分别设置在外筒支撑件上，在所述的外筒支撑件与内旋转轴在空腔外的一端之间依次设置内旋转轴承和内旋转轴的传动装置，并在内旋转轴上设置密封装置，在筒体外设置通冷却水的夹套；在该筒体下端设置并将筒体的进/出料口密闭的密闭收料仓；在筒体上的任意一个进/出料口盖板上设置与抽真空装置连接的抽真空阀门；在筒体的内表面设置内衬，在该内衬[16]内表面设置内衬板[2]。

本发明双向旋转球磨超细粉碎装置的筒体的内衬的材料为碳钢、不锈钢、陶瓷、刚玉、氧化锆或者聚氨酯。

本发明双向旋转球磨超细粉碎装置在筒体、内旋转轴、传动机构、传动装置和密闭收料仓组成的整个双向旋转球磨超细粉碎装置外设置由隔音板构成的隔音装置。

一种利用双向旋转球磨超细粉碎装置进行超细粉碎的方法，将80目以上的硬而韧且易燃爆的特殊原材料从进/出料口加入筒体内后，盖上盖板后利用真空泵通过抽真空阀门对筒体内进行抽真空处理，启动带动筒体旋转的传动机构和带动内旋转轴的传动装置进行超细粉碎，其中筒体的转速在40～70转/分钟，内旋转轴的转速在20～40转/分钟；磨球级配为Φ5～10mm占总磨球质量的35％～55％、Φ10～20mm占总磨球质量的25％～35％以及Φ20～30mm占总磨球质量的20～35％；料球质量比为1∶4～1∶15；粉碎时间控制在3～6小时，在粉碎过程中的筒体夹套内通冷却水，使筒体的温度在25～50度；粉碎结束后先通过抽真空阀门充入氮气后静止10～30分钟，然后出料到密闭收料仓内。

本发明双向旋转球磨超细粉碎方法，将10～80目的硬而韧且易燃爆的特殊原材料从进/出料口加入筒体内后，盖上盖板后利用真空泵通过抽真空阀门对筒体内进行抽真空处理，启动带动筒体旋转的传动机构和带动内旋转轴的传动装置进行细粉碎，其中筒体的转速在40～70转/分钟，内旋转轴的转速在20～40转/分钟；磨球级配为Φ20～30mm占总磨球质量的15％～25％，Φ30～40mm占总磨球质量的20～30％以及Φ40～50mm占总磨球质量的55～65％；料球质量比为1∶5～1∶20；粉碎时间控制在1～2小时，在粉碎过程中的筒体夹套内通冷却水，使筒体的温度在25～50度；粉碎结束后先通过抽真空阀门充入氮气后静止10～30分钟，然后出料到密闭收料仓内采用80目的振动筛筛分，将筛上小于80目的粗粉物料再进行细粉碎，而将筛下大于80目的细粉物料加入筒体内进行超细粉碎。

本发明双向旋转球磨超细粉碎方法，将小于10目以块状体、粗颗粒以及粗粉体形式存在的硬而韧且易燃爆的特殊原材料进行粗粉碎，采用筛分方式进行筛分，将小于10目的较大粗粉物料返回重新进行粗粉碎，而将细度大于10目的细粉物料加入筒体内进行细粉碎。

本发明双向旋转球磨超细粉碎方法中的硬而韧且易燃爆的特殊原材料为青冈木炭、硫磺、氧化剂、RDX、点火药剂、金刚素、赤磷、金属硅、铝、镁、铜、铁、石英石、钛酸锶、抛光粉或中药材灵芝；其中，金刚素在粉碎时加入二氧化硅、氧化钙和氧化镁的添加剂；铝、镁、铜、铁在粉碎时添加硬脂酸、硬脂酸镁、硬脂酸锌、十二烷基苯磺酸钠或十二烷基磺酸钠作为表面包覆剂。

本发明与现有技术相比，其显著优点是：(1)能在同一台设备内同时产生所需的强冲击力、强剪切力、强摩擦力和强挤压力4种粉碎力场及具有安全措施，从而实现超细化，通过该工艺生产出的超细粉体平均粒径d₅₀普遍小于3微米，部分产品可达亚微米甚至纳米级。(2)该工艺技术实现途径及可靠性、实用性与效果均优于目前改进措施及技术，与其他球磨方式相比，生产时间可缩短2～5倍，能耗降低2～3倍，生产成本降低1/3，并且突破了传统干式机械粉碎的粒度极限和粒度分布宽的缺点以及微细颗粒易“团聚”、“融聚”等问题，获得的产品粒径很小且均匀。(3)实现物质粉碎的片状化，当采取湿法研磨时，可实现粉碎物质的纳米化，尤其可对军民领域各种易燃易爆物质进行安全超细化。同时该工艺技术及设备还可对微纳米粉体进行高效复合与即时表面包覆和改性处理。(4)夹套结构中的冷却水及时消除粉碎腔内产生的热量，降低粉碎室内的物料温度，使其始终远低于着火点，确保不引起燃烧或爆炸。(5)适当附加物进行表面包覆与改性处理，引入液氮或干冰进行低温处理等从而可以降低超细粉体的表面活性，提高其安全性。同时，在粉碎设备上设有排气装置与充填氮气等惰性气体装置，当粉碎室内压力达到一定值时，立即排气，并适当充入氮气或氩气对颗粒表面进行钝化处理。采取上述措施后，粉碎过程十分安全，排放料时也不会出现超细粉体自燃现象。(6)为了使生产符合环保要求，生产过程中的细粉碎过程和超细粉碎过程均采用了双层密封设计，即设备的出料口设计成了密闭型漏斗式料仓结构，并直接与螺旋输送器连接，在整个设备外又设计了带通风系统的防尘隔音板，使生产过程在防尘和隔音的封闭环境下进行，既避免了对环境的污染，又减少了对操作人员的伤害。

四附图说明

图1是本发明双向旋转球磨超细粉碎装置的结构示意图。

图2是本发明双向旋转球磨超细粉碎方法的流程图。

五具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步详细说明。

结合图1，本发明双向旋转球磨超细粉碎装置，包括筒体1、筒体1形成的空腔11和在筒体1内设置的内衬板2，与筒体1作相反方向旋转的内旋转轴7穿过空腔11和筒体1的端面盖板3，在空腔11内的内旋转轴7上设置搅拌装置4，与端面盖板3连接的外筒支撑件5对称地设置在空腔11外的内旋转轴7上，与外筒支撑件5相配合的外筒支撑轴承6和带动筒体1旋转的传动机构9分别设置在外筒支撑件5上，在所述的外筒支撑件5与内旋转轴7在空腔11外的一端之间依次设置内旋转轴承8和内旋转轴7的传动装置12，并在内旋转轴7上设置密封装置10，在筒体1外设置通冷却水的夹套13，以降低生产过程中产生的热量，；在该筒体1下端设置并将筒体1的进/出料口密闭的密闭收料仓14，既方便生产的粉体及时收集又防止粉尘飞扬和污染；在筒体1上的任意一个进/出料口盖板上设置与抽真空装置连接的抽真空阀门15，通过管道与抽真空装置(真空泵)连接；在筒体1的内表面设置可以采用多种材质的内衬16，该内衬16的材料可以为碳钢、不锈钢、陶瓷、刚玉、氧化锆或者聚氨酯.所以使用的磨球17也相应采用碳钢球(轴承钢球)、不锈钢球、陶瓷球、刚玉球以及氧化锆球.为了尽量降低和减少生产过程中噪音，在筒体1、内旋转轴7、传动机构9、传动装置12和密闭收料仓14组成的整个双向旋转球磨超细粉碎装置外设置由隔音板构成的隔音装置.

结合图2，本发明利用上述的双向旋转球磨超细粉碎装置进行超细粉碎的方法，将80目以上的硬而韧且易燃爆的特殊原材料从进/出料口加入筒体1内后，盖上盖板后利用真空泵通过抽真空阀门15对筒体1内进行抽真空处理，启动带动筒体1旋转的传动机构9和带动内旋转轴7的传动装置12进行超细粉碎，其中筒体1的转速在40～70转/分钟，内旋转轴7的转速在20～40转/分钟。磨球17的级配可以增加接触面积。但是磨球过小却无法形成强有力的冲击和研磨作用力，虽然有利于极细颗粒的进一步粉碎，但却无法粉碎相对较粗颗粒，造成了产品粒度分布变宽，并造成粉碎时间增加，因此，大小不同直径的磨球彼此搭配可以形成大小不同的球间空隙，有利于不同粒径的颗粒进入不同大小的空隙中充分粉碎。经过大量试验表明，磨球17级配为Φ5～10mm占总磨球质量的35％～55％、Φ10～20mm占总磨球质量的25％～35％以及Φ20～30mm占总磨球质量的20～35％；料球质量比为1∶4～1∶15；粉碎时间控制在3～6小时，在粉碎过程中的筒体夹套13内通冷却水，使筒体1的温度在25～50度；粉碎结束后先通过抽真空阀门15充入氮气后静止10～30分钟，然后出料到密闭收料仓14内。对于硬而韧且易燃爆的特殊原材料为青冈木炭、硫磺、氧化剂、RDX、点火药剂、金刚素、赤磷、金属硅、铝、镁、铜、铁、石英石、钛酸锶、抛光粉或中药材灵芝；其中，金刚素在粉碎时加入二氧化硅、氧化钙和氧化镁的添加剂；铝、镁、铜、铁在粉碎时添加硬脂酸、硬脂酸镁、硬脂酸锌、十二烷基苯磺酸钠或十二烷基磺酸钠作为表面包覆剂。其他原材料不需要添加剂。

如果硬而韧且易燃爆的特殊原材料细度为10～80目，必须将其细粉碎后再超细粉碎，即将10～80目的硬而韧且易燃爆的特殊原材料从进/出料口加入筒体1内后，盖上盖板后利用真空泵通过抽真空阀门15对筒体1内进行抽真空处理，启动带动筒体1旋转的传动机构9和带动内旋转轴7的传动装置12进行细粉碎，其中筒体1的转速在40～70转/分钟，内旋转轴7的转速在20～40转/分钟.对于硬而韧的特殊材料而言，采用双向旋转球磨超细粉碎工艺时磨球直径与级配的选择至关重要，它直接关系到粉碎时间的长短和粉碎细度的变化，并最终决定着生产成本和产品细度要求.试验研究表明，对于进料粒度较粗的原料(10目～20目)，通常需采用直径较大(Φ20～50mm)的磨球及其级配，这样球与球之间才能有较大的空隙容许粗颗粒进入，提高球与物料颗粒的接触面积，如使用直径较小(Φ5～20mm)的磨球及其级配，球与球间的空隙明显变小，粗颗粒无法进入，造成的结果就是球与球相互摩擦损耗，而物料与物料相互碰撞，根本无法起到粉碎的目的，即使部分较小的物料颗粒进入空隙中被粉碎后细度降低，也会造成产物粒度分布宽，不均匀，无法使最终产品达到平均粒径d₅₀小于3微米甚至纳米级，试验表明，磨球17级配为Φ20～30mm占总磨球质量的15％～25％，Φ30～40mm占总磨球质量的20～30％以及Φ40～50mm占总磨球质量的55～65％。提高粉碎效果的另一个重要因素就是料球之比，在其他粉碎条件相同的情况下，料球之比越小，粉碎时间越短，但是生产量相对减小。料球质量比为1∶5～1∶20；粉碎时间控制在1～2小时，在粉碎过程中的筒体夹套13内通冷却水，使筒体1的温度在25～50度；粉碎结束后先通过抽真空阀门15充入氮气后静止10～30分钟，然后出料到密闭收料仓14内采用80目的振动筛筛分，将筛上小于80目的粗粉物料再进行细粉碎，而将筛下大于80目的细粉物料加入筒体1内进行超细粉碎。

当然，如果以块状体、粗颗粒以及粗粉体形式存在的硬而韧且易燃爆的特殊原材料，其细度小于10目时，应先粗粉碎后，再利用上述双向旋转球磨超细粉碎装置分别进行细粉碎和超细粉碎。将小于10目的硬而韧且易燃爆的特殊原材料进行粗粉碎，采用筛分方式进行筛分，将小于10目的较大粗粉物料返回重新进行粗粉碎，而将细度大于10目的细粉物料加入筒体[1]内进行细粉碎。

下面以实施例再进一步说明本发明双向旋转球磨超细粉碎方法。

实施例1：超细片状铝粉的生产：将球形喷雾铝粉(平均粒径d₅₀＝20μm左右)装入筒体1容积为800L的双向旋转球磨超细粉碎设备中，投料量为200kg，并添加占铝粉重量5％的硬脂酸作为表面包覆剂，磨球17(不锈钢钢球)用量为1吨，选用如下级配，即Φ5～10mm：45％，Φ10～20mm：35％，Φ20～30：20％，筒体1转速为70转/分钟，内旋转轴7转速为40转/分钟，电机功率为30kW，生产过程中筒体夹套13中通冷却水，粉碎4～5小时后能使球形铝粉超细化至平均粒径d₅₀＜3μm的片状铝粉，然后立即将其装入密闭收料仓14中，通过螺旋输送器进行输送包装(采用双层聚乙烯塑料袋)。为防止生产过程中炭粉产生燃爆现象，在细粉碎和超细粉碎工艺过程中，在每次投料结束后对筒体1内进行抽真空处理，粉碎结束后先充少量氮气静止30分钟后再出料。

实施例2：超细橡树木炭粉生产：将长度为20cm的橡树木炭棒(Φ＝5cm)通过粗粉碎工艺破碎至10目左右的炭颗粒，为避免少量大颗粒(5mm以上)的混入，粗粉碎后须进行粗筛拣，以保证进入后续细粉碎过程的煤颗粒的粒度大小基本均匀，以降低细粉碎时间，减少能耗，提高生产效率与产品均匀性。粗粉碎后的炭颗粒采用双向旋转球磨粉碎工艺技术进行细粉碎，选用筒体1为800L的相应设备，每次投料量为350kg，磨球17(轴承钢球)用量为1.25吨，选用如下级配，即Φ20～30mm：20％，Φ30～40mm：30％，Φ40～50：50％，筒体1转速为60转/分钟，内旋转轴7转速为40转/分钟，电机功率为30kW，粉碎1.5～2小时后能使该物料粉碎至80目左右的粗炭粉，将其装入密闭收料仓14中储存待用，为避免少量较大颗粒，使用80目振动筛进行分离，符合要求的粗炭粉采用双向旋转球磨超细粉碎工艺技术进行超细粉碎，同样选用筒体1为800L的设备，每次投料量250kg，磨球17(轴承钢球)用量为1.25吨，选用如下级配，即Φ5～10mm：50％，Φ10～20mm：30％，Φ20～30：20％，筒体1转速为60转/分钟，内旋转轴7转速为30转/分钟，电机功率为30kW，粉碎2～3小时后能使粗炭粉超细化至平均粒径d₅₀＜2μm，然后立即将其装入密闭收料仓14中，通过螺旋输送器进行输送包装，在包装前使用除铁器进行除铁，然后用双层聚乙烯塑料袋进行包装.为防止生产过程中炭粉产生燃爆现象，在细粉碎和超细粉碎工艺过程中，在每次投料结束后对筒体1内进行抽真空处理，粉碎结束后先充少量氮气静止30分钟后再出料.

实施例3：超细橡塑填料——煤基复合功能粉体的生产：采用颚式破碎等冲击式粉碎技术将煤块(Φ＝15cm)破碎至直径为10目的煤颗粒，经过10目的滚筒筛筛分，筛下物加入到双向旋转球磨粉碎设备中进行细粉碎，筒体1体积为2000L，装有4吨的磨球17(轴承钢钢球)，其级配为：Φ20～30mm：20％，Φ30～40mm：30％，Φ40～50mm：50％，球料比为10∶1，在筒体1转速为60转/分钟，内旋转轴7转速为35转/分钟的速度下球磨1h后即可，将粉料卸出，放到球磨机下端的密闭收料仓14中，经80目振动筛筛分，筛下物储存，少量筛上物返回双向旋转球磨粉碎设备中再次粉碎，将生产出的细粉800kg装入3000L的双向旋转球磨超细粉碎机中，并加入少量功能添加剂，包括：二氧化硅8kg，氧化钙4kg，氧化镁4kg，设备中装有7吨磨球(轴承钢钢球)，其级配为：Φ5～10mm：40％，Φ10～20mm：30％，Φ20～30mm：20％，球料比8.8∶1，在筒体1转速为50转/分钟，内旋转轴7转速为35转/分钟的速度下进行超细粉碎和均匀混合，3h后停止工作，将超细粉体产品——煤基复合功能粉体卸出，放入设备下端的密闭收料仓14中，采用螺旋输送器进行输送，双层聚丙烯塑料包装袋包装。

Claims

1.一种双向旋转球磨超细粉碎装置，包括筒体[1]、筒体[1]形成的空腔[11]，与筒体[1]作相反方向旋转的内旋转轴[7]穿过空腔[11]和筒体[1]的端面盖板[3]，在空腔[11]内的内旋转轴[7]上设置搅拌装置[4]，与端面盖板[3]连接的外筒支撑件[5]对称地设置在空腔[11]外的内旋转轴[7]上，与外筒支撑件[5]相配合的外筒支撑轴承[6]和带动筒体[1]旋转的传动机构[9]分别设置在外筒支撑件[5]上，在所述的外筒支撑件[5]与内旋转轴[7]在空腔[11]外的一端之间依次设置内旋转轴承[8]和内旋转轴[7]的传动装置[12]，并在内旋转轴[7]上设置密封装置[10]，其特征在于：在筒体[1]外设置通冷却水的夹套[13]；在该筒体[1]下端设置并将筒体[1]的进/出料口密闭的密闭收料仓[14]；在筒体[1]上的任意一个进/出料口盖板上设置与抽真空装置连接的抽真空阀门[15]；在筒体[1]的内表面设置内衬[16]，在该内衬[16]内表面设置内衬板[2]。

2.根据权利要求1所述的双向旋转球磨超细粉碎装置，其特征在于：筒体[1]的内衬[16]的材料为碳钢、不锈钢、陶瓷、刚玉、氧化锆或者聚氨酯。

3.根据权利要求1所述的双向旋转球磨超细粉碎装置，其特征在于：在筒体[1]、内旋转轴[7]、传动机构[9]、传动装置[12]和密闭收料仓[14]组成的整个双向旋转球磨超细粉碎装置外设置由隔音板构成的隔音装置。

4.一种利用权利要求1、2或3所述的双向旋转球磨超细粉碎装置进行超细粉碎的方法，其特征在于：将80目以上的硬而韧且易燃爆的特殊原材料从进/出料口加入筒体[1]内后，盖上盖板后利用真空泵通过抽真空阀门[15]对筒体[1]内进行抽真空处理，启动带动筒体[1]旋转的传动机构[9]和带动内旋转轴[7]的传动装置[12]进行超细粉碎，其中筒体[1]的转速在40～70转/分钟，内旋转轴[7]的转速在20～40转/分钟；磨球[17]级配为，Φ5～10mm占总磨球质量的35％～55％、Φ10～20mm占总磨球质量的25％～35％以及Φ20～30mm占总磨球质量的20～35％；料球质量比为1∶4～1∶15；粉碎时间控制在3～6小时，在粉碎过程中的筒体夹套[13]内通冷却水，使筒体[1]的温度在25～50度；粉碎结束后先通过抽真空阀门[15]充入氮气后静止10～30分钟，然后出料到密闭收料仓[14]内。

5.根据权利要求4所述的双向旋转球磨超细粉碎方法，其特征在于：将10～80目的硬而韧且易燃爆的特殊原材料从进/出料口加入筒体[1]内后，盖上盖板后利用真空泵通过抽真空阀门[15]对筒体[1]内进行抽真空处理，启动带动筒体[1]旋转的传动机构[9]和带动内旋转轴[7]的传动装置[12]进行细粉碎，其中筒体[1]的转速在40～70转/分钟，内旋转轴[7]的转速在20～40转/分钟；磨球[17]级配为Φ20～30mm占总磨球质量的15％～25％，Φ30～40mm占总磨球质量的20～30％以及Φ40～50mm占总磨球质量的55～65％；料球质量比为1∶5～1∶20；粉碎时间控制在1～2小时，在粉碎过程中的筒体夹套[13]内通冷却水，使筒体[1]的温度在25～50度；粉碎结束后先通过抽真空阀门[15]充入氮气后静止10～30分钟，然后出料到密闭收料仓[14]内采用80目的振动筛筛分，将筛上小于80目的粗粉物料再进行细粉碎，而将筛下大于80目的细粉物料加入筒体[1]内进行超细粉碎。

6.根据权利要求5所述的双向旋转球磨超细粉碎方法，其特征在于：将小于10目以块状体、粗颗粒以及粗粉体形式存在的硬而韧且易燃爆的特殊原材料进行粗粉碎，采用筛分方式进行筛分，将小于10目的较大粗粉物料返回重新进行粗粉碎，而将细度大于10目的细粉物料加入筒体[1]内进行细粉碎.

7.根据权利要求4所述的双向旋转球磨超细粉碎方法，其特征在于：硬而韧且易燃爆的特殊原材料为青冈木炭、硫磺、氧化剂、RDX、点火药剂、金刚素、赤磷、金属硅、铝、镁、铜、铁、石英石、钛酸锶、抛光粉或中药材灵芝；其中，金刚素在粉碎时加入二氧化硅氧化钙和氧化镁的添加剂；铝、镁、铜、铁在粉碎时添加硬脂酸、硬脂酸镁、硬脂酸锌、十二烷基苯磺酸钠或十二烷基磺酸钠作为表面包覆剂。