CN101513594A - 粉碎并分散液体中固体颗粒的方法 - Google Patents

Abstract

一种粉碎并分散液体中固体颗粒的方法，它在于利用特别设计的机器对含有固体颗粒的液体进行处理。该机器通过机械旋转方式在液体中产生空泡群，在强大的空泡冲击力作用下，粉碎固体颗粒，同时将颗粒分散在液体中。

Description

粉碎并分散液体中固体颗粒的方法

技术领域

本发明涉及对液体中固体颗粒加工工艺，特别是涉及用机械方法产生空化现象，并以此对液体中颗粒进行处理的方法。

背景技术

液体中固体颗粒处理是个基础的化工单元操作，主要目的是粉碎固体颗粒及均匀分散在液体中。该工艺应用的非常广泛，例如油漆、涂料就是将颜料分散在溶剂中，在诸多粉体生产中的打浆研磨工序。目前常用的加工工艺是用分散机、球磨机、砂磨机处理浆料，但是由于固体颗粒被粉碎时表面能增加，导致严重的团聚现象。以钛白粉生产为例，在钛白煅烧后的窑下品经粉碎、打浆分散研磨、后处理、干燥后即为钛白粉成品，其中制浆用均质机进行分散、研磨主要用砂磨机。但目前工艺使用均质机和砂磨机有几个问题：首先是研磨效率低、能耗大；其次是是粒子团聚非常严重，即使加入了分散剂效果也不好。这些因素是由均质机和砂磨机特点决定的，均质机是利用机械的剪切磨擦分散钛白浆料，砂磨机是由磨砂在机械力的带动下研磨钛白浆料，主要是靠砂之间的磨擦将钛白粉碎，每粒钛白在较长的时间需要经过很多次剪切研磨，每次磨擦破坏钛白晶体同时增大其表面，而整体上钛白粒子为无序运动，随着时间的增加，钛白粒子吸附更小颗子，所以团聚也就越来越多。到目前为迄，钛白工业的研磨工艺还是普遍采用砂磨机，而流行的改进方法是添加分散剂，以降低钛白的表面能阻止团聚，但是效果并不理想。通常颗粒在液体中的粒径大小和分散程度是最重要的指标，由于液体中固体颗粒的处理是个通用工艺，因此迫切需要一种新的方法提高液体中固体颗粒处理效率，并减少粒子团聚现象。

在某些特殊情况下，离心机内的叶片会损坏。这是因为高速旋转的叶片对流经它表面的水有拉伸作用，水内部的压力骤降产生微小气泡，气泡寿命极短，下次压缩作用就将它们坍塌。气泡坍塌时会产生具有极大压力的冲击波。当冲击波在其传播途径中遇到障碍物时，很容易损坏障碍物表面，这就是气蚀现象，也称为“空化效应”。微小气泡又称空泡，它爆裂产生的巨大冲击力能完全击碎水中固体颗粒，而且粉碎在瞬间完成，同时产生振动作用加强了水中固体颗粒的均匀分布。生产中经常使用的均质机也会产生空化现象，但是它产生的数量和强度均很小，均质机主要还是利用机械剪切力将物质粉碎。

发明内容

本发明方法在于对液体中固体颗粒用“空化效应”的冲击力进行处理，粉碎颗粒并促使其均匀分布在液体中。

本发明是利用特殊设计的空泡发生器实现的。

空泡发生器能在液体中产生空泡群，它是由具有特别设计的定子和转子及腔体组成，当含固体颗粒的液体经过转子时，由于转子的拉伸作用，内部压力会骤降，导致液体因蒸气压降低及溶解其中的气体会因压力降低而引发大量的空化气泡群，空泡瞬间崩溃闭合。每秒钟内会有数以百万计的空泡产生和坍塌，因此它所造成的强大冲击力将液体中的固体颗粒粉碎，同时产生强烈的扰动和混合作用，促使颗粒均匀分布在液体中。

附图说明

图1是空泡发生器的结构图

具体实施方式

实例1：钛白粉生产中取砂磨机前的钛白浆料100公斤，其含固量668g/L(TiO2)，粒度分布90％的平均粒径D(0，9)49μm，加入分散剂六偏磷酸钠，加入量为0.13％，常温下用泵送至处理量为10m³/h的空泡发生器中，循环2分钟，从机器流出物取样分析。与未进空泡发生器的空白样对比，处理后的粒度分布90％的平均粒径D(0，9)0.9μm，48h粒度分布不变化，而空白样5min后即出现明显的团聚现象，粒度分布90％的平均粒径D(0，9)35μm。

实例2：取200公斤普通醇酸树酯油漆，它100％通过800目筛，常温下用泵送至处理量为10m³/h的空泡发生器中，循环操作三次，从机器流出物取样分析，其粒度为100％通过5000目筛。

Claims (4)

1、一种粉碎固体颗粒并使其分散于液体中的方法，其特征在于将混有固体颗粒的液体浆料进入空泡发生器，利用空泡冲击力完成对固体颗粒粉碎及使颗粒分散于液体中。

2、根据权利要求1所述的空泡发生器是由动力驱动的，它由经过特殊设计的定子、转子及腔体组成的，它在运转状态下会在通过的溶剂中引发微小空化气泡群。

3、根据权利要求1所述的液体是水或有机溶剂，或者二者混合物。

4、根据权力要求1所述待处理的液体中固体颗粒粒径为5毫米为以下，优选为1毫米以下。

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