CN102712013B - 粉体的分级方法 - Google Patents

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Abstract

一种使用分级机的粉体的分级方法，包括：将粉体和由含有10～50质量%的醇的醇水溶液构成的辅助剂混合的混合工序、将在所述混合工序中被混合的所述粉体投入所述分级机的投入工序、加热气体的加热工序、将在所述加热工序中被加热的所述气体供给到所述分级机的供给工序、在所述分级机中根据粒径对所述粉体进行分级的分级工序。

Description

粉体的分级方法
技术领域
本发明涉及对具有粒度分布的粉体在希望的分级点(粒径)高效地进行分级的粉体的分级方法。
背景技术
在将玻璃质高炉渣等的粉体分级成微粉和粗粉时，普遍采用的是预先添加醇类等的液体辅助剂的分级方法(例如，参照专利文献1)。在该分级方法中，通过将含有极性分子的辅助剂添加到粉体中，对粉体粒子的极性进行电中和，从而防止粒子相互吸附、凝集而形成粒径大的凝集粒子，防止分级效率降低。
专利文献1：(日本)特开昭64-85149号公报
可是，在今日，随着用于电子设备的电子材料、电池等的小型化及高性能化，需要对原料进行高精度的分级。但是，当用现有的分级方法进行分级时，则原料的粉体会附着在分级机内的各部分，使原料的投入口、高压气体的喷出口堵塞，因此导致分级性能的恶化，难以进行长时间的运转。
发明内容
本发明提供一种能够对粉体进行高精度分级的粉体的分级方法。
本发明的粉体的分级方法的特征在于，在使用分级机的粉体的分级方法中，包括：将粉体和由含有10～50质量％的醇的醇水溶液构成的辅助剂混合的混合工序；将在所述混合工序中被混合的所述粉体投入所述分级机的投入工序；加热气体的加热工序；将在所述加热工序中被加热的所述气体供给到所述分级机的供给工序；在所述分级机中根据粒径对所述粉体进行分级的分级工序。
根据本发明的粉体分级方法，能够使用醇水溶液作为辅助剂进行高精度的粉体分级。
附图说明
图1是表示第一实施方式所涉及的分级装置的结构的结构示意图。
图2是表示第一实施方式所涉及的分级机的内部结构的纵向剖面图。
图3是表示第一实施方式所涉及的分级机的内部结构的横向剖面图。
图4是对第一实施方式所涉及的粉体的分级方法进行说明的流程图。
图5是对第二实施方式所涉及的粉体的分级方法进行说明的流程图。
图6是表示实施例中的结果的图表。
符号说明
2分级装置；4分级机；6送料器；8第一空气压缩机；9第二空气压缩机；10第一加热器；11第二加热器；12吸入风扇；14第三加热器；16回收容器；20离心分离室；22上部圆盘状部件；24下部圆盘状部件；26投入口；29第一空气喷嘴；30第二空气喷嘴；32微粉吸入口；34排出口；40导翼
具体实施方式
下面，参照图对本发明的第一实施方式所涉及的粉体的分级方法进行说明。图1是表示被使用于该实施方式所涉及的粉体分级方法的分级装置的结构的结构示意图。
如图1所示，分级装置2具有：通过在内部产生的旋转气流对作为原料而投入的粉体进行分级的分级机4；将粉体投入分级机4的送料器6；经由第一空气喷嘴(上喷嘴)29将原料分散用的高压气体供给到分级机4的第一空气压缩机8；设置在第一空气压缩机8和第一空气喷嘴29之间，并将从第一空气压缩机8供给的高压气体加热到规定的温度的第一加热器10；经由第二空气喷嘴(下喷嘴)30将用于提高离心分离作用的效果的高压气体供给到分级机4的第二空气压缩机9；设置在第二空气压缩机9和第二空气喷嘴30之间，并将从第二空气压缩机9供给的高压气体加热到规定的温度的第二加热器11。而且，分级装置2具有：经由设置在分级机4的上部的微粉吸入口32(参照图2)将被分离到所希望的分级点以下的微粉和分级机4内的气体一起吸入并回收的微粉回收部13；通过分级机4内产生的负压将从分级机4的周围吸入的大气(常压气体)中的灰尘去除的空气过滤器15；对通过空气过滤器15的大气(常压气体)进行加热的第三加热器14；设置在分级机4的下部，并回收被离心分离的粒径大的粗粉的回收容器16。在此，微粉回收部13具有：吸入分级机4内的气体的吸入风扇12；设置在微粉吸入口32和吸入风扇12之间，并从通过微粉吸入口32的气体捕集微粉的过滤器17。
分级机4具有大致圆锥形，并设置为圆锥的顶点朝向下方。在分级机4内的上部形成有后面将详细说明的离心分离室20(参照图2)。作为分级对象的粉体从送料器6被投入到该离心分离室20。
送料器6在内部具有未图示的螺杆，通过使该螺杆旋转，能够定量地将收纳在内部的粉体送出。被送出的粉体从设置在分级机4的上面的投入口26(参照图2)投入到分级机4内。另外，收纳在送料器6内的粉体通过后述的方法被与辅助剂预先混合。
第一空气压缩机8压缩空气，生成高压气体，并经由第一加热器10将所述高压气体供给到分级机4内。而且，第二空气压缩机9压缩空气，生成高压气体，并经由第二加热器11将所述高压气体供给到分级机4内。
第一加热器10及第二加热器11在内部具有高压气体通过的配管，在该配管内设置有由热丝、散热片等构成的加热装置。该加热装置将通过该配管内的高压气体加热到规定的温度，并且除去高压气体含有的水分。另外，在第一空气压缩机8和分级机4之间以及在第二空气压缩机9和分级机4之间还可以另外设置其他的除去高压气体的含有水分的脱水装置，还可以适当地设置除去尘埃等的过滤器。
吸入风扇12将通过分级机4分离的微粉与存在于分级机4内的气体一起从设置在分级机4的上面的中央的微粉吸入口32(参照图2)吸入，通过设置在微粉吸入口32和吸入风扇12之间的过滤器17捕集微粉。在此，如果吸入风扇12吸入气体，则在分级机4内产生负压，因此，存在于分级机4的外部的常压气体、即空气通过空气过滤器15及第三加热器14被吸入分级机4内。这样，通过常压气体被吸入，分级机4的离心分离室20内形成高速旋转的旋转气流。另外，该实施方式所涉及的分级装置2具有空气过滤器15，因此，能够防止大气中的尘埃等进入离心分离室20内。而且，该实施方式所涉及的分级装置2具有对吸入的常压气体进行加热的第三加热器14，因此，能够将离心分离室20内的旋转气流的温度加热到规定的温度。第三加热器14与第一加热器10及第二加热器11相同，在内部具有常压气体通过的配管，在该配管内设置有热丝、散热片等加热装置。
回收容器16设置在分级机4的最下部，对在离心分离室20内被离心分离后沿分级机4的圆锥形状部的斜面落下的粗粉进行回收。
接下来，参照图2及图3，对实施方式所涉及的分级机4进行说明。需要说明的是，图2是沿含有分级机4的中心轴的面的纵向剖面图，图3是沿与该中心轴垂直的平面的、在离心分离室20的位置处的横向剖面图。另外，为了明确与其他的结构要素(特别是后述的第二空气喷嘴30及导翼40)的相对位置关系，分别用虚线和点划线表示本来在图3中未表示的投入口26及第二空气喷嘴30。而且，为了说明，仅图示了两个第二空气喷嘴30。
如图2所示，在分级机4内的上部以保持规定的间隔的方式设置有具有扁平的圆盘形状的上部圆盘状部件22和具有内部为空心的圆盘形的下部圆盘状部件24，在两个圆盘状部件之间形成有圆柱形的离心分离室20。在该离心分离室20的上方形成有从上述送料器6投入的粉体所通过的投入口26，并且沿上部圆盘状部件22的外周壁圆环状地形成有原料分散区域27。而且，如图3所示，在离心分离室20的外周等间隔地设置有多个导翼40，在离心分离室20的下方，沿下部圆盘状部件24的外周壁圆环状地形成有将被离心分离后从离心分离室20落下的粉体再次喷回离心分离室20内的再分级区域28。
而且，在原料分散区域27的外周壁设置有喷出从第一空气压缩机8供给的原料分散用的高压气体的第一空气喷嘴29。在此，第一空气喷嘴29设置成喷出方向与原料分散区域27的外周壁的切线方向大致相同。
而且，在再分级区域28的外周壁的上端部附近设置有喷出从第二空气压缩机9供给的、用于提高离心分离作用效果的高压气体的第二空气喷嘴30。在此，第二空气喷嘴30设置成喷出方向与再分级区域28的外周壁的切线方向大致相同。
而且，第二空气喷嘴30喷出高压气体，使从投入口26投入的粉体分散，并同时向离心分离室20内辅助性地供给气体。而且，将存在于再分级区域28内的微粉喷回离心分离室20内。另外，在本实施方式中，再分级区域28的外周壁上设置有六个第二空气喷嘴30，但这是一个例子，关于第二空气喷嘴30的设置位置、个数是有自由度的。
而且，如图3所示，可以用相对于再分级区域28的外周壁的切线的垂直方向的倾斜角α2来表示第二空气喷嘴30的第二喷嘴角度，可以使倾斜角α2适当地变化。
同样地，可以用相对于原料分散区域27的外周壁的切线的垂直方向的倾斜角α1来表示第一空气喷嘴29的喷嘴角度，优选将倾斜角α1设为45°～90°的范围。通过将倾斜角α1设为该范围，能够在防止应向微粉吸入口32方向分离的微粉与粗粉混合并经由排出口34向回收容器16方向分离方面取得较大的效果。
在离心分离室20的上部中央，设置有对通过离心分离而与粗粉分离的微粉进行吸入回收的微粉吸入口32。另外，被离心分离的粗粉从再分级区域28沿分级机4的圆锥形状部的斜面落下。从设置在分级机4的最下部的排出口34被排出并收纳到上述回收容器16内。
导翼40在离心分离室20内形成旋转气流，并调整该旋转气流的旋转速度。另外，在该实施方式中，作为一个例子，设置有十六片的导翼40。这些导翼40构成为：通过转动轴40a可转动地轴支承在上部圆盘状部件22和下部圆盘状部件24之间，并通过销40b相对于未图示的转动板(转动装置)卡合，通过使该转动板转动而能够使所有的导翼40同时转动规定角度。这样，通过使导翼40转动规定角度，并调整各导翼40的角度和间隔，能够改变在图2所示的空心箭头方向通过的常压气体的流速，甚至改变离心分离室20内的旋转气流的流速。这样，通过改变旋转气流的流速，能够改变本实施方式所涉及的分级机4的分级性能(具体来说，是分级点)。另外，如上所述，通过各导翼40的间隔的常压气体是通过第三加热器14而被加热到预先规定的温度的常压气体。
接下来，用图4所示的流程图来说明该实施方式所涉及的粉体的分级方法。首先，进行分级对象的粉体与作为液体的辅助剂的混合(步骤S10)。此时，可以根据作为分级对象的粉体的种类适当选择所使用的辅助剂的种类，但优选的是例如使用醇水溶液。作为醇，可以列举出例如乙醇。而且，醇水溶液中的醇浓度优选地为10～50质量％。
而且，关于辅助剂的添加量、混合方法，也可以根据粉体的种类适当选择，但在该实施方式所涉及的粉体的分级方法中，是在对分级对象的粉体添加了规定比率的辅助剂之后使用混合机进行混合的。而且，混合机是使用Hi-X(Hi-X200日清工程株式会社制)，根据分级对象的粉体以及使用的辅助剂的种类选择最适合的涡轮旋转速度及刮板旋转速度。而且，关于在混合机中混合的分级对象的粉体的量，也进行适当选择。另外，被添加到粉体的辅助剂在与粉体的混合中及混合后有一部分蒸发，因此，在混合粉体被投入分级装置2的送料器6时混合粉体中所含有的辅助剂的量有时比混合开始时所添加的辅助剂的量少。
使分级装置2工作，则通过吸入风扇12开始吸入气体(步骤S12)。离心分离室20内的气体从设置在离心分离室20的上部中央的微粉吸入口32被吸入，因此，离心分离室20的中央部的气压相对变低。这样，从沿离心分离室20的外周设置的各导翼40之间通过设置在第三加热器14内的配管内，从而被预先加热到规定的温度(步骤S14)的常压气体、即大气因离心分离室20内产生的负压而被吸入，并供给到离心分离室20内(步骤S16)。这样，常压气体从导翼40之间被吸入，从而形成具有根据导翼40的转动角度决定的流速的旋转气流。另外，在该实施方式所涉及的粉体的分级方法中，对被吸入的常压气体进行加热，以使离心分离室20内的旋转气流的温度达到100℃左右。
接下来，使用第一空气压缩机8及第二空气压缩机9开始向分级机4的离心分离室20内供给高压气体。从第一空气压缩机8及第二空气压缩机9喷射的高压气体分别通过第一加热器10及第二加热器11被加热到规定的温度(步骤S18)。另外，第一加热器10及第二加热器11和第三加热器14相同，对该高压气体进行加热，以使离心分离室20内的旋转气流的温度达到100℃左右。被加热到规定的温度的高压气体从设置在离心分离室20的外周壁的多个第一空气喷嘴29及多个第二空气喷嘴30喷出，并供给到离心分离室20内(步骤S20)。
通过以上步骤，形成被加热到100℃左右的高速旋转气流在离心分离室20内稳定旋转的状态，则从送料器6定量地送出的混合粉体从投入口26向离心分离室20内投入(步骤S22)。如图2所示，投入口26设置在离心分离室20的外周部的上方，因此，从投入口26投入的混合粉体与在离心分离室20内高速旋转的旋转气流向碰撞而骤然分散。此时，混在粉体的微粒子之间的辅助剂急速气化，由此促进粉体的分散。这样，以微粒子单位分散的粉体不会附着在构成离心分离室20的上部圆盘状部件22及下部圆盘状部件24等的表面，而是在离心分离室20内多次旋转，并基于粉体的粒径被分级(步骤)S24。
离心分离室20中的离心分离作用的结果是，具有所希望的分级点以下的粒径的微粉汇集到离心分离室20的中央部，并通过设置在上部圆盘状部件22及下部圆盘状部件24各自的中央部的环状凸部的效果，与由吸入风扇12吸入的气体一起被从微粉吸入口32被回收(步骤S26)。另外，具有超过分级点的粒径的粗粉通过离心分离室20中的离心分离作用汇集到离心分离室20内的外周部后，从分级区域28下落到分级机4的圆锥形状部，从排出口34被排出并收纳到回收容器16。
由此，通过在离心分离室20内旋转的高温的旋转气流和辅助剂的效果而被高效地分散的粉体不会附着在构成离心分离室20的部件等的表面，而是在离心分离室20内旋转，所希望的分级点以下的微粉与剩余的粗粉被高效地分级。另外，添加的辅助剂都气化，因此，不会包含在被回收的粉体中。
而且，在该实施方式中，虽然对供给的气流进行加热，以使分级机4内的旋转气流达到100℃左右，但是，分级机4内的旋转气流的温度不局限于100℃左右，只要是在离心分离室20内辅助剂被气化的温度即可。
下面，参照图对本发明的第二实施方式所涉及的粉体的分级方法进行说明。需要说明的是，该第二实施方式所涉及的粉体的分级方法的结构，是将第一实施方式所涉及的粉体的分级方法的混合工序变更为一边加热一边混合的结构。因此，省略对与上述分级装置2相同的结构的详细说明，只对不同部分进行详细说明。而且，对于与上述分级装置2的结构相同的结构，标以同样的符号进行说明。
图5是对第二实施方式所涉及的粉体分级方法进行说明的流程图。首先，在混合机中对分级对象的粉体和辅助剂一边加热一边混合(步骤S30)。此时，可以根据作为分级对象的粉体的种类适当选择所使用的辅助剂的种类，但优选的是例如使用醇水溶液。作为醇，可以列举出例如乙醇。而且，醇水溶液中的醇浓度优选地为10～50质量％。
然后，进行步骤S32～S40所示的处理，但这些处理分别和图4的流程图中的步骤S12～S20所示的处理相同，因此省略说明。接着，从送料器6定量地送出的混合粉体从投入口26向离心分离室20内投入(步骤S42)。此时，由于在步骤S30中被加热，因此，混合粉体以规定的温度向离心分离室20内被投入。接着，进行步骤S44及S46所示的处理，但这些处理分别和图4的流程图中的步骤S24～S26所示的处理相同，因此省略说明。
另外，关于离心分离机20内的旋转气流的温度设定，例如通过第三加热器14对被吸入的常压气体进行加热，以使在步骤S34中旋转气流的温度达到100℃左右，同样地在步骤S40中，通过第一加热器10及第二加热器11对高压气体进行加热，也能使旋转气流的温度达到100℃左右。
实施例
下面用实施例对本实施方式所涉及的粉体的分级方法进行更具体的说明。
(粉体和辅助剂的混合)
使用关东垆坶烧成品(JISZ8901试验用粉体1-11种，D50(中位径)＝2.7μm、1μm以下的比例＝50.2pop％)，对粉体添加了8质量％的辅助剂。使用10～50质量％的乙醇水溶液作为辅助剂。
将添加了辅助剂的粉体放入混合机(Hi-X200：日清工程株式会社制)，进行混合。混合机设定为涡轮转速3000转/分、刮板转速45转/分、混合机内温度80℃。而且，在一次的混合操作中使用粉体500g。
(粉体的分级)
使用分级机对通过混合机进行了混合的辅助剂和粉体的混合物进行分级。
在本实施例中，使用具有隔热装备的分级机(エアロファインクライファイアAC-20型：日清工程株式会社制)，将由图1所示的吸入风扇12吸入的风量设为2m3/分，压力设为20～50kpa。在此，通过吸入风扇12吸入的风量相当于从导翼40之间被吸入的常压气体的风量。而且，导翼40的角度设为90°(切线方向)。
而且，将通过第二空气喷嘴30喷出的高压气体的条件固定为压力0.5MPa，风量215NL(标准升)/分。另外，第二空气喷嘴30的喷嘴口径φ＝0.8mm，在再分级区域28的外周壁等间隔地设有六个第二空气喷嘴30。而且，喷嘴角度(α2)设为75°。
而且，使通过第一空气喷嘴29喷出的高压气体的条件在压力0.2～0.6MPa，风量390～560NL/分的范围内变化，并进行分级。另外，第一空气喷嘴29的喷嘴口径＝1.3mm，在原料分散区域27的外周壁等间隔地设有六个第一空气喷嘴29。而且，喷嘴角度(α1)设为75°。而且，将作为向分级机供给的原料的粉体和辅助剂的混合物的投入设定为1kg/小时。
进行分级之后，在回收容器16中对被回收的粗粉进行分析，得到如图6所示的结果。图6中表示了使用乙醇浓度为10质量％、30质量％、50质量％的乙醇溶液作为辅助剂的实施例、未用辅助剂的比较例、使用水作为辅助剂的比较例的结果。
而且，在图6所示的图表的纵轴上，以“pop％”表示五万个测定粒子中1μm以下的粒子个数的比例。即、表示粗粉中包含的1μm以下的粒子(微粉)个数的比例。而且，在图6所示的横轴上表示对投入的粉体的粗粉收取率(％)。在该图表中，在粗粉的收取率相同时，粗粉中的1μm以下的粒子个数的比例越小，表示分级性能越好。
根据图6的图表中所示的结果可知，使用包含10～50质量％的乙醇的乙醇水溶液作为辅助剂的情况与不使用辅助剂的情况及使用水作为辅助剂的情况相比具有优良的分级性能。

Claims (2)

1.一种粉体的分级方法，使用分级机对粉体进行分级，其特征在于，包括：
将粉体和由含有10～50质量％的醇的醇水溶液构成的辅助剂混合的混合工序；
将在所述混合工序中被混合的所述粉体投入所述分级机的投入工序；
加热气体的加热工序；
将在所述加热工序中被加热的所述气体供给到所述分级机的供给工序；
在所述分级机中，使与所述粉体混合的所述辅助剂气化，并且根据粒径对所述粉体进行分级的分级工序。
2.如权利要求1所述的粉体的分级方法，其特征在于，所述醇为乙醇。
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