CN103237604A

CN103237604A - 粉体的粉碎方法

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Publication number: CN103237604A
Application number: CN2011800565745A
Authority: CN
Inventors: 小泽和三; 富永治稔
Original assignee: Nisshin Engineering Co Ltd
Current assignee: Nisshin Engineering Co Ltd
Priority date: 2011-02-28
Filing date: 2011-12-12
Publication date: 2013-08-07
Anticipated expiration: 2031-12-12
Also published as: KR20140009224A; WO2012117639A1; KR101838769B1; JP5828885B2; US20130341438A1; US9327288B2; TWI508783B; JPWO2012117639A1; CN103237604B; TW201244826A

Abstract

一种粉体的粉碎方法，在粉碎室内没有粉体滞留的部位的喷射粉碎机中，利用粉碎室内产生的气流进行粉体的粉碎，其包括：混合工序（S10），在粉体中混合辅助剂；加热工序（S12），对高压气体进行加热；供给工序（S14），向所述粉碎室内供给通过所述加热工序而加热的所述高压气体；投入工序（S16），向所述粉碎室内投入规定量的在所述混合工序中混合了所述辅助剂的所述粉体，使所述粉碎室内的所述辅助剂的浓度比着火浓度低；粉碎工序（S18），利用通过从所述供给工序供给的所述高压气体在所述粉碎室内产生的气流，将所述粉体粉碎。

Description

粉体的粉碎方法

技术领域

本发明涉及使用通过粉碎室内产生的气流将粉体粉碎的粉碎装置的粉体的粉碎方法。

背景技术

目前，粉碎装置中有多种多样的原理的结构，其中，使用气流的方式的粉碎装置被称为喷射粉碎机，存在各种各样的机构。例如，利用对向喷射空气的碰撞使粉体彼此碰撞的粉碎机构及兼备分级机构喷射粉碎机，被称为流层式喷射粉碎机（参照专利文献1～3）。

另外，存在有如下：通过从相对于粉碎室的中心部倾斜配置的喷嘴向粉碎室的侧壁喷出压缩空气，使粉碎室内产生旋转气流，利用该旋转气流进行投入到粉碎室内的粉体的粉碎的旋转气流式喷射粉碎机（参照专利文献4～8）、通过从纵长的环型壳体的下部喷射高速空气而在壳体本体的粉碎室内形成高速的旋转气流，使粉体搭乘该旋转气流而相互碰撞而进行粉碎的循环式气流粉碎机（ジェットオーミル）（参照专利文献9）。

此外，碰撞式喷射粉碎机是用喷射气流加速输送粉体使其与碰撞部件进行碰撞，利用其冲击力将粉体进行粉碎的粉碎机（参照专利文献10、11参照），流动式喷射粉碎机（current jet mill）是具有使椭圆形的内部空间形成隔壁并设置粉碎区和分级区，将吹入喷射气流的喷嘴配置在粉碎区的构造的粉碎机（参照专利文献12）。

专利文献1:（日本）特开2003－88773号公报

专利文献2:（日本）特开2008－259935号公报

专利文献3:（日本）特开2000－5621号公报

专利文献4:（日本）特开2000－42441号公报

专利文献5:（日本）特开2007－196147号公报

专利文献6:（日本）特开平11－179228号公报

专利文献7:（日本）特开平6－254427号公报

专利文献8:（日本）特开2005－131633号公报

专利文献9:（日本）特开2008－212904号公报

专利文献10:（日本）特开平8－155324号公报

专利文献11:（日本）特开2000－140675号公报

专利文献12:（日本）特开昭63－72361号公报

发明内容

在如上所述的粉碎装置中进行附着性高的粉体的粉碎的情况下，存在粉体附着并堆积在装置内，在装置内发生堵塞或堆积物剥落而排出粉体的凝聚物等问题。本发明者反复进行了锐意地研究，结果想到，可适当地用于粉碎室内没有粉体滞留的部位的喷射粉碎机的粉体的粉碎方法，直至完成本发明。即，本发明的目的在于，提供一种粉体的粉碎方法，能够在粉碎室内没有粉体滞留的部位的喷射粉碎机中，将粉体更加微细地进行粉碎，且能够连续地进行粉体的粉碎。在此，所谓在粉碎室内没有粉体滞留的部位的喷射粉碎机，是指旋转气流式喷射粉碎机、循环式气流粉碎机、碰撞式喷射粉碎机、流动式喷射粉碎机。另一方面，所谓在粉碎室内有粉体滞留的部位的喷射粉碎机是指流层式喷射粉碎机，但由于在其粉碎室内有粉体滞留的部位而产生粉体的沉淀物，所以难以应用本发明。

本发明的粉体的粉碎方法为在粉碎室内没有粉体滞留的部位的喷射粉碎机中，利用粉碎室内产生的气流进行粉体的粉碎的粉体的粉碎方法，其特征在于，包括：混合工序，在粉体中混合辅助剂；加热工序，对高压气体进行加热；供给工序，向所述粉碎室内供给通过所述加热工序而加热的所述高压气体；投入工序，向所述粉碎室内投入规定量的在所述混合工序中混合了所述辅助剂的所述粉体，使所述粉碎室内的所述辅助剂的浓度比着火浓度低；粉碎工序，利用通过从所述供给工序供给的所述高压气体在所述粉碎室内产生的气流，将所述粉体粉碎。

另外，在本发明的粉体的粉碎方法中，其特征在于，所述加热工序以所述粉碎室内的温度为所述辅助剂的着火点以上且200℃以下的方式加热所述高压气体。

另外，在本发明的粉体的粉碎方法中，其特征在于，所述辅助剂为醇类或乙二醇醚类。

根据本发明，使用粉碎室内没有粉体滞留的部位的喷射粉碎机，能够将粉体更微细地进行粉碎，且能够连续地进行粉体的粉碎。

附图说明

图1是表示本发明实施方式的粉碎装置的结构的图；

图2是表示本发明实施方式的喷射粉碎机的内部结构的纵向剖面图；

图3是表示本发明实施方式的外壁支承环中的空气喷嘴及供给喷嘴的配置状态的横向剖面图；

图4是表示采用了本发明实施方式的粉碎装置的粉碎方法的流程图。

符号说明

2：粉碎装置、4：喷射粉碎机、6：供料器、8：压缩机、10：加热器、12：回收装置、20：粉碎室、22：上部圆盘部件、24：下部圆盘部件、40：粉碎区、42：分级区、50：空气喷嘴、52：供给喷嘴、54：扩散器。

具体实施方式

下面，参照附图对本发明实施方式的粉体的粉碎方法进行说明。图1是表示根据实施方式的粉体的粉碎方法使用的粉碎装置的结构的图。

如图1所示，粉碎装置2具备：喷射粉碎机4，其通过粉碎室20（参照图2）的内部产生的气流，将投入的粉体进行粉碎；供料器6，其向喷射粉碎机4投入粉体；压缩机8，其向喷射粉碎机4供给高压气体；加热器10，其将供给的高压气体加热到规定温度；及回收装置12，其回收从喷射粉碎机4排出的粉体。

供料器6内部具有未图示的螺杆，通过使该螺杆旋转，将内部收纳的粉体定量地送出。送出的粉体被投入设于喷射粉碎机4的上面的料斗36（参照图2），而供给到喷射粉碎机4的粉碎室20。另外，供料器6内所收纳的粉体是如后述事先与辅助剂混合好的粉体。

压缩机8将空气压缩而生成高压气体，经由加热器10向喷射粉碎机4的粉碎室20供给高压气体。加热器10内部具有高压气体通过的配管。在该配管内，配置有由热丝或散热片等构成的加热装置。该加热装置将在该配管内通过的高压气体加热到规定温度，并且除去高压气体中所含有的水分。另外，也可以在压缩机8和喷射粉碎机4之间，另外设置除去高压气体中所含的水分的其它脱水装置，也可以适当设置除去尘埃等的过滤器。

回收装置12用集尘器或袋滤器等捕获回收从设于喷射粉碎机4的上面的中央的出口管30（参照图2）与空气流一同被排出的、被微细地粉碎了的粉体。

接着，参照图2及图3，对本实施方式的喷射粉碎机4的结构进行说明。图2是喷射粉碎机4的包括中心轴的面的纵向剖面图，图3是表示外壁支承环中的空气喷嘴及供给喷嘴的配置状态的横向剖面图。

如图2所示，喷射粉碎机4具有圆盘形状的上部圆盘部件22及下部圆盘部件24，在上部圆盘部件22和下部圆盘部件24之间形成有粉碎室20。在上部圆盘部件22及下部圆盘部件24的外侧面，配置有圆筒状的粉碎环26，还配置有从外侧支承粉碎环26的外壁支承环28。在上部圆盘部件22的上面的中央部，设有与粉碎室20连通的圆筒形状的出口管30，在上部圆盘部件22的上面的边缘部附近，设有投入从供料器6送出的粉体的圆锥形状的料斗36。

在上部圆盘部件22的上面设有从上侧支承上部圆盘部件22、粉碎环26、外壁支承环28及出口管30的上支持板32，在下部圆盘部件24的下面，设有从下侧支承下部圆盘部件24、粉碎环26及外壁支承环28的下支持板34。另外，上支持板32和下支持板34以夹着上部圆盘部件22、下部圆盘部件24、粉碎环26及外壁支承环28的状态通过固定件29固定。

粉碎室20形成为被上部圆盘部件22、下部圆盘部件24及粉碎环26包围的圆盘状的空洞（内部空间）。粉碎室20被分割成外侧的圆环状的粉碎区40和内侧的圆环状的分级区42。粉碎区40和分级区42由分级环状通道60连通，该分级环状通道60作为形成于上部圆盘部件22的下面的环状的分级环22b和形成于下部圆盘部件24的上面的与分级环22b相对应的位置的环状的分级环24b的空间而形成。

在分级区42的出口管30的下方形成有出口空间44。分级区42和出口空间44通过出口环状通道62相连通，出口环状通道62作为形成于上部圆盘部件22的下面的环状的分级环22a和形成于下部圆盘部件24的上面的与分级环22a相对应的位置的环状的分级环24a的空间形成。

粉碎区40是沿着半径方向具有一定的空洞宽度的环状的空洞。分级区42是从外侧朝向中心空洞宽度渐增、从中途开始空洞宽度为一定的空洞。另外，分级区42的一定的空洞宽度比粉碎区40的空洞宽度大。

如图3所示，在外壁支承环28上，以等间隔且相对于外壁支承环28的外壁的切线（或中心线）倾斜地设有六个空气喷嘴50，该空气喷嘴50喷出由压缩机8供给的、由加热器10加热的高压气体。另外，在外壁支承环28上，以与空气喷嘴50大致相同的角度倾斜地设有供给喷嘴52，该供给喷嘴52喷出用于将由供料器6供给的粉体向粉碎室20内送出的被加热的空气。在供给喷嘴52的前部设有扩散器54，该扩散器54将由料斗36供给的粉体和由供给喷嘴52喷出的空气进行混合并向粉碎室20的粉碎区40供给。

另外，在喷射粉碎机4中，相对上部圆盘部件22、下部圆盘部件24、粉碎环26、出口管30、空气喷嘴50及供给喷嘴52的前端，粉体乘着高速的空气流接触或碰撞。因此，这些部件优选用塞隆等那样的硬质的陶瓷制作。

接着，参照图4的流程，对本实施方式的粉体的粉碎方法进行说明。首先，进行粉碎对象的粉体和醇类的辅助剂或乙二醇醚类的辅助剂的混合（步骤S10）。在此，使用的醇类的辅助剂或乙二醇醚类的辅助剂的种类，根据粉体的种类适当地进行选择即可。例如作为醇类可举出甲醇、乙醇、异丙基乙醇或丁醇等，作为乙二醇醚（glycol ether）类可举出二乙二醇单甲醚（Diethyleneglycol monomethyl ether）、二乙二醇二甲醚、丙二醇单甲醚、甲氧基甲基丁醇等。这些辅助剂的着火点全都在93℃以下。另外，关于辅助剂的添加量及混合方法，也是根据粉体的种类适当选择即可，但在对粉碎对象的粉体添加规定量的辅助剂后使用混合机进行混合。另外，由于被添加在粉体中的辅助剂在和粉体的混合中及混合后，其一部分会蒸发，因此，向粉碎装置2的供料器6投入粉体时，辅助剂的含量会比辅助剂的添加量减少。另外，混合机使用精密粉体混合机Hi－X（日清工程株式会社制）。

当使粉碎装置2工作时，用加热器10将通过压缩机8生成的规定压力的高压气体加热到规定的温度（步骤S12）。加热器10以粉碎室20的出口温度达到95℃左右的方式，将该高压气体加热到150℃左右。该温度是比添加在粉体中的辅助剂的着火点高的温度，担心有着火的可能性，但根据后述的理由是不会着火的。

被加热到规定的温度的高压气体从设于外壁支承环28的六个空气喷嘴50喷出，供给到粉碎室20内（步骤S14）。由此，在粉碎室内产生高速旋转气流。

如上所述，当形成被加热的高速旋转气流在粉碎室20内稳定地进行旋转的状态时，从供料器6定量地送出混合有辅助剂的粉体，经由料斗36及扩散器54投入到粉碎室20内（步骤S16）。在此，混合有辅助剂的粉体的投入量设定为在粉碎室20内辅助剂的浓度不会达到着火浓度的量。只要是粉碎室20内的辅助剂的浓度未达到着火浓度的条件，即使高速旋转气流的温度是超过辅助剂的着火点的温度，也没有着火的危险性。另外，在粉碎室20内辅助剂的浓度不会达到着火浓度的量，考虑粉碎室20的大小、从空气喷嘴50喷出的高压气体的压力及高压气体的量等而决定。

从扩散器54投入粉碎室20内的粉体利用高速旋转气流在粉碎室20内瞬间被扩散，因此，在粉碎室20内不会发生粉体的聚集而部分性地使辅助剂的浓度变高的情况，在粉碎室20内的哪个部分都能够将辅助剂的浓度保持在着火浓度以下。但是，在代替如图2所示的旋转气流式喷射粉碎机而使用流层式喷射粉碎机的情况下，由于在其内部构造上，粉碎室内有粉体滞留的部位，在此生成粉体的沉淀物，因此，不会在粉碎室内的哪个部分都能将辅助剂的浓度保持在着火浓度以下，往往会产生辅助剂的浓度高的部分多，因此，伴随有着火或爆炸的危险。

被投入粉碎室20内的粉体通过存在于粉体的微粒子间的辅助剂迅速地气化而促进分散。这样以微粒子单位被分散的粉体不会附着在构成粉碎室20的上部圆盘部件22或下部圆盘部件24等的表面而在粉碎室20内旋转，粉体相互碰撞或与粉碎区40的内壁面碰撞而被粉碎成微粉末（步骤S18）。在该情况下，由于向粉碎室20投入的粉体的量被设定为辅助剂的浓度不会达到着火浓度的量，因此，即使因为粉体碰撞其它粉体或粉碎室20的壁面而产生静电，辅助剂也不会着火。另一方面，使用流层式喷射粉碎机的情况，从和上述同样的理由考虑，当产生静电时，辅助剂有着火的危险性。

而且，被粉碎成规定的颗粒度的微细的粉体，乘着在粉碎室20的内部旋转的空气流而浮起，从粉碎区40通过分级环状通道60流入粉碎室20的分级区42。这时，粗的粒子的粉体因由旋转的空气流产生的离心力较大而积存在粉碎区40，只有被粉碎成规定的颗粒度以下的微细的粉体通过分级环状通道60流入分级区42。流入了分级区42的微细的粉体乘着在分级区40旋转的、并被粉碎区42整流的空气流而浮起，使粗的粒子的粉体留下而使规整为规定的颗粒度分布，通过出口环状通道62，从出口空间44经由出口管30排出，再由回收装置12回收（步骤S20）。另外，由于被添加的辅助剂全部气化，因此，不会包含于被回收的粉体。

根据该实施方式的粉体的粉碎方法，将作为粉碎对象的粉体在与辅助剂混合之后投入到喷射粉碎机4的粉碎室20内，并且通过已加热的高压气体在粉碎室20内形成高温的高速旋转气流，粉碎成微细的粒子，因此，能够连续地获得被微细地粉碎的粉体。

另外，在该实施方式中，以粉碎室20的出口温度为95℃左右的方式，将供给的高压气体加热到150℃左右，但这只不过是一个例子，在以粉碎室20内的旋转气流的温度为和粉体混合的辅助剂的着火点以上且200℃以下的方式加热供给的高压气体的情况下，也能够发挥同样的效果，将粉体微细且连续地进行粉碎。

另外，在上述实施方式中具备六个空气喷嘴50，但在进行附着性低的粉体的粉碎的情况下，可以将空气喷嘴50的数量适当地选择为四个或两个等，由此，增大从一个空气喷嘴50喷出的高压气体的能量，能够高效地进行粉体的粉碎。

另外，在该实施方式中使用了旋转气流式喷射粉碎机，但使用循环式气流粉碎机、碰撞式喷射粉碎机或流动式喷射粉碎机，也同样能够高效地进行粉体的粉碎。

实施例

接着，以表示具体的试验结果对该发明的实施例的粉体的粉碎方法进行说明。在该试验中，使用是加了隔热装备的粉碎装置（旋转气流式喷射粉碎机）2，通过图1的压缩机8生成压力0.7MPa、风量约0.7Nm³／min的高压气体。另外，在该试验中，作为粉碎对象的粉体，使用钛酸钡的微粉末（颗粒度分布以体积积分计，D₅₀＝0.683μm（中位径）D₁₀₀＝7.778μm（最大径）），（1）只有钛酸钡的微粉末的粉体（无辅助剂）；（2）在钛酸钡的微粉末中作为乙二醇醚系的辅助剂以质量比5%添加二乙二醇单甲醚并进行混合成的粉体（在投入粉碎室之前，质量比为4%）；（3）在钛酸钡的微粉末中作为醇系的辅助剂以质量比10%添加乙醇并进行混合成的粉体（在投入粉碎室之前，质量比为5%）。另外，向粉碎装置2的喷射粉碎机4的粉体的投入设定为250g／小时。

表1表示用出口温度3℃的粉碎装置2将上述（1）的微粉末进行粉碎结果、用出口温度95℃的粉碎装置2将（2）的混合粉体进行粉碎的结果及用出口温度95℃的粉碎装置2将（3）的混合粉体进行粉碎的结果。

[表1]

如表1所示，在（1）的情况下，在粉碎室20的内面等附着有钛酸钡的微粉末，在数十秒内扩散器54就会发生堵塞而不能进行粉碎装置2的运行。

另外，在（2）的情况下，粉体不会附着在粉碎室20内，在粉碎室20不会发生堵塞，能够连续地获得被微细粉碎的钛酸钡的微粉。被粉碎的微粉的颗粒度分布以体积积分计，D₅₀＝0.448μm、D₁₀₀＝1.375μm。

另外，在（3）的情况下，粉体不会附着在粉碎室20内，在粉碎室20不会发生堵塞，能够连续地获得被微细粉碎的钛酸钡的微粉。被粉碎的微粉的颗粒度分布以体积积分计，D₅₀＝0.472μm、D₁₀₀＝1.375μm。

根据以上的结果，在将钛酸钡的微粉末和二乙二醇单甲醚进行混合的情况及将钛酸钡的微粉末和乙醇进行混合的情况下，能够连续地进行钛酸钡的粉碎，能够连续地获得被微细粉碎的粉体。

Claims

1.一种粉体的粉碎方法，在粉碎室内没有粉体滞留的部位的喷射粉碎机中，利用粉碎室内产生的气流进行粉体的粉碎，其特征在于，包括：

混合工序，在粉体中混合辅助剂；

加热工序，对高压气体进行加热；

供给工序，向所述粉碎室内供给通过所述加热工序而加热的所述高压气体；

投入工序，向所述粉碎室内投入规定量的在所述混合工序中混合了所述辅助剂的所述粉体，使所述粉碎室内的所述辅助剂的浓度比着火浓度低；

粉碎工序，利用通过从所述供给工序供给的所述高压气体在所述粉碎室内产生的气流，将所述粉体粉碎。

2.如权利要求1所述的粉体的粉碎方法，其特征在于，所述加热工序以所述粉碎室内的温度为所述辅助剂的着火点以上且200℃以下的方式加热所述高压气体。

3.如权利要求1或2所述的粉体的粉碎方法，其特征在于，所述辅助剂为醇类或乙二醇醚类。