CN1039068A - 细粉碎物质微粒表面处理方法 - Google Patents

Abstract

实施包裹方法的装置，其特征是其中包括：离心粉碎机(1)，待包裹无机材料进料斗(2)，固态脂肪酸进料斗(5)，热空气回路(7，6)和分级装置(8)。

Description

本发明涉及细粉碎物质微粒表面处理方法。

许多工业领域特别是塑料业用无机填料混入基质塑料中，特别是采用碳酸钙，其颗粒先用混有或未混脂肪酸酯的脂肪酸进行表面处理。

碳酸钙细粉平均粒度常为1～5μm，上限达6～25μm。

这些细粉的表面处理方法是让其微粒表面裹上脂肪酸（单独或与脂肪酸酯相混），在介质中进行，其中：

在足够高的温度下存在液态脂肪酸，

存在良好分散在热空气中的颗粒并作旋流运动，这样可保证碳酸钙颗粒均匀牢固地吸收液态脂肪酸，在接触物质之间进行部分化学反应，并在颗粒表面形成硬脂酸钙薄层，其处理结果取决于处理时的物理条件和原料的性质。

因此已知方法包括第一阶段进行干燥，粉碎后将原料分级而获得最终粒度符合要求的干粉，之后在第二阶段包裹粉粒和进行表面处理。

为此应采用多种装置，其中包括：

1）干燥/粉碎装置（必要时还进行分级）;

2）粉碎后的粗粉分级装置;

3）包裹/最终粉粒表面处理装置;

这就使得这些已知方法操作时间长并且耗费高。

FR-A-1562280公开了同时进行块状粘土和包裹有机物质混合所得细粉干燥和粉碎的装置，其中该混合物与热气同时通入，使空气穿过粉碎机即可缩小细粉粒度。

但是，该专利证实不能得到足够细的碳酸钙细粉，这特别是因为粉碎机实际上只能将碳酸盐分成粒径大于25μm的粗颗粒。那些可能合格的颗粒又分散在空气中并从旋风分离器中瓢出而损失掉。

另外，FR-A-1583182又公开了滑石防水剂制法。将该防水剂产品与粗态即粗滑石粉混合，此混合物在近于或最好是高于该防水剂产品（链烷烃）熔点的温度下形成流化床并在转动微粒机中进行气体粉碎处理。

但是，该法及其装置具有明显的缺点：

在进行包裹处理之前实现流化床必须先将矿物破碎成粉（相同粒径）并必须设置流量和温度控制机构，这就会大大提高装置的价格，

所得最细粉粒径不小于10μm，这不宜用在PVC中。

另一方面，包裹碳酸盐颗粒的另一特点是其湿度，应不低于0.5%并优选为0.1%左右。必须达到这一条件才能使颗粒进行良好的流化并避免结块，否则就不宜用在PVC中。

本发明目的是对上述装置及其中所实施方法的改进，其中仅经一次处理即可得到粒径1～25μm，包裹有硬脂酸钙和硬脂酸且其最大湿度为0.5%左右的碳酸钙粒粉。

本发明另一目的是用硬脂酸类脂肪酸连续包裹碳酸钙的方法，这种方法中将预先粉碎过的湿碳酸钙与块状固态脂肪酸混合，然后将该湿混合物送入横通加热装置加热过的空气的粉碎机中，其特征是：

碳酸盐粒和酸块尺寸小于1cm;

粉碎为超细微粒化;

热空气于至少70～120℃左右高温下以旋流运动引入微粒机中，热空气作用是混合和均化混合物，液化脂肪酸，并迅速干燥碳酸盐，致使碳酸钙粒在第一阶段粉碎并干燥，而在第二阶段再粉碎得更细并与液态脂肪酸密切接触后均化;

一部分空气从微粒机中抽出并再循环到加热装置中，另一部分则将包裹颗粒先带入分级装置，其中分出最粗颗粒，然后将最细颗粒引入干燥料斗中;

另一方面将最粗颗粒直接循环送入湿混合物进料（3）中以将其重新粉碎，并预热混合物和降低湿度。

本发明再一目的是可实施所述包裹方法的装置，其中包括碳酸钙进料斗，固态脂肪酸进料斗，离心微粒粉碎机，热空气回路，颗粒分级器，循环管，干燥导管和料斗，而其特征是热空气导管包括一个再循环环路，该颗粒循环管直接接入碳酸钙进料斗，并且提供流量控制装置（空气流量，颗粒流量，温度，湿度，压力控制）以保证装置连续工作而不受混合物湿度影响，并使最终产品特性保持恒定。

另一方面，该装置特点是脂肪酸进料斗经剂量机构连入碳酸盐进料斗。

本发明方法是在微粒粉碎机中将粒径1cm左右的湿载体制成的预粉碎无机材料和固态脂肪酸混合，分成基本上相同尺寸的块状，粉碎机由至少70～120℃热旋流空气流穿过，这取决于原料的性质及其湿度。

本发明方法在包括以下元件的装置中进行：

装有固化脂肪酸进料装置的粉碎机连入无机材料进料斗，而该料斗也连入粉碎机，

空气加热装置，

大颗粒静止的选择器，该颗粒循环送入粉碎机，

动力分级器用以分拣微粒化，干燥和包裹的粉末并循环粒径大于预定极限的颗粒。

作为例子，用唯一的附图举例说明本发明方法实施装置。

从图中可看出该装置包括已知型号的离心粉碎机1，由与料斗3连接的无端螺杆2进料。

料斗3中装有用以进行包裹或处理的无机材料，随载体送来并已进行过粗略预粉碎，但没进行干燥。所谓“预粉碎”意指粉碎后颗粒粒径1cm左右。由于未进行干燥，其湿含量可能达到5～10%或更高。

在料斗3中连有无端螺杆4，此螺杆又与第二料斗5相连。该料斗5中装有硬脂酸，常温下为固态。硬脂酸也粉碎成实际上与待包裹材料颗粒相同的尺寸的颗粒。无端螺杆4流量可调，而这构成了计量机构，用以将物料按硬脂酸要求比例送入料斗2。

在粉碎机1底部连有热空气管道6，从热空气源7连接而来，其中空气加热至要求温度，为70～120℃。这温度是根据料斗3中所装无机材料的湿度和硬度确定的;该材料越湿，空气就更应加热。在待包裹材料为碳酸钙的情况下，湿度为5%时热空气温度实际上应达到80℃，而湿度为10%时应为110℃。

引入料斗3中的脂肪酸量取决于其孔隙率，吸收能力和比表面积。优选的是，应调节至微粒化粉的饱和极限以下，其方式应：

使粉在包裹后不会结块，并应具有足够的流动性而易于被夹带，分散在空气中，并在粉碎机出口处分级，

使脂肪酸不致于过量地从粉碎机底部流出。

在硬脂酸和碳酸钙情况下，脂肪酸量为碳酸盐的0.6～1.5%。

此外，该装置还包括送入的粗颗粒静止分拣器，已知是装在粉碎机1顶部，还包括分级器8用以再循环粗颗粒并将包裹后的微粒粉送入干燥料斗9中。

优选的是，热态粗颗粒再循环是经管道12直接连入料斗3，其中装有混合物。这样安排可特别改善湿碳酸钙的干燥。

表面处理实际上是与粉碎同时进行的。热空气干燥碳酸钙，液化硬脂酸，再借助离心作用铺满粉碎机内园筒。上升的热空气流夹带的材料颗粒强烈地冲击壁板，并逐渐粉碎和微粒化，其中迅速与温度很高的液态脂肪酸接触。

粉碎机中上升空气流的旋流速度可保证微粒化碳酸钙所要求的密切混合和均化。

本发明欲解决的主要问题准确地说是进行碳酸钙的干燥。事实上，要求碳酸钙颗粒在进行包裹之前实际上应完全干燥，因为在硬脂酸与无机物质接触时，可形成硬脂酸钙层，从而阻止颗粒内存留的湿含量不致于释放出来。因此干燥应很迅速，优选的是在微粒机的第一个三分之一内进行。

因此必须向该装置通入大量高温热空气。但是另一方面，又不可能无限地提高空气流量，因为颗粒在微粒机中的停留时间应最短才能达到要求尺寸。

根据本发明解决了该问题，其中设置了将热空气循环送入加热装置的管道10，用以再加热空气，或在再加热器下游于微粒机入口处。其中部分热空气进行循环，而另一部分则将颗粒带入分级器后经管道11送入干燥料斗中，这可同时达到很大的干燥空气流量，以及更小的传送空气流量。

另一方面，为控制空气，碳酸盐，和酸的流量以及颗粒湿含量，还在管道中设置测量装置（温度，压力，湿度和流量测量器）以及流量控制装置（阀门13）。

经验表明可一步实现：

无机材料的干燥，

微粒化粉碎至尺寸达到5μm左右，

严密而规则的表面处理，

从而更便宜地得到良好的产品。

Claims (2)

1、用硬脂酸类脂肪酸连续包裹碳酸钙的方法，这种方法中将预先粉碎过的湿碳酸钙与块状固态脂肪酸混合，然后将该湿混合物送入横通加热装置加热过的空气的粉碎机中，其特是：

碳酸盐粒和酸块尺寸小于1cm；

粉碎为超细微粒化；

热空气于至少70～120℃左右高温下以旋流运动引入微粒机(1)中，热空气作用是混合和均化混合物，液化脂肪酸，并迅速干燥碳酸盐，致使碳酸钙粒在第一阶段粉碎并干燥，而在第二阶段再粉碎得更细并与液态脂肪酸密切接触后均化；

一部分空气从微粒机中抽出并再循环到加热装置中，另一部分则将包裹颗粒先带入分级装置(8)，其中分出最粗颗粒，然后将最细颗粒(11)引入干燥料斗(9)中；

另一方面将最粗颗粒直接循环(12)送入湿混合物进料(3)中以将其重新粉碎，并预热混合物和降低湿度。

2、实施权利要求1包裹方法的装置，其中包括：

碳酸钙进料斗（3），

固态脂肪酸进料斗（5），

离心微粒粉碎机（1），

热空气回路（7，10），

颗粒分级器（8），

碳酸盐循环管（12），

干燥导管（11）和料斗（9），

其特征是热空气导管包括一个再循环环路（10），该颗粒循环管直接接入碳酸/钙进料斗，并且提供流量控制装置（空气流量，颗粒流量，温度，湿度，压力控制）以保证装置连续工作而不受混合物湿度影响，并使最终产品特性保持恒定。