CN106079001B - 一种纳米竹炭粉生产工艺 - Google Patents
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Abstract
一种纳米竹炭粉生产工艺，主要分成4个阶段：材料的粗处理、超细化加工、纳米材料生产和纳米材料后续处理，材料的粗处理；先对竹炭进行挑选；然后依次进行碱洗、酸洗、水洗、溶剂浸提、烘干工艺；再在气体保护下对原料粉体进行粗粉碎加工；最后对细度为1‑5mm的粉料进行细粉碎加工；超细化加工；将30‑100μm的物料粉碎到1‑10μm的超细物料；纳米材料生产；将1‑10μm的超细物料用干法纳米冲击磨再次进行粉碎，粉碎后细度为200‑1000纳米，并在干法冲击磨进行粉碎的过程中对粉体进行钝化处理；后续处理；利用超音速气流使物料加速，将纳米粉体团聚体的打开，使物料流态化。
Description
技术领域
本发明属于竹炭制品加工技术领域，具体涉及到一种纳米竹炭粉生产工艺。
背景技术
竹炭资源的应用近几年得到了长足的发展，各种经处理的功能竹炭制品也应运而生；对竹炭进行超细粉碎的技术方案也有所出现。例如，中国发明专利公开号CN1590051A公开了一种竹炭超细粉体的加工方法及其在合成纤维中应用的技术方案；该专利申请方案采用湿法超细粉碎加工和离心式沉降分级处理，这种超细粉碎方法由于采用湿法球磨和离心沉降法需要耗用大量的水，会引起废水处理、浆料干燥等一系列的后处理工序；同时，由于竹炭浆料在压滤干燥中易结块；因此，该方法工序过程复杂，制造成本高。
为此，在现有的超细竹炭粉体加工方法基础上，寻求一种工艺简单、资源消耗少的竹炭超细粉体加工方法，制成纳米级的竹炭粉，对于开拓竹炭粉体的应用领域十分有利的。
发明内容
本发明主要是解决上述现有技术所存在的技术问题，提供一种纳米竹炭粉生产工艺。
本发明的上述技术问题主要是通过下述技术方案得以解决的：一种纳米竹炭粉生产工艺，主要分成4个阶段：材料的粗处理、超细化加工、纳米材料生产和纳米材料后续处理，其特征在于：
A、材料的粗处理：1、原料的检验：先对竹炭进行挑选，因部分竹炭在烧结环境中的彼此烧结温度不同，并不是所有的原料均为高温炭，所以要将不是高温炭的原料去除；2、然后对原料中杂质进行处理：依次进行碱洗、酸洗、水洗、溶剂浸提、烘干工艺，获得品质一样的原料粉体；3、再在气体保护下对原料进行粗粉碎加工，加工后的粉体细度为1-5mm，使用的设备为颚式粉碎机；4、最后对细度为1-5mm的粉料进行细粉碎加工，加工后的粉体细度为30-100μm，使用的设备为CWM系列超级涡流磨；
B、超细化加工：选用流化床对撞式气流磨，用气流法将30-100μm的物料粉碎到1-10μm的超细物料；粉碎时，流化床对撞式气流磨将高压气体通过超音速喷嘴加速成超音速的气流，射入粉碎区，使物料流态化，物料颗粒在高速气流所孕育的巨大动能的作用下被加速，在喷嘴交汇处发生相互冲击碰撞，从而达到粉碎目的；
C、纳米材料生产：将1-10μm的超细物料用干法纳米冲击磨再次进行粉碎，粉碎后细度为200-1000纳米，并在干法冲击磨进行粉碎的过程中对粉体进行钝化处理，钝化处理为以下三种方式之一：方式一，根据密闭粉碎腔体内的氧含量的大小和粉体纳米化的进程，在满足氧含量和纳米粉体的新生表面能的大小的条件下，达到以下一种动态平衡，粉碎腔体内的氧仅仅能满足新生表面最活跃的那部分的不完全氧化，利用氧气监控和外加氧气的技术手段使粉体在纳米化加工完成后，达到表面新生部分有一个薄氧化层，使纳米粉体的强氧化性能得以抑制，达到钝化目的；方式二，对粉体进行“惰性气体”保护处理，因在纳米材料生成过程中，随着物料的不断纳米化生成，物料的比表面积越来越大，表面能越来越大，其活跃性也呈几何基数增大，为了防止其活跃性能增大，在其生产过程中进行惰性气体保护，使其在生产过程的工况环境中的氧含量最低化，保持其特有的活跃性；方式三，对粉体进行“活性处理”，填入0.1％-10％的表面活性处理剂，使粉体纳米的新生表面马上被表面活性处理剂处理覆盖，其表面活性性能得到抑制；
D、纳米材料后续处理：利用超音速气流使物料加速，在空间中进行剪切碰撞，达到纳米粉体团聚体的打开，使物料流态化，气流速度根据物料的纳米化程度和团聚力的大小进行调节。因干法冲击磨进行粉碎后得到纳米粉体虽然其基本颗粒都达到了粉体纳米化的要求，由于其表面能及边缘效应的原因，其粉体颗粒都是紧密或松散的结合在一起，并没有体现出纳米级粉体的特性，基本上还是体现微米级粉体的特性，所以需要进行纳米材料的后续处理。
本发明与现有技术相比，具有以下优点及效果：
(1)工艺简单、资源消耗少；
(2)利用本工艺生产的竹炭粉纳米率达到99％以上。
具体实施方式
下面通过实施例，对本发明的技术方案作进一步具体的说明。
实施例：一种纳米竹炭粉生产工艺，主要分成4个阶段：材料的粗处理、超细化加工、纳米材料生产和纳米材料后续处理，其特征在于：
A、材料的粗处理：1、原料的检验：先对竹炭进行挑选，因部分竹炭在烧结环境中的彼此烧结温度不同，并不是所有的原料均为高温炭，所以要将不是高温炭的原料去除；2、然后对原料中杂质进行处理：依次进行碱洗、酸洗、水洗、溶剂浸提、烘干工艺，获得品质一样的原料粉体；3、再在气体保护下对原料进行粗粉碎加工，加工后的粉体细度为1-5mm，使用的设备为颚式粉碎机；4、最后对细度为1-5mm的粉料进行细粉碎加工，加工后的粉体细度为30-100μm，使用的设备为CWM系列超级涡流磨；
B、超细化加工：选用流化床对撞式气流磨，用气流法将30-100μm的物料粉碎到1-10μm的超细物料；粉碎时，流化床对撞式气流磨将高压气体通过超音速喷嘴加速成超音速的气流，射入粉碎区，使物料流态化，物料颗粒在高速气流所孕育的巨大动能的作用下被加速，在喷嘴交汇处发生相互冲击碰撞，从而达到粉碎目的；
C、纳米材料生产：将1-10μm的超细物料用干法纳米冲击磨再次进行粉碎，粉碎后细度为200-1000纳米，并在干法冲击磨进行粉碎的过程中对粉体进行钝化处理，钝化处理为以下三种方式之一：方式一，根据密闭粉碎腔体内的氧含量的大小和粉体纳米化的进程，在满足氧含量和纳米粉体的新生表面能的大小的条件下，达到以下一种动态平衡，粉碎腔体内的氧仅仅能满足新生表面最活跃的那部分的不完全氧化，利用氧气监控和外加氧气的技术手段使粉体在纳米化加工完成后，达到表面新生部分有一个薄氧化层，使纳米粉体的强氧化性能得以抑制，达到钝化目的；方式二，对粉体进行“惰性气体”保护处理，因在纳米材料生成过程中，随着物料的不断纳米化生成，物料的比表面积越来越大，表面能越来越大，其活跃性也呈几何基数增大，为了防止其活跃性能增大，在其生产过程中进行惰性气体保护，使其在生产过程的工况环境中的氧含量最低化，保持其特有的活跃性；方式三，对粉体进行“活性处理”，填入0.1％-10％的表面活性处理剂，使粉体纳米的新生表面马上被表面活性处理剂处理覆盖，其表面活性性能得到抑制；
D、纳米材料后续处理：利用超音速气流使物料加速，在空间中进行剪切碰撞，达到纳米粉体团聚体的打开，使物料流态化，气流速度根据物料的纳米化程度和团聚力的大小进行调节。因干法冲击磨进行粉碎后得到纳米粉体虽然其基本颗粒都达到了粉体纳米化的要求，由于其表面能及边缘效应的原因，其粉体颗粒都是紧密或松散的结合在一起，并没有体现出纳米级粉体的特性，基本上还是体现微米级粉体的特性，所以需要进行纳米材料的后续处理。
最后，应当指出，以上实施例仅是本发明较有代表性的例子。显然，本发明不限于上述实施例，还可以有许多变形。凡是依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均应认为属于本发明的保护范围。
Claims (1)
1.一种纳米竹炭粉生产工艺，主要分成4个阶段：材料的粗处理、超细化加工、纳米材料生产和纳米材料后续处理，其特征在于：
A、材料的粗处理：1、原料的检验：先对竹炭进行挑选，因部分竹炭在烧结环境中的彼此烧结温度不同，并不是所有的原料均为高温炭，所以要将不是高温炭的原料去除；2、然后对原料中杂质进行处理：依次进行碱洗、酸洗、水洗、溶剂浸提、烘干工艺，获得品质一样的原料粉体；3、再在气体保护下对原料进行粗粉碎加工，加工后的粉体细度为1-5mm，使用的设备为颚式粉碎机；4、最后对细度为1-5mm的粉料进行细粉碎加工，加工后的粉体细度为30-100μm，使用的设备为CWM系列超级涡流磨；
B、超细化加工：选用流化床对撞式气流磨，用气流法将30-100μm的物料粉碎到1-10μm的超细物料；粉碎时，流化床对撞式气流磨将高压气体通过超音速喷嘴加速成超音速的气流，射入粉碎区，使物料流态化，物料颗粒在高速气流所孕育的巨大动能的作用下被加速，在喷嘴交汇处发生相互冲击碰撞，从而达到粉碎目的；
C、纳米材料生产：将1-10μm的超细物料用干法纳米冲击磨再次进行粉碎，粉碎后细度为200-1000纳米，并在干法冲击磨进行粉碎的过程中对粉体进行钝化处理，钝化处理为以下三种方式之一：方式一，根据密闭粉碎腔体内的氧含量的大小和粉体纳米化的进程，在满足氧含量和纳米粉体的新生表面能的大小的条件下，达到以下一种动态平衡，粉碎腔体内的氧仅仅能满足新生表面最活跃的那部分的不完全氧化，利用氧气监控和外加氧气的技术手段使粉体在纳米化加工完成后，达到表面新生部分有一个薄氧化层，使纳米粉体的强氧化性能得以抑制，达到钝化目的；方式二，对粉体进行“惰性气体”保护处理，因在纳米材料生成过程中，随着物料的不断纳米化生成，物料的比表面积越来越大，表面能越来越大，其活跃性也呈几何基数增大，为了防止其活跃性能增大，在其生产过程中进行惰性气体保护，使其在生产过程的工况环境中的氧含量最低化，保持其特有的活跃性；方式三，对粉体进行“活性处理”，填入0.1％-10％的表面活性处理剂，使粉体纳米的新生表面马上被表面活性处理剂处理覆盖，其表面活性性能得到抑制；
D、纳米材料后续处理：利用超音速气流使物料加速，在空间中进行剪切碰撞，达到纳米粉体团聚体的打开，使物料流态化，气流速度根据物料的纳米化程度和团聚力的大小进行调节。
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