CN106269139B - 一种提高气流磨颗粒加速性能的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种提高气流磨颗粒加速性能的方法。针对如何实现气流磨中颗粒有效加速的技术问题，本发明采用超音速流场和电场耦合加速的方式来提高气流粉碎中物料颗粒加速性能，具体包括以下要点：1）将物料粗碎至3mm以内；2）气流磨中的超音速喷管采用绝缘材料制造，并在喷管出口套上环形铁块；3）气流磨粉碎腔中超音速喷管呈对称分布，粉碎腔中心设置一块冲击靶；4）喷管出口的环形铁块和冲击靶分别赋上正负电压。本发明实现了多场耦合的颗粒加速，为进一步提高气流磨的粉碎强度和粉碎效率提供了技术支撑。通过本工艺的过程控制可使物料的粉碎强度提高至1.5‑3倍，物料粒度可达到亚微米级甚至纳米级，有效的提高物料的附加价值。

Description

一种提高气流磨颗粒加速性能的方法
技术领域
本专利涉及粉体加工领域，具体涉及一种提高物料颗粒加速性能的新方法。
背景技术
超细粉体技术是20世纪70年代中期发展起来的新兴学科，超细粉体几乎应用于国民经济的所有行业。
目前，国内外超细粉体加工技术手段主要有机械粉碎（高速机械冲击式磨机、立磨、球磨机、介质搅拌磨、振动磨等）和气流粉碎（气流磨）两种方式；机械粉碎技术具有成本低、粉体产量较大等特点，但无法满足超细粉体粒度范围的要求；气流粉碎技术具有粉体粒度细、粒度分布较窄和纯度高等特点，但也存在着产品能耗高、成本大、单机处理能力低等缺点；空气气流磨能耗高、单机处理能力低主要由两个原因造成：第一，能量转化过程中能“质”的降低：因为气流粉碎中物料粉碎的能量来自高速气流，物料的超细粉碎主要是依靠高速气流带动物料颗粒进行加速运动，高速气流需要通过空压机压缩后获得，因此需要消耗大量的电能，此过程中能量品质降低；第二，物料颗粒在气流磨粉碎腔高速气流流场中未得到有效加速，与其它机械粉碎过程相比，气流粉碎能耗高，仅不到20%的能耗用于有效粉碎，因此大大降低了物料颗粒粉碎效率；另外值得注意的是，尽管气流磨是目前加工物料粒度能达到最细的粉碎设备，加工后的产品粒度可达到10μm以下，但对于亚微米级甚至纳米级粉体产品的加工和制备受现有技术发展的影响，目前尚未见到相关报道。
因此在气流磨技术的基础上，降低能耗的同时进一步提高其粉碎强度对于制备亚微米级或纳米级粉体具有重要的意义。
发明内容
本发明目的是提供一种提高气流磨颗粒加速性能的方法，通过流场和电场的耦合加速作用，不仅可以显著改善大量物料颗粒无法在核心区域加速的缺点，同时对于提高物料颗粒的加速性能，增强气流磨的粉碎强度，降低粉碎成本具有重要意义。
一种提高气流磨颗粒加速性能的方法，具体包括以下步骤：
1）采用粗碎机将烘干后的物料粗碎加工至粒径小于3mm，粗碎后的颗粒作为气流磨的进料口的物料。
2）物料进入进料口后，通过静电发生器对物料赋上正电荷或负电荷，物料采用混流加速式直接送入超音速喷管内进行加速，并在喷管出口的环形铁块和冲击靶之间的加速区域受到超音速气流和电场力的耦合作用下进行加速，直至物料与冲击靶进行碰撞粉碎。
3）粉碎后的物料通过分级机进行分级，通过调节分级机频率获得相应粒度的物料颗粒，不符合粒度要求的物料进入粉碎腔速度场再次进行加速粉碎。粉碎压力控制在0.3-1.5MPa，分级机频率控制在10-50HZ，环形铁块与冲击靶之间的电压差控制在10KV-90KV。
4）分级后的物料颗粒通过静电消除器，进入袋式除尘器进行收集，收集后的物料进入储料仓。
由于采用了以上的技术方案，本发明具有以下的有益效果：
1）可以显著改善大量物料颗粒在核心加速区域分布特点，提高物料在核心加速区域的颗粒群碰撞机率与粉碎效率。
2）显著提高颗粒与冲击靶的碰撞速度，有利于亚微米级或纳米级粉体的制备。
3）大大提高了制备粉体的附加价值。
附图说明
为了更清楚说明本发明，下面结合附图对实施案例做简单的介绍。
图1是本发明的工艺流程图。
具体实施方式
实施例一
参看图1，一种提高气流磨颗粒加速性能的方法，具体包括以下步骤：烘干后的工业固体废弃物（如粉煤灰、固硫灰等）经过粗碎系统1破碎至3mm以内，粗碎后的颗粒作为气流磨进料口2的入口物料，在入料过程中通过静电发生器3对工业固废颗粒赋上正电荷，工业固废颗粒采用混流加速式直接送入超音速喷管4内进行加速，物料颗粒进入喷管出口的环形铁块和冲击靶5之间的加速区域时，在超音速流场的拖拽力和电场力耦合作用下进行加速，直至物料与冲击靶5进行碰撞粉碎，粉碎后的物料通过分级机6进行分级，通过调节分级机频率获得相应粒度的工业固废超细粉体，不符合粒度要求的固废粉体进入粉碎腔速度场再次进行加速粉碎，分级后的物料颗粒通过静电消除器7，进入袋式除尘器8进行收集，收集后的物料进入储料仓9，通过本方法可实现工业固废（如粉煤灰、固硫灰等）的加工粒度达到10-100纳米级，大大提高工业固废资源化利用的附加价值。
实施例二
参看图1，一种提高气流磨颗粒加速性能的方法，该方法也可应用于非金属矿的加工，具体包括以下步骤：非金属矿（如云母、石膏等）经过粗碎系统1破碎至3mm以内，粗碎后的颗粒作为气流磨进料口2的入口物料，在入料过程中通过静电发生器3对非金属矿颗粒赋上正电荷，非金属矿颗粒采用混流加速式直接送入超音速喷管4内进行加速，物料颗粒进入喷管出口的环形铁块和冲击靶5之间的加速区域时，在超音速流场的拖拽力和电场力耦合作用下进行加速，直至物料与冲击靶5进行碰撞粉碎，粉碎后的物料通过分级机6进行分级，通过调节分级机频率获得相应粒度的非金属矿粉体，不符合粒度要求的粉体进入粉碎腔速度场再次进行加速粉碎，分级后的非金属矿物料颗粒通过静电消除器7，进入袋式除尘器8进行收集，收集后的物料进入储料仓9，通过本方法可实现非金属矿的加工粒度达到10-100纳米级，实现非金属矿高附加值的利用。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以作出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (4)

1.一种提高气流磨颗粒加速性能的方法，其特征在于，包括：
1）物料粗碎至3mm以内，送入气流磨进料口，通过静电发生器对物料赋上正电荷或负电荷；
2）物料采用混流加速式直接送入超音速喷管内进行加速，物料从喷管出口加速运动至冲击靶过程中受超音速气流和施加在喷管出口与冲击靶之间电场的共同作用下加速；
3）粉碎后的物料通过分级机进行分级，通过调节分级机频率获得相应粒度的物料颗粒，不符合粒度要求的物料进入粉碎腔速度场再次进行加速粉碎；
4）分级后的物料颗粒通过静电消除器，进入袋式除尘器进行收集，收集后的物料进入储料仓。
2.根据权利要求1所述的一种提高气流磨颗粒加速性能的方法，其特征在于，所述的超音速喷管采用陶瓷材料制造，并在喷管出口套上环形铁块；粉碎腔中心的冲击靶采用硬度高的合金材料制成；在喷管出口套的环形铁块和冲击靶之间连接电源，环形铁块为正极，冲击靶为负极。
3.根据权利要求1所述的一种提高气流磨颗粒加速性能的方法，其特征在于，所述的分级机其转速采用变频控制，分级机采用接地方式防止静电集聚。
4.根据权利要求2所述的一种提高气流磨颗粒加速性能的方法，其特征在于，正极为0V，负极为-10KV至-90KV。
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