CN108348874A - 通过低温流体使粉末混合的设备 - Google Patents

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Abstract

本发明主要涉及一种用于通过低温流体使粉末(P)混合的设备(1)，其特征在于，该设备至少包括：用于使粉末(P)混合的室(E1‑En)，该室包括低温流体(FC)；用于供应粉末(P)以便允许将粉末(P)引入到混合室(E1‑En)中的室(A1，A2)；用于在混合室(E1‑En)中进行搅拌以允许被悬浮安置在低温流体(FC)中的粉末(P)进行混合的装置(2)。

Description

通过低温流体使粉末混合的设备
技术领域
本发明涉及制备粒状介质的领域，更确切地涉及粉末(尤其是锕系元素粉末)的混合，并且涉及它们的解凝聚/再凝聚，以便通过低温流体(也被称为低温中位数)获得高均匀性的混合物。
以特殊的方式，它适用于高密度和/或高凝聚性的粉末，诸如锕系元素粉末。优选地，本发明同样应用于锕系元素粉末的混合以允许形成核燃料，尤其是形成核燃料的芯块。
本发明同样提出了一种用于通过低温流体使粉末混合的设备，以及用于使粉末混合的相关方法。
背景技术
实施用于制备粒状介质，尤其是从锕系元素粉末来制备粒状介质，以便在通过压制成型之后形成核燃料的芯块的不同的步骤是不可或缺的，因为它在实质上影响对最终产品的微观结构的控制，而且还影响燃料芯块内的宏观方面的缺陷的存在与否。尤其地，使锕系元素粉末混合以便允许产生核燃料构成了对所获得的燃料芯块的质量进行控制的关键步骤，该步骤通常要符合微观结构和杂质方面的严格要求。
工业上、传统的以及历史上的被应用于精制核燃料的粉末冶金方法是基于混合、研磨和/或粒化的步骤，所有的步骤要进行干燥。事实上，在核工业中施加液体会引起可能难以处理的流出物的产生。另外，关于制备粒状介质以用于精制核燃料的目的而言，除了使用干燥方法的那些工艺之外，通常不使用这些方法。
为了进行粉末的混合，各种设备在现有技术中是已知的，这些设备可以根据下文所述的家族进行分解。
首先，存在没有内部介质的干相混合器的原理。这尤其可以是来自WAB公司的类型的混合器，该混合器通过包含待混合的粉末的罐的或多或少的复杂的运动而允许粒状介质的或多或少的基本上的均匀化。通常，这种类型的混合器的效率是有限的。事实上，根据待混合的粉末的类型，不均匀的区域可以存在，对此，混合物不会产生，或者最少以不正确和不允许的方式产生。这种类型的混合物的动力学通常不够复杂以产生被促进的混合物，即，在均匀性方面令人满意的混合物，而其本身不具有被促进的开发，或者在工业水平上不具有有限的混合时间。此外，在这种类型的混合器中传输到粒状介质的能量在这些凝聚体的尺寸过大的情况下(尤其在烧结步骤期间被抵消的情况下)不能实现足以达到足够程度的均匀性的解凝聚。
介质混合的原理也是已知的。根据该原理并且为了有利于混合的操作，一个或多个可移动设施可以被使用在容纳有待混合的粉末的罐内。这些可移动设施可以是叶片、涡轮、犁刀、带锯条、蜗杆等。为了改善混合，罐自身可以移动。这种类型的混合器可以比前一类的混合器更有效率，但仍然是不足的，并且受到限制。事实上，混合通过凝聚或难以控制的解凝聚而引起粒状介质的改性，这会引起粉末溢出和/或粒状介质的流动性退化。此外，用于混合的可移动设施(介质)的使用会在它涉及混合研磨粉末(诸如那些必须被应用以生产核燃料的研磨粉末)时而产生污染物(污染)。此外，所应用的可移动设施会引起在精制核燃料的情况下产生具有实质性影响的剂量流量的滞留。
还存在研磨机类型的混合器的原理。事实上，根据某些研磨机的使用模式和技术类型，可以通过共同研磨来生产粉末的混合物。从均匀性的观点来看，这种类型的操作使得能够获得令人满意的混合物，但是需要相对长的研磨时间，典型地需要数个小时，并且还会引起使粉末颗粒的尺寸减小的研磨现象。这引起了细微颗粒的产生以及比表面的改变，比表面的改变也影响了之后在使粉末混合之后使用粉末的可能性(改变了粉末的流动性、反应性(可能的氧化)、烧结性等)。在制造核燃料的架构内，通过产生细微颗粒，共同研磨的操作由于细微颗粒的滞留和分散的倾向而引起不可忽略的放射性影响。此外，堵塞现象也会被引起。
在使用这些不同类型的混合器之后，经常需要进行凝聚或粒化。另外，这些设备通常是不连续的，这可能成为工业方法中的问题。
通常，前述的混合器对于混合某些粉末(诸如锕系元素粉末)来说是不完全令人满意的，并且必须要使其遵循粒化步骤，以便获得可流动的粒状介质。
其他混合器也是已知的，它们应用多相介质，即流体-固体相。这些混合器可以分为下文描述的两个主要类别。
首先，存在液体/固体类型的混合器。这些混合器不适用于在混合器中使用的可与液相相容的粉末，或者不适用于粉末通过与流体接触而改性。而且，对于与被引入到混合器中的液体相比具有高密度的粉末来说，混合物通常是无效的或者需要大的搅拌速度。实际上，来自搅拌器底部的颗粒的脱出速度直接与构成粉末的颗粒以及允许悬浮安置的液体的颗粒之间的密度差异相关联。在这种情况下，可以使用粘性液体，但这会引起增加的能量需求，并且这与在达到湍流状态以促进混合之前粘度的增加成比例。此外，在液体/固体类型的混合器的这种情况下，也存在混合后液相和固相分离的问题。在锕系元素粉末混合物的情况下，这种类型的混合物会引起非常复杂以至于无法回收的被污染的流出物，而这是被禁止的。此外，实际上，当要混合低粒度的粉末时，不能实现完全且均匀的悬浮安置。更确切地说，为了达到最佳的均匀化，所谓的阿基米德无量纲数必须大于10(即，粘度力小于重力和惯性力)。已知构成待混合的粉末的颗粒具有相对低的直径，通常小于10μm，因此不能认为在不使用额外的混合装置的情况下使用这种类型的设备产生均匀且完全的悬浮液。在这方面，诸如在专利申请CA 2 882 302 A1中描述的技术已经被提出但是对于混合锕系元素粉末的应用仍是不可操作的，所使用的振动装置不允许相对于要实现的均匀化目标以及锕系元素粉末的特殊性而具有充分的均匀化。另外，出于控制临界的原因，不得不限制混合器的容积，以防止可能会引起超过允许的临界质量的双重负载的任何风险。事实上，在传统的液体/固体混合器中，罐的每单位容积的颗粒的密度不能太大，除非超过过大的搅拌功率，或者承受过慢的混合动力学。
最后指出，液相粉末混合器，尤其是专利申请CA 2 882 302 A1、WO 2006/0111266A1和WO 1999/010092 A1中所述类型的粉末混合器不适用于锕系元素粉末类型的粉末混合物的问题，因为它们需要过高的搅拌速度，以期望从搅拌罐底部脱出粉末并达到符合核工业所寻求的均匀性的水平。此外，即使使用了液相的辐射分解，由于待应用的粉末的性质的事实(除了待应用的粉末能够与所使用的液体发生化学相互作用的事实)，它们会再次引起工业上难以管理而且还存在临界危险的被污染的流出物。
然后，也存在气体/固体类型的混合器。这种类型的混合器是可操作的并且不会引起任何临界风险。然而，这种类型的混合器对于不具有足够的固体流态化特性的粉末来说是难以操作的，根据D.格尔达特(D.Geldart)的诸如在出版物粉末技术(PowderTechnology)，卷7，1973中所描述的分类法，这种粉末通常为C型粉末。然而，这种固体流态化特性差的特性针对粘性锕系元素粉末(诸如在用于制造核燃料时所实施的那些粉末)会出现。而且，除了就混合物中待流态化的粉末的密度而言的固体流态化方面的困难之外，气体的表面速度应该是相当大的并且至少等于固体流态化的最小速度。而且，这种类型的混合器看起来几乎不适合粘性粉末的混合并且更不用说与高密度粉末的混合。
发明内容
因此，需要提出一种新类型的用于使粉末混合的设备以用于制备粒状介质，并且尤其是用于锕系元素粉末的混合。
尤其地，同时还需要能够：
-将待混合的粉末解凝聚而不必使其特定表面改性，并且产生细微颗粒，
-将粉末混合到足以获得符合规格的粉末混合物的均匀性的水平，尤其是就均匀性而言(即，使得尤其能够获得约几立方微米至约10μm3的粒状介质内的表征单元体积(volume elementaire representatif，VER))，
-不会引起待混合的粉末的任何污染或表面的化学性质的改变、或者产生难以处理的液体流出物，
-不会引起任何特定的临界风险，
-不会引起任何特定的辐射分解的风险，
-不会引起待混合的粉末的任何加热，
-即使在混合器出现负载误差的情况下，依靠直径有限的混合器来控制临界风险，
-通过尽可能多地限制所消耗的能量完成混合操作并且该混合操作在相对于其他混合器在相对较短的时间内完成，即，对于相同数量的待混合的材料而言，与几个小时相比(对于其他混合系统诸如球磨机而言)，在大约几分钟内完成混合操作，
-具有连续的或实际上连续的混合方法。
本发明具有的目的在于至少部分地克服上文提及的需求以及与现有技术的实施方式有关的缺点。
根据本发明的一个方面，本发明具有的目的是一种用于通过低温流体使粉末(尤其是锕系元素粉末)混合的设备，其特征在于，该设备至少包括：
-包括低温流体的、用于使粉末混合的室，
-用于供应粉末以便允许将粉末引入到混合室中的室，
-用于在混合室中进行搅拌以允许被悬浮安置在低温流体中的粉末进行混合的室。
请注意，通常，这里的低温流体表示在低温下以液态保存的液化气体。这种液化气体在实施本发明的条件下对于待混合和待解凝聚的粉末而言是化学惰性的。
此外，根据本发明的用于使粉末混合的设备可以包括单独地或根据任何技术上可能的组合获得的以下特征中的一个或多个。
低温流体可包括略微氢化的液体，该略微氢化的液体为每液体分子包括至多一个氢原子的液体，该液体具有的沸点温度低于水的沸点温度。
根据本发明的第一实施例，该设备可包括混合室的、根据回转类型的运动进行混合的装置。
尤其地，根据回转类型的运动进行混合的装置可允许混合室根据三维度量的三个轴线进行运动，甚至是进行旋转。这种类型的通过回转运动进行的搅拌可尤其能够在粉末与位于混合室中的低温流体的流相的密度相比具有高密度时有利于粉末的混合。
根据本发明的第二实施例，该设备可包括：
-粉末的多个混合室，该多个混合室一个接一个地依次相继地布置，用于供应粉末以便允许将粉末至少引入到第一混合室中的室，
-多个用于对粉末的通道进行限制的系统，每个用于对通道进行限制的系统位于两个相继的混合室之间，以便对粉末从一个混合室到下一个混合室的分配进行限制。
每个混合室可在之后包括低温流体(尤其是填充有低温流体)，以及用于搅拌的装置(尤其是设置有搅拌装置)，以便允许被悬浮安置在低温流体中的粉末进行混合。
而且，搅拌装置可包括可移动混合设施，该可移动混合设施尤其是叶片、涡轮和/或具有羽绒效应的可移动设施等。
这些可移动混合设施可包括研磨设施，该研磨设施例如是球、辊等类型的。
另外，搅拌装置还可包括用于产生振动的装置，尤其是用于产生超声波振动的装置，该用于产生振动的装置尤其是超声波发生器。
此外，用于对通道进行限制的系统可包括筛网。用于对通道进行限制的系统可进一步包括膜片。
用于对通道进行限制的系统可以被调整并被构造成使得它们的通道截面根据粉末穿过多个混合室的流动而减小，如此，随着粉末的流动，第n-1个用于对通道进行限制的系统的通道截面大于第n个用于对通道进行限制的系统的通道截面。
另外，用于对通道进行限制的系统的通道截面可小于粉末的自然的流动截面，使得在这些粉末从一个混合室穿过到其他混合室时一定会被解凝聚。如此，待混合的颗粒的驻留时间在本质上是足以允许进行解凝聚的。
而且，有利地，粉末的多个混合室和多个用于对粉末的通道进行限制的系统可根据相同的竖直方向被布置，以使得允许粉末在重力作用下流动。
另外，优选地，该设备包括意在被引入到一个或多个混合室中的粉末的静电电荷系统。
尤其地，粉末的一部分可被布置成与静电电荷系统的一部分发生接触以便带有正静电电荷，以及粉末的另一部分可被布置成与静电电荷系统的另一部分发生接触以便带有负静电电荷，以便允许差异化的局部凝聚。在多于两种类型的粉末的混合的情况下，一些粉末可以带有正电荷，或者带有负电荷，或者不带电。
而且，低温流体可以是任何类型的，尤其可以是液化氮或液化氩。请注意，由于氮气的价格低廉，而且由于手套箱和为了用于精制钚基核燃料所实施的方法是用氮气来进行惰性处理并且液化氮本身就在燃料的某些操作(BET测量等)中被使用的事实，因此氮气的使用是恰当的。因此，这种类型的低温流体的使用在精制的方法中不会引起任何特定的额外风险。
尤其地，该设备可包括至少两个用于供应粉末的室，并且尤其是具有与待混合的粉末的种类数量一样多的用于供应粉末的室。
一个或多个用于供应的室可包括具有可调节供应的料斗和/或计量类型的系统，该计量类型的系统尤其是振动板或振动槽(couloirs vibrants)。
此外，根据本发明的另一方面，本发明进一步具有的目的是一种通过低温流体使粉末(尤其是锕系元素粉末)混合的方法，其特征在于，该方法借助于如上文中所限定的设备来实施，并且，该方法包括以下步骤：
a)通过一个或多个用于供应的室将待混合的粉末引入到一个或多个混合室中，
b)通过用于搅拌的装置使一个或多个混合室中的、被悬浮安置在低温流体中的粉末混合，
c)获得由粉末形成的混合物。
在第一步骤a)期间，有利地，粉末可带有不同的静电电荷，尤其在至少两种类型的粉末中存在相反的静电电荷，以便有利于差异化的局部凝聚。
根据该方法的第一实施例，该设备可包括单个混合室，并且所述混合室可通过回转类型的运动而被移动，以便允许粉末的混合。
根据该方法的第二实施例，该设备可包括粉末的多个混合室以及多个用于对粉末的通道进行限制的系统，该多个混合室一个接一个地依次相继地布置，一个或多个用于供应粉末的室允许将粉末至少引入到第一混合室中，每个用于对通道进行限制的系统位于两个相继的混合室之间，以便对粉末从一个混合室到下一个混合室的分配进行限制，每个混合室包括低温流体以及用于搅拌以允许被悬浮安置在低温流体中的粉末进行混合的装置，随后，该方法能够包括由如下方式组成的步骤，所述方式即：通过用于对通道进行限制的系统而渐进地限制粉末穿过混合室流动的通道，该用于对通道进行限制的系统根据粉末的流动而具有减小的通道截面。
根据本发明的用于使粉末混合的设备和方法可包括说明书中提到的、可单独地或者与其他特征根据任何技术上可能的组合采用的特征中的任意特征。
附图说明
在阅读以下对本发明的非限制性实施例的详细描述以及检查附图的示意性和局部视图时，本发明可以被更好地理解，在附图中：
-图1示出了对根据本发明的第一实施例的用于通过低温流体使粉末混合的设备的一般原理进行说明的简图，
-图2示意性地示出了在粉末被引入到根据图1的原理的设备的混合室中之前粉末的带有相反电荷的颗粒的凝聚，
-图3和图4分别示出了根据本发明的第一实施例的设备的两个示例，
-图5A、图5B和图5C示意性地示出了图3和图4的设备的可移动混合设施的替代性实施例，
-图6和图7图解地示出了根据本发明的设备的粉末的混合作为时间的函数发生变化的示例，
-图8示出了对根据本发明的第二实施例的通过低温流体使粉末混合的设备进行说明的简图，以及
-图9、图10和图11分别示出了在混合之前的第一类型的粉末的照片、在混合之前的第二类型的粉末的照片以及在通过根据本发明的设备和方法进行混合之后由第一和第二类型的粉末获得的混合物的照片。
在所有的这些附图中，相同的附图标记可以表示相同或相似的元件。
另外，附图中所示的各个部分不一定按照统一的比例显示，以便使附图更清晰。
具体实施方式
请注意，在下文所描述的实施例中，所讨论的粉末P是允许制造核燃料芯块的锕系元素粉末。另外，这里所讨论的低温流体是液化氮。然而，本发明不限于这些选择。
参照图1，对根据本发明的第一实施例的用于通过低温流体使粉末P混合的设备1的一般原理进行说明的简图被示出。
根据该原理，设备1包括n个数量的粉末P的混合室E1，...，En，这些混合室按照相同的竖直方向一个接一个地依次相继地布置，以使得粉末能够在重力作用下穿过混合室E1，...，En进行流通。
此外，设备1包括n-1个数量的用于对粉末P的通道进行限制的系统R1，...，Rn-1，每个用于对通道进行限制的系统R1，...，Rn-1位于两个相继的混合室E1，...，En之间，以便对粉末P从一个混合室E1，...，En到下一个混合室的分配进行限制。这种用于对通道进行限制的系统R1，...，Rn-1的示例在下文中尤其参照图3和图4被示出。
另外，设备1还包括两个用于供应粉末P的室A1和A2，这两个室尤其被设置成用于分配不同类型的粉末。
两个用于供应粉末P的室A1和A2允许将粉末P引入到第一混合室E1中，与第一室E1的低温流体FC接触。然后，粉末P相继地穿过用于对通道进行限制的系统R1，...，Rn-1和混合室E2，...，En，其中每个混合室包括低温流体FC。
另外，每个混合室E1，...，En包括用于搅拌以允许被悬浮安置在低温流体FC中的粉末P进行混合的装置2。这种用于搅拌的装置2的示例在下文中尤其参照图3和图4被提供。
两个用于供应的室A1和A2例如包括具有可调节供应的料斗，例如使用蜗杆和/或计量类型的系统，尤其是振动板或振动槽。
此外，有利地，设备1还包括被引入到混合室E1，...，En中的粉末P的静电电荷系统C+，C-。
尤其地，粉末P的被包含在用于供应的第一室A1中的一部分与静电电荷系统的正极部分C+发生接触以带有正静电电荷，而粉末P的被包含在用于供应的第二室A2中的一部分与静电电荷系统的负极部分C-发生接触以带有负静电电荷。
通过这种方式，能够实现差异化的局部凝聚，换言之，能够防止自凝聚。如图2所示，图2示意性地示出了在粉末P被引入到混合室E1，...，En中之前粉末P的带有相反电荷的颗粒的凝聚，其中待混合的两种粉末P的颗粒具有相反的静电电荷，主要通过具有不同性质并因此带有不同电荷的粉末的干预而可能会发生再凝聚。如此，这使得能够有利于按照包括待混合的粉末P的颗粒的尺寸而进行混合。
如此，本发明使用各种技术效果尤其能够实现所期望的均匀性水平，这些技术效果诸如下文所述的那些：
-至少部分地改善粉末P在其被悬浮安置在低温液体FC中时的解凝聚，
-通过使用由低温流体FC(与水相比具有低表面张力的液体)构成的液化气体来提高粉末P的润湿性，该低温流体能够被有利地使用而不使用任何难以消除的添加剂，
-通过用于搅拌的装置的运动而实现的接近完全搅拌反应堆的状态的搅拌能够或不能够使用如下所述的在悬浮液的振动中进行的安置，有利地，这些振动是不稳定的以便限制不均匀区域。
现在参照图3和图4，根据本发明的第一实施例的设备1的两个示例被示意性地示出，其原理已经在上文中参照图1进行了描述。
在这两个示例的每一个示例中，除了在上文中参照图1所描述的元件之外，设备1还包括能够驱动第一搅拌装置2a旋转的搅拌电动机5，该第一搅拌装置具有能在混合室E1，...，En中移动的混合设施2a的形式。
这些可移动混合设施2a可以包括可移动研磨设施。这些可移动混合设施2a可进一步包括叶片、具有羽绒效应(effet couette)的可移动设施、涡轮和/或叶片，这些类型的可移动设施分别在图5A、图5B和图5C中示出。在图3和图4的实施例中，可移动混合设施2a包括涡轮。
此外，在这两个示例的每一个示例中，设备1进一步包括呈用于产生超声波振动的装置的形式的第二搅拌装置2b，该第二搅拌装置包括超声波发生器2b。
另外，在图3和图4中所示的两个实施例通过所使用的用于对通道进行限制的系统R1，...，Rn-1的性质来区分。
如此，在图3的实施例中，用于对通道进行限制的系统R1，...，Rn-1包括膜片。
在图4的实施例中，用于对通道进行限制的系统R1，...，Rn-1包括筛网，更确切地是包括筛网的网眼。
在这两个示例中，用于对通道进行限制的系统R1，...，Rn-1具有能够被调节的通道截面，并且如此布置成使得它们的通道截面沿粉末P的流动的减少的方向从最大到最小进行排列。仍有利地，这些用于对通道进行限制的系统R1，...，Rn-1的通道截面小于粉末P自然流动的截面，以便在粉末P穿过这些截面之前进行强制解凝聚。
现在将根据本发明对根据本发明的第一实施例的设备1的尺寸标注的示例进行描述。
为了确定混合室E1，...，En的尺寸，尤其有必要对以下各项求值：
-可移动混合设施2a的速度，以便允许粉末P的颗粒从每个混合室E1，...，En的底部脱出，
-粉末的混合时间，
-粉末P的流量，即每单位时间能够被混合的粉末P的量。
为此，可以使用由两性离子相关关系(correlation de Zwietering)给出的方程式，即：
其中特别是：
-Nmin表示能够使粉末P的颗粒脱出的最小搅动频率，
-DT表示可移动混合设施2a的直径，
-DA表示混合室E1，...，En的直径，
-ρP表示粉末P的密度，
-ρL表示低温流体FC的密度，
-μL表示低温流体FC的粘度，
-dP表示粉末P的颗粒的直径，
-Ws表示固相和液化相之间的质量比率，百分比。
此外，还可以使用以下方程式：
Qp＝0,73.ND3，Qc＝2.Qp，tm＝3.tc，tc＝V/Qc以及P＝Np.ρ.N3.d5
其中，尤其地：
-Qp表示泵送流量，
-Qc表示流通流量，
-N表示搅拌速度，
-d表示可移动混合设施的直径，
-P代表搅拌功率。
如此，下面的表1给出了由根据本发明的设备1获得的尺寸，以便最少获得1kg/h。
设备1的特征 值
混合室E1，...，En的容积 100mL
混合室E1，...，En的直径 10cm
粉末P在悬浮液中的含量 10％
可移动混合设施的旋转频率 8s-1
可移动混合设施的直径 4cm
泵送流量 3.7.10-4m3/s
流通流量 7.5.10-4m3/s
具有10％的负载的室(A)的混合时间(tm) ～0.40s
混合能力 ～0.9kg/h
混合室的数量 4
搅拌功率 105W/m3
表1
所获得的设备1在之后具有由图6的曲线图示出的混合反应，图6的曲线图示出了混合物作为时间t的函数所发生的变化X，该函数为曲线X(t)＝A.[1-exp(-k.t)]，k是给定系数，A是混合负载，以及tm是混合时间。
有利地，一系列具有单位容积Vn的n个混合室E1，...，En被布置，使得混合室E1等的总容积V等于V＝n.Vn。
实际上，在这种情况下，总混合时间t’m小于用于容积V的混合时间tm。与图6类似地，图7的曲线图示出了混合物作为时间t(具有第一室的时间t1和第二室的时间t2以及时间t’m和tm)的函数所发生的变化X，如图7的曲线图所示，这些混合时间之间的差值和n一样大。
参照图8，还示出了根据本发明第二实施例的用于通过低温流体使粉末P混合的设备1的简图。
在该示例中，设备1包括单个混合室E1和该混合室E1的根据回转类型的运动而用于混合的装置MG。
更确切地，根据回转类型或接近回转类型的运动进行混合的这些装置MG允许混合室E1根据三维度量的三个轴线X1、X2和X3进行旋转。这种类型的通过回转运动进行的搅拌在粉末P与位于混合室E1中的低温流体FC的相的密度相比具有高密度时有利于粉末P的混合。
另外，混合室E1包括用于搅拌的装置2a，该用于搅拌的装置例如呈涡轮的形式。
能够通过本发明实现的混合物的有效性可以通过在混合之后所获得的粒状介质的均匀性来表征。如此，图9、图10和图11分别示出了在混合之前的第一类型的粉末的照片、在混合之前的第二类型的粉末的照片以及在通过根据本发明的设备1和方法进行混合之后由第一类型的粉末和第二类型的粉末获得的混合物的照片。
更确切地，图9示出了二氧化铈粉末CeO2的凝聚体，图10示出了氧化铝粉末Al2O3的凝聚体，并且图11示出了通过约30秒的混合时间并且使用包含作为混合低温流体的液化氮的单个混合室而获得的这些粉末的混合物。
尽管前述的粉末具有短的混合时间(30s)，并且以等质量(equimassique)的方式(两种粉末的质量占比相等)实施，在之后可观察到混合之后的粒状介质的良好的均匀性，如图11所示，凝聚体的尺寸接近于待混合的粉末的尺寸，在这里，该凝聚体的尺寸接近5μm。
当然，本发明不限于刚刚描述的实施例。本领域技术人员可以对其进行各种修改。

Claims (19)

1.用于通过低温流体使粉末(P)混合的设备(1)，其特征在于，所述设备至少包括：
-粉末(P)的多个混合室(E1-En)，每个混合室包括低温流体(FC)，所述多个混合室一个接一个地依次相继地布置，
-用于供应粉末(P)以便允许将所述粉末(P)至少引入到第一混合室(E1)中的室(A1，A2)，
-多个用于对所述粉末(P)的通道进行限制的系统(R1-Rn-1)，每个用于对通道进行限制的系统(R1-Rn-1)位于两个相继的混合室(E1-En)之间，以便对粉末(P)从一个混合室(E1-En)到下一个混合室的分配进行限制，每个用于对通道进行限制的系统(R1-Rn-1)能够被调节，
-用于在所述混合室(E1-En)的每个中进行搅拌以允许被悬浮安置在所述低温流体(FC)中的所述粉末(P)进行混合的装置(2，2a，2b)。
2.根据权利要求1所述的设备，其特征在于，待混合的所述粉末(P)是锕系元素粉末。
3.根据权利要求1或2所述的设备，其特征在于，所述低温流体(FC)包括略微氢化的液体，所述略微氢化的液体为每液体分子包括至多一个氢原子的液体，所述液体具有的沸点温度低于水的沸点温度。
4.根据前述权利要求中任一项所述的设备，其特征在于，所述用于搅拌的装置包括可移动混合设备(2a)，所述可移动混合设备尤其是叶片、涡轮和/或具有羽绒效应的可移动设施。
5.根据权利要求4所述的设备，其特征在于，所述可移动混合设施(2a)包括可移动研磨设施。
6.根据前述权利要求中任一项所述的设备，其特征在于，所述用于搅拌的装置包括用于产生振动的装置(2b)，尤其是用于产生超声波振动的装置，所述用于产生振动的装置尤其是超声波发生器(2b)。
7.根据前述权利要求中任一项所述的设备，其特征在于，所述用于对通道进行限制的系统(R1-Rn-1)包括筛网。
8.根据前述权利要求中任一项所述的设备，其特征在于，所述用于对通道进行限制的系统(R1-Rn-1)包括膜片。
9.根据前述权利要求中任一项所述的设备，其特征在于，所述用于对通道进行限制的系统(R1-Rn-1)被构造成使得它们的通道截面根据所述粉末(P)穿过所述多个混合室(E1-En)的流动而减小，如此，随着所述粉末(P)的流动，第n-1个用于对通道进行限制的系统(Rn-1)的通道截面大于第n个用于对通道进行限制的系统(Rn)的通道截面。
10.根据前述权利要求中任一项所述的设备，其特征在于，所述用于对通道进行限制的系统(R1-Rn-1)的通道截面小于所述粉末(P)的自然的流动截面。
11.根据前述权利要求中任一项所述的设备，其特征在于，所述粉末(P)的所述多个混合室(E1-En)和多个用于对通道进行限制的系统(R1-Rn-1)沿相同的竖直方向被布置，以使得允许粉末(P)在重力作用下流动。
12.根据前述权利要求中任一项所述的设备，其特征在于，所述设备包括意在被引入到一个或多个所述混合室(E1-En)中的粉末(P)的静电电荷系统(C+，C-)。
13.根据权利要求12所述的设备，其特征在于，所述粉末(P)的一部分与所述静电电荷系统的一部分(C+)发生接触以便带有正静电电荷，以及所述粉末(P)的另一部分与所述静电电荷系统的另一部分(C-)发生接触以便带有负静电电荷，以便允许差异化的局部凝聚。
14.根据前述权利要求中任一项所述的设备，其特征在于，所述低温流体(FC)是液化氮。
15.根据前述权利要求中任一项所述的设备，其特征在于，所述设备包括至少两个用于供应粉末(P)的室(A1，A2)，并且尤其是具有与待混合的粉末(P)的种类数量一样多的用于供应粉末(P)的室(A1，A2)。
16.根据前述权利要求中任一项所述的设备，其特征在于，一个或多个用于供应的室(A1，A2)包括具有可调节供应的料斗和/或计量类型的系统，所述计量类型的系统尤其是振动板或振动槽。
17.用于通过低温流体使粉末(P)混合的方法，其特征在于，所述方法借助于根据前述权利要求中任一项所述的设备(1)来实现，并且，所述方法包括以下步骤：
a)通过一个或多个用于供应的室(A1，A2)将待混合的粉末(P)引入到一个或多个混合室(E1-En)中，
b)通过用于搅拌的装置(2，2a，2b)使一个或多个混合室(E1-En)中的、被悬浮安置在低温流体(FC)中的所述粉末(P)混合，
c)获得由粉末(P)形成的混合物。
18.根据权利要求17所述的方法，其特征在于，在第一步骤a)期间，所述粉末带有不同的静电电荷，尤其是带有相反的静电电荷，以便有利于差异化的局部凝聚。
19.根据权利要求17或18所述的方法，其特征在于，所述方法包括由如下方式组成的步骤，所述方式即：通过用于对通道进行限制的系统(R1-Rn-1)而渐进地限制所述粉末(P)穿过所述混合室(E1-En)流动的通道，所述用于对通道进行限制的系统根据所述粉末(P)的流动而具有减小的通道截面。
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