CN1320963C - 干式粉碎系统和干式粉碎方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及干式粉碎系统和干式粉碎方法。该干式粉碎系统包括：用于干式粉碎要粉碎的材料的粉碎装置；用于将从粉碎装置获得的粉碎物分级为具有较小平均粒径的细粉和具有较大平均粒径的粗粉的第一分级装置；用于将从第一分级装置获得的粗粉分级为具有较小平均粒径的细粉和具有较大平均粒径的粗粉的第二分级装置；以及用于将从第二分级装置获得的粗粉返回到粉碎装置的返回装置。本发明能够以高效率生产具有要求平均粒径的粉末制品。
Description
技术领域
本发明涉及一种适用于生产如研磨剂或填料的干式粉碎系统；以及一种采用该系统的干式粉碎方法。
背景技术
通常，用作研磨剂或填料的陶土粉末如氧化铝粉或金刚砂，是通过粉碎具有大平均粒径(粒度)的原料粉生产的。粉碎方法大致分为分批粉碎方法和连续粉碎方法。连续粉碎方法又大致分为开路粉碎方法和闭路粉碎方法。在这些粉碎方法中，连续粉碎方法尤其是闭路粉碎方法，由于其粉碎的高效率而被广泛使用。粉碎方法包括一个干式粉碎方法和一个湿式粉碎方法。当要通过粉碎方法得到一个干制品时，多数情况下运用一个不需干燥步骤的干式粉碎方法。
一个示例性闭路干式粉碎系统在1978年10月25日Maruzen出版的“化学工程手册”的1265页有过描述。接下来将参照图4对粉碎系统进行示意性描述。
如图4所示，传统的闭路粉碎系统包括：用于干式粉碎要粉碎的材料110的粉碎装置120；用于将从粉碎装置120获得的粉碎物121分级为具有较小平均粒径的细粉131和具有较大平均粒径的粗粉132的分级装置130；以及用于使从分级装置130获得的粗粉132返回到粉碎装置120的返回装置140。
在该系统中，从分级装置130获得的细粉131被收集，粗粉132被重复粉碎，直到获得预定的平均粒径为止。上述收集的细粉应用范围广，不需进一步处理，或者根据需要进一步分级。
然而，前述的传统干式粉碎系统有时不能有效地获得具有目标平均粒径的粉末制品。
适于用作研磨剂等的氧化铝粉的平均粒径为45-90μm。在具有该平均粒径的氧化铝粉制品被进一步分级，同时氧化铝细粉是通过前述传统系统的分级装置获得的情况下，当中等尺寸压碎机用作粉碎装置时，细粉含有大量粒径大于目标粒径的颗粒；也就是说粒径落入目标粒径范围的颗粒数减少，因此生产率较低。
将粉碎机用作粉碎装置对于提高粒径落入目标粒径范围的颗粒在细粉中的数量是一种可能的解决方案。然而在这种情况下，细粉含有大量过细的颗粒，这样细粉的分级效率降低，导致生产率降低。
发明内容
考虑到前述的问题，本发明提供了一种干式粉碎系统和一种干式粉碎方法，它们能够以高效率生产具有目标平均粒径的粉末制品。
为解决前述问题，本发明人进行了广泛研究，并基于得到的结论完成本发明。
本发明提供了一种干式粉碎系统和一种干式粉碎方法，如下所述。
(1)一种干式粉碎系统，包括：
用于干式粉碎要粉碎的材料的粉碎装置；
用于将从所述粉碎装置获得的粉碎物分级为具有较小平均粒径的细粉和具有较大平均粒径的粗粉的第一分级装置；
用于将从所述第一分级装置获得的粗粉进一步分级为具有较小平均粒径的细粉和具有较大平均粒径的粗粉的第二分级装置；以及
用于将从所述第二分级装置获得的粗粉返回到所述粉碎装置的返回装置。
(2)如(1)所述的干式粉碎系统，还包括：
用于将从所述第二分级装置获得的细粉进一步分级为具有较小平均粒径的细粉和具有较大平均粒径的粗粉的第三分级装置；和
用于将从所述第三分级装置获得的粗粉返回到所述粉碎装置的返回装置。
(3)如(1)所述的干式粉碎系统，其中所述粉碎装置是一个球磨机。
(4)如(1)所述的干式粉碎系统，其中所述第一分级装置是一个空气分级器。
(5)如(1)所述的干式粉碎系统，其中所述第二分级装置是一个筛。
(6)如(2)所述的干式粉碎系统，其中所述第三分级装置是一个筛。
(7)如(5)所述的干式粉碎系统，其中所述第二分级装置包括：
用于将得到的细粉进一步分级为具有较小平均粒径的超细粉和具有较大平均粒径的细粉的分级装置；和
用于将从所述分级装置获得的超细粉返回到所述粉碎装置的返回装置。
(8)如(6)所述的干式粉碎系统，其中所述第三分级装置包括：
用于将得到的细粉进一步分级为具有较小平均粒径的超细粉和具有较大平均粒径的细粉的分级装置；和
用于将从所述分级装置获得的超细粉返回到所述粉碎装置的返回装置。
(9)如(1)所述的干式粉碎系统，还包括用于收集从所述第一分级装置获得的细粉的收集装置，和用于收集从所述第二分级装置获得的细粉的收集装置，其中，所述用于收集从所述第二分级装置获得的细粉的收集装置包括除铁装置。
(10)如(2)所述的干式粉碎系统，还包括用于收集从所述第一分级装置获得的细粉的收集装置，和用于收集从所述第三分级装置获得的细粉的收集装置，其中所述用于收集从所述第三分级装置获得的细粉的收集装置包括除铁装置。
(11)如(9)或(10)所述的干式粉碎系统，其中从所述第一分级装置获得的细粉的平均粒径为5-25μm。
(12)如(9)所述的干式粉碎系统，其中从所述第二分级装置获得的细粉的平均粒径为45-90μm，容积密度为1.7-2.3。
(13)如(10)所述的干式粉碎系统，其中从所述第三分级装置获得的细粉的平均粒径为45-90μm，容积密度为1.7-2.3。
(14)如(1)所述的干式粉碎系统，其中所述要粉碎的材料是氧化铝。
(15)一种干式粉碎方法，包括：
干式粉碎要粉碎的材料的粉碎步骤；
将从所述粉碎步骤获得的粉碎物分级为具有较小平均粒径的细粉和具有较大平均粒径的粗粉的第一分级步骤；
将从所述第一分级步骤获得的粗粉进一步分级为具有较小平均粒径的细粉和具有较大平均粒径的粗粉的第二分级步骤；和
将从所述第二分级步骤获得的粗粉返回到所述粉碎步骤的返回步骤。
(16)如(15)所述的干式粉碎方法，其中所述第二分级步骤包括：
将得到的细粉进一步分级为具有较小平均粒径的超细粉和具有较大平均粒径的细粉的分级步骤；和
将从所述分级步骤获得的超细粉返回到所述粉碎步骤的返回步骤。
(17)如(15)或(16)所述的干式粉碎方法，还包括收集从所述第一分级步骤获得的细粉的收集步骤，和收集从所述第二分级步骤获得的细粉的收集步骤，其中所述收集从所述第二分级步骤获得的细粉的收集步骤包括除铁步骤。
(18)如(15)所述的干式粉碎方法，还包括：
将从所述第二分级步骤获得的细粉分级为具有较小平均粒径的细粉和具有较大平均粒径的粗粉的第三分级步骤；和
将从所述第三分级步骤获得的粗粉返回到所述粉碎步骤的返回步骤。
(19)如(18)所述的干式粉碎方法，其中所述第三分级步骤包括：
将得到的细粉进一步分级为具有较小平均粒径的超细粉和具有较大平均粒径的细粉的分级步骤；和
将从所述分级步骤获得的超细粉返回到所述粉碎步骤的返回步骤。
(20)如(18)或(19)所述的干式粉碎方法，还包括收集从所述第一分级步骤获得的细粉的收集步骤，和收集从所述第三分级步骤获得的细粉的收集步骤，其中所述收集从所述第三分级步骤获得的细粉的收集步骤包括除铁步骤。
综上所述，本发明的干式粉碎系统的特征在于该系统包括：用于干式粉碎要粉碎的材料的粉碎装置；用于将从粉碎装置获得的粉碎物分级为具有较小平均粒径的细粉和具有较大平均粒径的粗粉的第一分级装置；用于将从第一分级装置获得的粗粉进一步分级为具有较小平均粒径的细粉和具有较大平均粒径的粗粉的第二分级装置，如果需要，第二分级装置包括用于将从第二分级装置获得的细粉进一步分级为具有较小平均粒径的超细粉和具有较大平均粒径的细粉的分级装置；以及用于将从第二分级装置获得的超细粉和粗粉返回到粉碎装置的返回装置。
本发明的干式粉碎系统优选还包括：用于收集从第一分级步骤获得的细粉的收集装置，和用于收集从第二分级装置获得的细粉的收集装置，其中用于收集从第二分级装置获得的细粉的收集装置包括除铁装置。
本发明的干式粉碎系统还包括：用于将从第二分级装置获得的细粉进一步分级为具有较小平均粒径的细粉和具有较大平均粒径的粗粉的第三分级装置，如果需要，第三分级装置包括用于将从第三分级装置获得的细粉进一步分级为具有较小平均粒径的超细粉和具有较大平均粒径的细粉的分级装置；以及用于将从第三分级装置获得的超细粉和粗粉返回到粉碎装置的返回装置。
在干式粉碎系统具有前述结构的情况下，该系统优选还包括：用于收集从第一分级装置获得的细粉的收集装置，和用于收集从第三分级装置获得的细粉的收集装置，其中用于收集从第三分级装置获得的细粉的收集装置包括除铁装置。
在本发明的干式粉碎系统中，优选地，粉碎装置是一个球磨机，第一分级装置是一个空气分级器，第二和第三分级装置分别是一个筛。
从第一分级装置获得的细粉优选平均粒径为5-25μm。从第二或第三分级装置获得的细粉优选平均粒径为45-90μm，容积密度为1.7-2.3。要粉碎的材料优选陶瓷材料如氧化铝或金刚砂，尤其优选氧化铝。
本发明的干式粉碎方法的特征在于该方法包括：干式粉碎要粉碎的材料的粉碎步骤；将从粉碎步骤获得的粉碎物分级为具有较小平均粒径的细粉和具有较大平均粒径的粗粉的第一分级步骤；将从第一分级步骤获得的粗粉分级为具有较小平均粒径的细粉和具有较大平均粒径的粗粉的第二分级步骤，如果需要，第二分级步骤包括将从第二分级步骤获得的细粉进一步分级为具有较小平均粒径的超细粉和具有较大平均粒径的细粉的分级步骤；以及将从第二分级步骤获得的超细粉和粗粉返回到粉碎步骤的返回步骤。
本发明的干式粉碎方法优选还包括：收集从第一分级步骤获得的细粉的收集步骤；和收集从第二分级步骤获得的细粉的收集步骤，其中收集从第二分级步骤获得的细粉的收集步骤包括除铁步骤。
取代收集从第二收集步骤获得的细粉的收集步骤，所述干式粉碎方法还包括将从第二分级步骤获得的细粉进一步分级为具有较小平均粒径的细粉和具有较大平均粒径的粗粉的第三分级步骤，如果需要，第三分级步骤包括将从第三分级步骤获得的细粉进一步分级为具有较小平均粒径的超细粉和具有较大平均粒径的细粉的分级步骤；以及将从第三分级步骤获得的超细粉和粗粉返回到粉碎步骤的返回步骤。
在这种情况下，所述干式粉碎方法优选包括：收集从第一分级步骤获得的细粉的收集步骤；和收集从第三分级步骤获得的细粉的收集步骤，其中收集从第三分级步骤获得的细粉的收集步骤包括除铁步骤。
附图说明
图1示出根据本发明的第一实施例的干式粉碎系统和干式粉碎方法；
图2为容积密度测量使用的一个系统的示意图，该系统在此处进行描述；
图3示出根据本发明第二实施例的干式粉碎系统和干式粉碎方法；以及
图4为传统的干式粉碎系统和干式粉碎方法。
具体实施方式
第一实施例
接下来将要参照图1描述根据本发明第一实施例的干式粉碎系统和采用该干式粉碎系统的干式粉碎方法。
如图1所述，本实施例的干式粉碎系统包括：用于干式粉碎要粉碎的材料10的粉碎装置20；用于将从粉碎装置20获得的粉碎物21分级为具有较小平均粒径的细粉31和具有较大平均粒径的粗粉32的第一分级装置30；用于将从第一分级装置30获得的粗粉32进一步分级为具有较小平均粒径的细粉51和具有较大平均粒径的粗粉52的第二分级装置50，如果需要，第二分级装置50包括用于将从第二分级装置50获得的细粉51进一步分级为具有较小平均粒径的超细粉和具有较大平均粒径的细粉的分级装置(未示出)；以及用于将从第二分级装置50获得的超细粉(未示出)和粗粉52返回到粉碎装置20的返回装置70。
本实施例的干式粉碎系统还包括用于将从第一分级装置30获得的细粉31作为“细粉制品”收集的细粉制品收集装置40；和用于将从第二分级装置50获得的细粉51作为“粗粉制品”收集的粗粉制品收集装置60。优选地，粗粉制品收集装置60包括用于将铁成分从细粉51中去除的除铁装置(未示出)。
此处使用的术语“细粉制品”和“粗粉制品”分别指的是一种具有较小平均粒径的粉末制品和一种具有较大平均粒径的粉末制品，该粉末制品通过使用本实施例的系统生产。
本实施例的干式粉碎方法使用前述的系统，该方法包括干式粉碎要粉碎的材料10的粉碎步骤；将从粉碎步骤获得的粉碎物21分级为具有较小平均粒径的细粉31和具有较大平均粒径的粗粉32的第一分级步骤；将从第一分级步骤获得的粗粉32进一步分级为具有较小平均粒径的细粉51和具有较大平均粒径的粗粉52的第二分级步骤，如果需要，第二分级步骤包括将从第二分级步骤获得的细粉51进一步分级为具有较小平均粒径的超细粉和具有较大平均粒径的细粉的分级步骤；以及将从第二分级步骤获得的超细粉和粗粉52返回到粉碎步骤的返回步骤。本干式粉碎方法优选还包括收集从第一分级步骤获得的细粉31的收集步骤，和收集从第二分级步骤获得的细粉51的收集步骤，其中收集从第二分级步骤获得的细粉51的收集步骤包括除铁步骤。
在本实施例中，对要粉碎的材料10没有特别限定。材料的实例包括陶瓷材料如氧化铝和金刚砂。优选粉末状的材料。
氧化铝粉末在多种产品中使用。例如，当氧化铝粉末作为填料结合进入树脂组成物中时，粉末能够赋予该组成物高耐磨性和高透明性。适于制造氧化铝粉末的原料的特例包括电熔氧化铝。
对于从第一分级装置30获得的细粉制品和从第二分级装置50获得的粗粉制品的物理特性没有特别限定。这些制品的物理特性根据例如其使用来适当决定。
从第一分级装置30获得的细粉制品的平均粒径优选落在5-25μm的范围内，优选10-20μm。
当细粉制品的平均粒径低于5μm时，粗粉32中的超细颗粒数量增加，粗粉32被再次分级的第二分级步骤的分级效率不合适地降低。相反，当细粉制品的平均粒径超过25μm时，细粉制品中粒径落入目标粒径范围的颗粒的数量减少，要收集的粗粉制品不合适地减少。
此时，从第二分级装置50获得的粗粉的平均粒径优选落在45-90μm的范围内，更优选在55-75μm。粗粉制品的容积密度优选落在1.7-2.3的范围内，更优选落在1.8-2.1。
在粗粉制品的平均粒径低于45μm的情况下，当制品被作为填料结合进入树脂组成物中时，该制品在组成物中的分散性遭到破坏，造成树脂组成物的特性恶化(如组成物的不均匀性)。相反，在粗粉制品的平均粒径超过90μm的情况下，当制品被作为填料结合进入树脂组成物中，该组成物可能包含尺寸大于所得树脂层的厚度的颗粒，这样树脂层的特性可能恶化；例如，树脂层的表面平滑性可能恶化。在粗粉制品的容积密度低于1.7的情况下，当制品被作为填料结合进入树脂组成物中时，粉末制品的填充性能差。在粗粉制品的容积密度超过2.3的情况下，要粉碎的材料在粉碎装置20中的停留时间必须延长，造成过度粉碎和生产效率低。
此处使用的“平均粒径”通过激光衍射测量法测定，该方法在“JIS R6002：1998-3，试验方法类型a)筛选试验法”中有详述，“容积密度”通过“JIS R 6126-1970”详述的方法测定。具体地说，“平均粒径”和“容积密度”采用如下方法测定。
1.平均粒径的测定(JIS R 6002，筛选试验方法)
1.1装置和标准试样
1.1.1试验装置：Ro-Tap试验装置(敲击率：156电击/分钟，转速：290rpm)
1.1.2筛：使用试验筛，每个试验筛的内径为200mm，内深为45mm。
1.1.3标准试样：校正筛选结果的标准试样为褐色铝研磨剂，该研磨剂被分级为不同粒径等级的标准粒径分布，并给出基准值。
1.2步骤
筛选试验通过下述步骤进行。
a)称一个试样(100g)。
b)规格为JIS Z 8801(如“JIS Z 8801试验筛”，每个筛直径200mm，高度45mm，为Iida Seisakusho公司出品)的不同网眼尺寸的试验筛，被置于试验装置中，使得试验筛依照从下到上网眼逐渐增大的顺序堆叠在一个接纳盘上。
c)试样置于最上部的试验筛，通过试验装置摇动该试验筛5分钟。
d)测量仍然留在每个筛或接纳盘上的一部分试样的质量，精确到0.1g。在试样的总质量为99.0g或更低的情况下，重新进行试验。
1.3计算
计算上述试样的被筛选的部分的质量百分比。
1.4使用标准试样进行校正
根据标准试样对如此计算出的数值进行校正，并将如此校正的值作为测量值。
2.容积密度的测定(JIS R 6126)：
2.1收集试样(约120mL)并干燥。
2.2试验方法
2.2.1装置：采用图2所示的试验装置，包括一个漏斗141，一个止动件142，一个圆筒143，以及一个支承件144，每个部件的尺寸如图2所示(单位：mm)。各个部件的材料如下所述。
漏斗141：不锈钢
止动件142：黄铜
圆筒143：黄铜(由一个无缝黄铜管和一个黄铜底部形成)
(上述部件的尺寸和形状不受图2的限定，可以为任何合适的尺寸。)
2.2.2步骤
(1)圆筒143的容积使用蒸馏水进行测量，精确到0.1mL。
(2)漏斗141的出口使用止动件142进行封闭，试样(约120mL)置于漏斗内，接着圆筒143直接置于漏斗141下方。
(3)将止动件142从漏斗移走，这样导致全部试样落入圆筒143。位于圆筒143边缘上方的任何试样部分由一个金属板收集，同时金属板与圆筒143的上端部接触，使得金属板与圆筒143上端之间的角度为30-45°。随后，圆筒内的试样被精确称量，精确到0.1g。
(4)试样重复包括上述步骤(2)和(3)的循环3次。当在3个循环中测定的试样的最大和最小重量的差异为1.0g或更高时，试样再次进行该循环，直到试样三个最大和最小重量之间的差异低于1.0g，此时三个重量在容积密度计算时使用。
2.2.3计算
容积密度通过以下公式进行计算。
容积密度＝{(W1+W2+W3)/3}÷V(g/mL)
W1，W2，W3：各个循环中测定的包含在圆筒内的试样重量(g)
V：圆筒容积(mL)
对粉碎装置20没有特别限定，只要该装置能够粉碎要粉碎的材料10即可。粉碎装置20能够根据例如需要的粉末制品的物理特性来适当进行选择。
例如，当生产平均粒径为5-25μm的细粉制品和平均粒径为45-90μm且容积密度为1.7-2.3的粗粉制品时，优选地，采用通常称为“粉碎机”的粉碎设备作为粉碎装置。更具体地说，优选球磨机。当球磨机用作粉碎装置时，可高效生产具有前述物理特性的细粉制品和粗粉制品。从设备成本的角度看，球磨机较为有利，因为它是价格不贵的粉碎机。
对第一分级装置30没有特别限定，只要该装置能够对从粉碎装置20获得的粉碎物21进行分级即可。分级装置的示例包括一个空气分级器和一个筛。优选空气分级器，因为它能够对细粉31进行高效分级；也就是说对细粉制品具有高收集效率。
对于第二分级装置50没有特别限定，只要该装置能够对从第一分级装置30获得的粗粉32进行分级即可。分级装置的示例包括一个空气分级器和一个筛。优选筛，因为它能够对细粉51进行高效分级；也就是说对粗粉制品具有高收集效率。
从细粉51(粗粉制品)清除铁成分的除铁装置的示例包括一个磁性分离器。当设置有该除铁装置时，在如粉碎步骤或分级步骤期内进入粉末的铁成分能够被从该粉末中清除，这样可生产出含有很少量杂质的高质量粗粉制品。
如果需要，可在收集细粉31(细粉制品)的细粉收集装置40中设置与上面类似的除铁装置。
在本实施例的干式粉碎系统和采用该系统的干式粉碎方法中，从第一分级装置30获得的细粉31作为“细粉制品”被收集，粗粉32通过第二分级装置50进一步分级为细粉51和粗粉52，得到的细粉51作为“粗粉制品”被收集。
综上所述，在本实施例中，两种具有不同平均粒径的粉末制品用两种不同的步骤进行收集。如此收集得到的“细粉制品”和“粗粉制品”可用于不同用途。每个如此收集的粉末制品含有大量粒径落入目标粒径范围的颗粒；也就是说，粉末制品可高效生产。因为在粗粉32通过分级从含有超细颗粒的细粉31中分离后，粗粉32进一步通过第二分级装置50被分级，超细颗粒对粗粉32的分级的负面影响降低。因此，不会发生由于超细颗粒的出现而导致第二分级步骤中的分级效率降低的情况。
这样，本实施例的系统可高效生产具有目标平均粒径的粉末制品(如，平均粒径为5-25μm的细粉，平均粒径为45-90μm且容积密度为1.7-2.3的粗粉)。
本实施例的系统使用粉碎设备(如，球磨机)作为粉碎装置20。因此，该系统可高效率地生产容积密度占其真比重42-58％的粗粉制品；也就是说，具有高容积密度(如容积密度为1.7-2.3的氧化铝粗粉制品(该制品的真比重：3.98))的粗粉制品。
当用作原料的氧化铝(如电熔氧化铝)使用本实施例的系统进行干式粉碎时，可高效地生产具有适于用作如研磨剂或填料的物理特性的氧化铝粉末。特别地，使用本实施例的系统生产的氧化铝粉末制品在树脂中的兼容性优良。因此，当粗粉制品作为填料加入树脂组成物中时，具有高填充率，并且得到的树脂组成物具有高透明性。
第二实施例
接下来参照图3说明根据本发明第二实施例的干式粉碎系统和采用该系统的干式粉碎方法。对应于第一实施例的各个部件使用相同附图标记，重复的地方不再赘述。
本实施例的干式粉碎系统和第一实施例的不同之处在于，该系统包括用于将从第二分级装置50获得的细粉51进一步分级的第三分级装置80，细粉51在该实施例中不被收集，而是被分级为具有较小平均粒径的细粉81和具有较大平均粒径的粗粉82，第三分级装置80如果需要包括将从第三分级装置80获得的细粉81进一步分级为具有较小平均粒径的超细粉和具有较大平均粒径的细粉的分级装置(未示出)；以及用于将从第三分级装置80获得的超细粉(未示出)和粗粉返回到粉碎装置20的返回装置100。
取代用于将从第二分级装置50获得的细粉51作为粗粉制品收集的粗粉制品收集装置，本实施例的系统包括用于将从第三分级装置80获得的细粉81作为粗粉制品收集的粗粉制品收集装置90。在第一实施例中，粗粉制品收集装置90优选包括用于从细粉81中将铁成分清除的除铁装置(未示出)。
对第三分级装置80没有特别限定，只要该装置能够对从第二分级装置50获得的细粉51进行分级即可。第三分级装置的示例包括一个空气分级器和一个筛。优选筛，因为它对细粉81的分级效率高；也就是说，对粗粉制品的收集效率高。
本实施例的干式粉碎方法与第一实施例的区别之处在于，该方法包括：一个将从第二分级步骤获得的细粉51进一步分级为具有较小平均粒径的细粉81和具有较大平均粒径的粗粉82的第三分级步骤，第三分级步骤如果需要包括一个将从第三分级步骤获得的细粉81进一步分级为具有较小平均粒径的超细粉和具有较大平均粒径的细粉的分级步骤；和一个将从第三分级步骤获得的超细粉和粗粉82返回到粉碎步骤的返回步骤。
在本实施例中，从第二分级装置50获得的细粉51进一步分级为细粉81和粗粉82，并且细粉81作为粗粉制品被收集。因此，本实施例除了可获得第一实施例的效果外，还具有以下效果：可生产出具有更稳定的粒径分布的粗粉制品，并且粗粉制品中落入目标粒径范围的颗粒的数量进一步增大。
实施例
通过举例进一步描述本发明。
(示例1)
闭路干式粉碎是通过使用类似于第一实施例的干式粉碎系统实施的。
粗粉碎电熔氧化铝(粒径：2mm或更小)用作要粉碎的材料。一个内容积为0.5m3的振动球磨机(粉碎介质：氧化铝球，填充率：70％)用作粉碎装置。一个强制涡流空气分级器(型号：MS-4，Hosokawa Micron公司出品)和一个圆形振动筛分别用作第一分级装置和第二分级装置。干式粉碎系统的与粉末接触的部分(如，一个单元或一个空气导管)涂有一个衬里(由氧化铝和橡胶形成)，该部分要承受相当大的磨损。这种衬里可减少粉末制品中的金属杂质量。
首先，要粉碎的材料以800kg/h的速度穿过振动球磨机。这样粉碎出的制品通过第一分级装置(转速：450rpm，空气体积：120m3)进行分级，这样产出平均粒径为16μm的粗粉制品。随后，粗颗粒通过具有网眼尺寸为125μm的筛的第二分级装置去除，得到平均粒径为61μm、容积密度为1.87的粗粉制品。粗粉制品的生产率为72％。这样，在该示例中，可以高效率生产具有目标平均粒径的粉末制品。
(示例2)
闭路干式粉碎是通过使用类似于第二实施例的干式粉碎系统来实施的。
粗粉碎电熔氧化铝(粒径：2mm或更低)用作要粉碎的材料。内容积为1.0m3的风动转动式球磨机(粉碎介质：氧化铝球，填充率：45％)用作粉碎装置。一个强制涡流空气分级器(型号：MS-1，Hosokawa Micron公司出品)用作第一分级装置。一个面内(in-plane)筛用作第二和第三分级装置。
首先，要粉碎的材料以250kg/h的速度穿过转动式球磨机。这样粉碎出的制品通过第一分级装置(转速：1,100rpm，空气体积：15m3)进行分级，这样产出平均粒径为11μm的细粉制品。随后，粗颗粒通过具有网眼尺寸为250μm的筛的第二分级装置去除。此外，粗颗粒通过具有网眼尺寸为106μm的筛的第三分级装置去除，细颗粒通过具有网眼尺寸为45μm的筛的第三分级装置去除，由此实现了尺寸调整，并且产出平均粒径为58μm、容积密度为1.93的粗粉制品。通过第三分级装置生产的粗粉制品的生产率为69％。这样，在该示例中，可以高效率生产具有目标平均粒径的粉末制品。
通过第三分级装置生产的粗粉制品通过使用鼓形磁性分离器进行除铁处理，由此使制品中的铁含量从240ppm降低到10ppm或更少。
(示例3)
闭路干式粉碎是通过使用类似于第一实施例的干式粉碎系统来实施的。
粗粉碎电熔多铝红柱石(粒径：1mm或更低)用作要粉碎的材料。内容积1.0m3的风动转动式球磨机用作粉碎装置。一个强制涡流空气分级器(型号：MS-1，Hosokawa Micron公司出品)和一个圆形振动筛分别用作第一分级装置和第二分级装置。
首先，要粉碎的材料以250kg/h的速度穿过转动式球磨机。这样粉碎出的制品通过第一分级装置(转速：750rpm，空气体积：15m3)进行分级，由此产出平均粒径为20μm的细粉制品。随后，粗颗粒通过具有网眼尺寸为150μm的筛的第二分级装置去除，细颗粒通过具有网眼尺寸为53μm的筛的第二分级装置去除，因此实现了尺寸调整，并且产出平均粒径为74μm、容积密度为1.83的粗粉制品。通过第二分级装置生产的粗粉制品的生产率为74％。这样，在该示例中，可以高效率生产具有目标平均粒径的粉末制品。
(比较示例)
闭路干式粉碎是通过使用图3所示的干式粉碎系统来实施的。
粗粉碎电熔氧化铝(粒径：2mm或更低)用作要粉碎的材料。内容积为0.5m3的振动球磨机(粉碎介质：氧化铝球，填充率：70％)用作粉碎装置。一个圆形振动筛用作分级装置。为使得到的细粉形成一制品，采用一个强制涡流空气分级器(型号：MS-1，Hosokawa Micron公司出品)作为附加分级装置。
首先，要粉碎的材料以800kg/h的速度穿过振动球磨机。随后，粗颗粒通过具有网眼尺寸为125μm的筛的分级装置去除，由此产出平均粒径为45μm的细粉。此外，细颗粒通过强制涡流空气分级器(转速：900rpm，空气体积：15m3)去除，由此产出平均粒径为63μm、容积密度为1.95的粉末制品。制品的生产率为48％。
工业适用性
本发明提供了一种干式粉碎系统和一种干式粉碎方法，它们能够以高效率生产具有目标平均粒径的粉末制品。
Claims (16)
1.一种干式粉碎系统，包括：
用于干式粉碎要粉碎的材料的粉碎装置；
用于将从所述粉碎装置获得的粉碎物分级为具有较小平均粒径的细粉和具有较大平均粒径的粗粉的第一分级装置；
用于将从所述第一分级装置获得的粗粉进一步分级为具有较小平均粒径的细粉和具有较大平均粒径的粗粉的第二分级装置；以及
用于将从所述第二分级装置获得的粗粉返回到所述粉碎装置的返回装置，
其中所述第二分级装置包括：
用于将得到的细粉进一步分级为具有较小平均粒径的超细粉和具有较大平均粒径的细粉的分级装置；和
用于将从所述分级装置获得的超细粉返回到所述粉碎装置的返回装置。
2.一种干式粉碎系统，包括：
用于干式粉碎要粉碎的材料的粉碎装置；
用于将从所述粉碎装置获得的粉碎物分级为具有较小平均粒径的细粉和具有较大平均粒径的粗粉的第一分级装置；
用于将从所述第一分级装置获得的粗粉进一步分级为具有较小平均粒径的细粉和具有较大平均粒径的粗粉的第二分级装置；
用于将从所述第二分级装置获得的粗粉返回到所述粉碎装置的返回装置；
用于将从所述第二分级装置获得的细粉进一步分级为具有较小平均粒径的细粉和具有较大平均粒径的粗粉的第三分级装置；和
用于将从所述第三分级装置获得的粗粉返回到所述粉碎装置的返回装置，
其中所述第三分级装置包括：
用于将得到的细粉进一步分级为具有较小平均粒径的超细粉和具有较大平均粒径的细粉的分级装置；和
用于将从所述分级装置获得的超细粉返回到所述粉碎装置的返回装置。
3.根据权利要求1或2所述的干式粉碎系统，其特征在于，所述粉碎装置是一个球磨机。
4.根据权利要求1或2所述的干式粉碎系统，其特征在于，所述第一分级装置是一个空气分级器。
5.根据权利要求1或2所述的干式粉碎系统，其特征在于，所述第二分级装置是一个筛。
6.根据权利要求2所述的干式粉碎系统，其特征在于，所述第三分级装置是一个筛。
7.根据权利要求1所述的干式粉碎系统，其特征在于，还包括用于收集从所述第一分级装置获得的细粉的收集装置，和用于收集从所述第二分级装置获得的细粉的收集装置，其中，所述用于收集从所述第二分级装置获得的细粉的收集装置包括除铁装置。
8.根据权利要求2所述的干式粉碎系统，其特征在于，还包括用于收集从所述第一分级装置获得的细粉的收集装置，和用于收集从所述第三分级装置获得的细粉的收集装置，其中所述用于收集从所述第三分级装置获得的细粉的收集装置包括除铁装置。
9.根据权利要求7或8所述的干式粉碎系统，其特征在于，从所述第一分级装置获得的细粉的平均粒径为5-25μm。
10.根据权利要求7所述的干式粉碎系统，其特征在于，从所述第二分级装置获得的细粉的平均粒径为45-90μm，容积密度为1.7-2.3。
11.根据权利要求8所述的干式粉碎系统，其特征在于，从所述第三分级装置获得的细粉的平均粒径为45-90μm，容积密度为1.7-2.3。
12.根据权利要求1或2所述的干式粉碎系统，其特征在于，所述要粉碎的材料是氧化铝。
13.一种干式粉碎方法，包括：
干式粉碎要粉碎的材料的粉碎步骤；
将从所述粉碎步骤获得的粉碎物分级为具有较小平均粒径的细粉和具有较大平均粒径的粗粉的第一分级步骤；
将从所述第一分级步骤获得的粗粉进一步分级为具有较小平均粒径的细粉和具有较大平均粒径的粗粉的第二分级步骤；和
将从所述第二分级步骤获得的粗粉返回到所述粉碎步骤的返回步骤，
其中所述第二分级步骤包括：
将得到的细粉进一步分级为具有较小平均粒径的超细粉和具有较大平均粒径的细粉的分级步骤；和
将从所述分级步骤获得的超细粉返回到所述粉碎步骤的返回步骤。
14.根据权利要求13所述的干式粉碎方法，其特征在于，还包括收集从所述第一分级步骤获得的细粉的收集步骤，和收集从所述第二分级步骤获得的细粉的收集步骤，其中所述收集从所述第二分级步骤获得的细粉的收集步骤包括除铁步骤。
15.一种干式粉碎方法，包括：
干式粉碎要粉碎的材料的粉碎步骤；
将从所述粉碎步骤获得的粉碎物分级为具有较小平均粒径的细粉和具有较大平均粒径的粗粉的第一分级步骤；
将从所述第一分级步骤获得的粗粉进一步分级为具有较小平均粒径的细粉和具有较大平均粒径的粗粉的第二分级步骤；
将从所述第二分级步骤获得的粗粉返回到所述粉碎步骤的返回步骤；
将从所述第二分级步骤获得的细粉进一步分级为具有较小平均粒径的细粉和具有较大平均粒径的粗粉的第三分级步骤；和
将从所述第三分级步骤获得的粗粉返回到所述粉碎步骤的返回步骤，
其中所述第三分级步骤包括：
将得到的细粉进一步分级为具有较小平均粒径的超细粉和具有较大平均粒径的细粉的分级步骤；和
将从所述分级步骤获得的超细粉返回到所述粉碎步骤的返回步骤。
16.根据权利要求15所述的干式粉碎方法，其特征在于，还包括收集从所述第一分级步骤获得的细粉的收集步骤，和收集从所述第三分级步骤获得的细粉的收集步骤，其中所述收集从所述第三分级步骤获得的细粉的收集步骤包括除铁步骤。
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Legal Events
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| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C14 | Grant of patent or utility model | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |
Granted publication date: 20070613 |
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