CN1878613A - 一种用于高度分散粉末的工业生产方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及细分散粉末的工业生产，其中将要粉碎的材料与高压工作气体混合成气体—固体颗粒悬浮物，气体—固体颗粒悬浮物经加速喷嘴(8)输送到逆流喷射粉碎器(9)的粉碎室进行自生粉碎。所述方法是已知的，其中被粉碎的气体—固体颗粒悬浮物在粉碎循环中至少被输送到一个中间罐(12)，在那里从混合物中除去气体，固体颗粒被收集到中间罐(12)中，该固体颗粒被送回与新原材料一起进行粉碎，直到设备中达到所需循环运载量为止，然后流程继续进行，使当从中取出一定量的制好产品时，加入相同量的新材料。

Description

一种用于高度分散粉末的工业生产方法

技术领域

本发明涉及一种根据独立权利要求1的前序部分所述的方法，通过该方法可以最经济、有效和可靠地生产出比过去要精细的加工工业所需粉末、涂覆剂(coating agent)和颜料。

背景技术

当前，通常使用基于一阶段原理的不同类型的微粉化方法，通过这种方法可生产出加工工业所需的固体粉末、涂覆剂和颜料。在基于一阶段原理的装置中，高压能工作气体、压缩空气、蒸汽或一些保护气体用作粉碎能量。

通常，一种通常配备有机械转子的内置气动分选器作为基于阶段原理的微粉化装置的主要部分。总体而言，以阶段原理工作的流程起这样的作用，即，在一个步骤中向流程供给将要粉碎的材料，其中例如通过仅为9巴或甚至16巴的工作气体使将要粉碎的微粒/颗粒在分开的气体喷嘴中具有加速动能，结果，材料被粉碎到一定程度。显然，无论高压能工作气体如何，在颗粒中产生的动能仍然相当小，粉碎效果很差。尤其难以用一阶段技术生产这样的产品，具体而言，以矿业为例，其尺寸在0.2-5微米的范围的微粒。这样，大大地增加了能量的消耗/成本，并且使设备的生产能力下降。

根据一阶段原理运行的粉碎法的工作条件变得很差，因为在颗粒的尺寸变得更小的同时，用配备有转子的气动分选器分选颗粒变得相当困难，因为尺寸小于5微米的大量颗粒表现得几乎和气体一样。

采用一阶段流程工作的装置通常被构造成使粉碎和分选在同一地方进行，这些装置也通过大量的气体连接在一起。这样不好，因为无论在流程的哪个部分有一点微小的变化都会对流程的其他部分产生有害的影响。在基于一阶段原理的现有装置中的这类限制大大地限制了这样的可能性，即要求经济且有效地生产出工业所需的固体颗粒最终产品，并使其平均细度达到0.2-5.0微米。

发明内容

本发明的目的在于克服上述缺点，这可根据本发明独立权利要求1的特征部分所述的方法来实现。

本发明的其他特征在从属权利要求中公开。

根据本发明的方法，将要粉碎的材料从双阀进料器进给到逆流喷射粉碎器。在双阀进料器的中间罐中，使用了高于实际粉碎压力的进给压力。当双阀进料器的下阀打开时，逆流喷射粉碎器的工作气体的流动被短暂地切断或阻断。该措施保证了将低容积密度的原料有效地送到逆流喷射粉碎器的平衡罐，在平衡罐的端部形成由原料和高能工作气体构成所需气体—固体颗粒悬浮物。借助于经济地形成的1-8巴的工作气体进行原料的粉碎，这视具体情况而定。所产生的气体—固体颗粒悬浮物可以有效地运用二个阶段的流程。

在气体—固体颗粒悬浮物中包含的动能可在一小空间中有效地在不同的粉碎室单元中使用和利用，在那里小颗粒以可控方式处于高能颗粒的影响范围内。在必要时，这是通过在粉碎室中使用不同类型的加速喷嘴来实现的。例如，可在一个单元中使用传统的加速喷嘴，而在另一个单元中使用配备有气体出口孔的加速喷嘴。这些的单元可生产出粒度不同的各类产品，换句话说，这样可以将能量集中用在某些颗粒尺寸的生产上或限制某些颗粒尺寸的生产。

在分离的粉碎单元中粉碎的产品可被保持分离状态或结合并储存在中间罐中，该中间罐被构造在一个或若干个粉碎影响范围内。中间储存的功能是用质量监控来控制循环运载量。这样，在粉碎循环中自生地形成0.2-5.0微米超细颗粒需要很大的循环运载量，较好的办法是在常规粉碎设备外形成循环运载所需的量。

短暂储存在中间罐但处于循环中的原料容积密度增大，这有利于其有效地返回到逆流喷射粉碎器。

在粉碎循环中形成所需循环运载量之后，开始从中间罐或多个中间罐中取出为最终产品的原料。由于所有将要粉碎的原料运动通过逆流喷射粉碎器的粉碎室，将要粉碎的颗粒停留在粉碎流程中的时间最短为1个粉碎循环周期，最长可为所选的周期数例如为7个循环周期，一个或多个中间罐的大小使循环运载量甚至相当大，并具有一个作为流程控制的一部分的称量系统。在上述情况下，例如，中间罐必须具有大小为进料量的7倍的材料空间。

当然，最终产品的取出量与将要供给到粉碎器内的新材料的量相同。中间罐的使用使得可以控制材料的循环，也可以进行这样的生产，即，重要的是，尤其是采用必要数量的粉碎循环周期和根据其几何形状使用不同的加速喷嘴能有效地大量生产出具有尺寸在0.2-5.0微米的难生产的颗粒的固体颗粒材料。

根据具体情况，将从中间罐返回逆流喷射粉碎器的原料通常很轻，因为其容积密度甚至可低于100kg/m³。因此，糟糕的是在供给逆流喷射粉碎器之前压缩在分离的加压螺旋传送器中的原料。容积密度的增大可显著改善原料的处理。

如果最终产品必须被高度分散并且无论螺旋压缩如何在封闭线路中循环的材料的容积密度变小，则可以使用与两个双阀进料器相连的逆流喷射粉碎器。这样，通过将可除去的气体用于其他进料器的罐的初始加压可使将使用的气体耗量减小几乎一半。

必要时，作为最终产品将从中间罐取出的材料可由粉碎循环线路之外的单独机械分选器处理，其工作原理并不基于气体流动，气体也不是控制运行的因素。利用这种分选装置使最大的颗粒可控制地从最终产品中分离并将它们与循环运载材料一起送回到逆流喷射粉碎器。可将由分选器分离的粗产品输送到中间罐，因为在初始加压之后可使用从中间罐的双阀进料器释放出的可释放压缩空气作为气动输送和输送气体。

可容易生产出均匀原材料(即有利于在机械粉碎机中粉碎的材料)的最终产品，该最终产品具有稳定的品质。这样，可以将根据本发明的粉碎法付诸实践，从而使粒度需达0.2-5微米的产品的份额增加。另外，在循环期间，降低较大的粒度。因此无需再分选。为了确保均匀的原材料，可将这样的控制单元连接到设备上，即将与微粒化流程有关的最重要因数的极限值编程在控制单元中，这些因素为：

—单位时间的原材料量，

—单位时间的最终产品量，

—单位时间的工作气体量及其压力、温度，

—用于工作气体加压的能量，

—单位时间的循环运载气体量。

由于粉碎单元的重要部分保持其形态时间达几千个工作小时，所以采用一定极限值可生产出形态不变的高品质产品。如果极限值出现偏差，流程就中断，并且纠正故障。该简单系统便于使用流程和控制最终产品的品质。

下面，参照附图对本发明进行描述。

附图说明

图1示出根据本发明的方法的设备示例的侧视图。

图2示出从右侧看到的图1设备。

具体实施方式

根据本发明将在机械粉碎机中粉碎或可能被预粉碎的材料被从供料罐1供到双阀进料器的进料斗2，当打开罐的上阀4时，原料从进料斗2被逐步地送至双阀进料器的中间罐3。在接收到这批材料之后，关闭上阀4，中间罐被加压至具有例如5巴的压力，然后双阀进料器的下阀5被打开，被加压的这批材料由超压压送至平衡罐6，从管材7到平衡罐6的工作气体的供给被中断或阻断一段时间，以便于轻的材料的传送。然后下阀5被再次关闭，此后将其中的加压气体通过管21输送至某处，使中间罐3的压力达到环境压力的水平。然后上阀4被打开，以便新的一批材料从进料斗2进入。然后，在平衡罐6中粉碎的材料与被加压至例如3.5巴压力的工作气体混合成气体—固体颗粒悬浮物。气体—固体颗粒悬浮物从平衡罐6通过工作气体压力的作用而得到加速，经逆流喷射粉碎器(counterjet pulverizer)9的加速喷嘴8到达粉碎室，在那里材料颗粒在高速碰撞时被自生地(autogenously)粉碎。在逆流喷射粉碎器9中粉碎的气体—固体颗粒悬浮物通过管10和11传送到大尺寸罐12，罐12配备有用来控制所收集的材料品质的称量系统13。即，在中间站(intermediate depot)中，必须收集如此数量的固体颗粒，使得在系统中存在着足够的循环运载量(circulation load)，以便获得所需的最终产品，在粉碎流程中必须自始至终保持充足的循环运载量。借助适当的喷嘴14从中间罐12中除去空气，喷嘴14可防止小原料颗粒进入户外大气。当返回以便与新材料一起粉碎时，收集到中间罐12中的固体颗粒变得略微紧密，这可改善对固体颗粒的处理。当旨在获取高度分散的产品时，产品的容积密度很低，仍可借助推压螺旋传送器16提高收集到中间罐12中的原料的容积密度。固体颗粒与从馈送罐1供给的新原料一起通过粉碎设备的循环继续进行，直到在设备中达到目标运载量。然后流程继续进行，从供给罐1中供给与通过排出管17从中间罐12排出的制好的固体颗粒相同量的新原材料。该产品可被这样使用或在某些情况下也可被输送到在粉碎循环之外的机械分选器18，在那里将最大的颗粒与最终产品分离。将被分离的粗产品沿管19送回到中间罐12进一步粉碎。可在初始加压后使用可从双阀进料器的中间罐3释放出的加压气体使粗产品返回，该气体沿管20输送到分选器18的收集袋。

根据一个建议的实施例，在设备中有两个并列的逆流喷射粉碎器9、9a，它们带有自己的进料装置2、2a；3、3a；4、4a；5，5a；6，6a；7，7a，这在例如将要粉碎的材料的浆化密度(pulp density)很低时是有益的。可取之处在于，一个逆流喷射粉碎器9配备有传统的加速喷嘴8，另一个逆流喷射喷嘴9a则配备有带有气体出口通道的加速喷嘴，由此，粉碎室本身也呈不同于芬兰专利申请No.20020531示出的那种形状。借助这种新型粉碎机，粉碎条件可得到最有效地调控，从而易于获得粒度符合要求的最终产品。

有利的是，两个双进料粉碎器可同步运行，从而当已经供给一批原料时，一个双进料粉碎器的罐3中留下的后压(after-pressure)可在管20中阀23保持关闭时通过管21和21a作为另一个双进料粉碎器的罐3a在接收到新的一批材料之后的初始压力。这样，与进给相关联的耗气量几乎减少一半。

Claims (11)

1.一种用于高度分散粉末的工业生产方法，其中将要粉碎的材料与高压工作气体混合成气体—固体颗粒悬浮物，气体—固体颗粒悬浮物经过加速喷嘴(8)输送到逆流喷射粉碎器(9)的粉碎室进行自生粉碎，其特征在于，被粉碎的气体—固体颗粒悬浮物在粉碎循环中至少被输送到一个中间罐(12)，在那里从混合物中除去气体，并且固体颗粒被收集在中间罐(12)中，该固体颗粒被返回以便与新原材料一起粉碎，直到设备中具有所需循环运载量为止，然后流程继续进行，加入与从中取出的材料量相同的备用产品。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，在将所述固体颗粒送回逆流喷射粉碎器(9)之前借助推压螺旋传送器(16)提高收集到中间罐(12)中的固体颗粒的浆化密度。

3.如权利要求1或2所述的方法，其特征在于，将要粉碎的材料经双阀进料器(3)和平衡罐(6)被进给到逆流喷射粉碎器(9)，由此在双阀进料器(3)中使用高于常规进给压力的进给压力，当双阀进料器的下阀(5)打开时，逆流喷射粉碎器(9)的工作气体的流动被中断或阻断一段时间。

4.如权利要求3所述的方法，其特征在于，至少在两个逆流喷射粉碎器(9、9a)中进行粉碎，由此它们中的一个具有常规的加速喷嘴(8)，而它们中的另一个具有配备气体出口通道的加速喷嘴，用来有效地粉碎高度分散的材料。

5.如权利要求4所述的方法，其特征在于，为了对将要粉碎的材料加压和供给该材料，采用了并列的两个双阀进料器(3、3a)，两个双阀进料器(3、3a)同步地工作，可使在双阀进料器(3、3a)的一个中的材料释放后所留下的后压力作为双阀进料器(3、3a)的另一个在接收新材料后的初始压力。

6.如上述权利要求中任意一项所述的方法，其特征在于，从中间罐(12)取出的最终产品被输送到粉碎循环线路之外的单独机械分选器(18)中，在那里从最终产品中分离出最大的颗粒并使其返回到中间罐(12)以进一步粉碎循环。

7.如上述权利要求中任意一项所述的方法，其特征在于，为了保证最终产品品质的一致性，设备具有控制单元，粉碎流程的最重要参数例如原材料量、工作气体的体积和压力以及温度、用于工作气体加压的能量和循环运载量的极限值被编程在该控制单元中。

8.如上述权利要求中任意一项所述的方法，其特征在于，粉碎条件被如此地调控，即，使得在最终产品中具有粒度达到0.2-5μm的一部分颗粒。

9.如权利要求8所述的方法，其特征在于，在该方案中，将要粉碎的材料被循环2-10次，优选4-7次，以便获得设定粒度。

10.如权利要求6所述的方法，其特征在于，由分选器(18)分离的粗产品在初始加压后借助于释放出的气体从双阀进料器的中间罐(3、3a)气动输送回中间罐(12)。

11.如上述权利要求中任意一项所述的方法，其特征在于，由机械粉碎机预粉碎的材料作为原材料。

Images