JP2017074546A

JP2017074546A - 循環型乾式粉砕装置

Info

Publication number: JP2017074546A
Application number: JP2015202588A
Authority: JP
Inventors: 石川　剛; Takeshi Ishikawa; 剛石川; 直樹萩原; Naoki Hagiwara; 敏宏山田; Toshihiro Yamada; 崇弘田村; Takahiro Tamura
Original assignee: Ashizawa Finetech Ltd
Current assignee: Ashizawa Finetech Ltd
Priority date: 2015-10-14
Filing date: 2015-10-14
Publication date: 2017-04-20

Abstract

【課題】分級機を使用せず粒度コントロールを可能にし、しかも任意の粒度を得ることができる循環型乾式粉砕装置を提供する。【解決手段】循環型乾式粉砕装置１０は、原料粉体を粉砕するメディア撹拌型の乾式粉砕機１２、該乾式粉砕機から送られて来た粉砕粉体を混合する混合機４０、および該混合機から前記乾式粉砕機へ混合粉体を輸送する輸送手段５０を備え、原料粉体を前記メディア撹拌型の乾式粉砕機および混合機に循環させることにより、微細な製品粉体とすることを特徴とする。【選択図】図１

Description

本発明は、循環型乾式粉砕装置に関する。本発明の循環型乾式粉砕装置は、アルミナ、チッカ珪素、炭化珪素、誘電材、磁性材、酸化鉄、シリカ、電池材料、カーボン、酸化マグネシウム、炭酸カルシウム、セラミックス一般、無機物類等の原料粉体を微細粒子に粉砕するための使用に特に適しているが、これに限定されるものではない。

乾式ミルはメディア撹拌型が開発されていろいろな分野で使用されている。パス式では粒度がブロードに分布し、粗粒が含まれ製品特性を落とすために分級機で粗粒をカットし使用する。これを自動的に行うためにメディア撹拌機型粉砕機と分級機を組み合わせ、微粉を外部に捕集しながら粗粉を粉砕機に戻し再粉砕する閉回路粉砕が試みられている（特許文献１参照）。

小規模生産の場合はメディア撹拌型粉砕機の内部に分級機を組み込み同様の運転をする。この場合、粒度コントロールは粉砕機と分級機の性能によって決まるが微粉サイドでのコントロールは困難になる。また、分級機は一般的に機械的に発生させた遠心力と気流流れでの粒子の抗力によって分級するので戻り粗粉に空気が混入し、かさ密度が小さくなり、粉砕機内部での摩擦抵抗の低下や、粉砕メディアとの接触確率を低下させ、粉砕効率を減少させる。

特許第２９０８３９９号公報

本発明は、分級機を使用せず粒度コントロールを可能にし、しかも任意の粒度を得ることができる循環型乾式粉砕装置を提供することを目的とする。

上記課題は、下記（１）〜（７）の構成の本発明の循環型乾式粉砕装置により達成される。
（１）
原料粉体を粉砕するメディア撹拌型の乾式粉砕機、該乾式粉砕機から送られて来た粉砕粉体を混合する混合機、および該混合機から前記乾式粉砕機へ混合粉体を輸送する輸送手段を備え、原料粉体を前記メディア撹拌型の乾式粉砕機および混合機に循環させることにより、微細な製品粉体とすることを特徴とする循環型乾式粉砕装置。
（２）
メディア撹拌型の前記乾式粉砕機および／または前記混合機に、前記原料粉体または製品粉体を処理するための処理用粉体または液体を添加する装置を設けたことを特徴とする前記（１）に記載の循環型乾式粉砕装置。
（３）
前記粉体輸送手段が空気輸送であることを特徴とする前記（１）または（２）に記載の循環型乾式粉砕装置。
（４）
前記メディア撹拌型の乾式粉砕機はパス方式であることを特徴とする前記（１）〜（３）のいずれかに記載の循環型乾式粉砕装置。
（５）
前記粉体混合機は混合羽根を有し、その回転周速が１５ｍ／ｓ以上であることを特徴とする前記（１）〜（４）のいずれかに記載の循環型乾式粉砕装置。
（６）
原料投入部を備え、該原料投入部にサイクロンと定量フィーダを設けたことを特徴とする前記（１）〜（５）のいずれかに記載の循環型乾式粉砕装置。
（７）
前記混合機は排出口に流量調節弁が設けられていることを特徴とする前記（１）〜（６）のいずれかに記載の循環型乾式粉砕装置。

本発明においては、メディア撹拌型の乾式粉砕機(パス式)の下流側に混合機を設置し輸送手段を付加して粉体の循環系をつくり、粉砕循環を繰り返すことで粒度コントロールを達成した。
また、混合機内の粉体に水などの溶媒を添加し、粉体中の空気（気体）を追い出し、および微細な造粒物をつくる。これにより、粉体の拘束されにくさを解消し、粉砕機内の粉砕メディアが粒子とのコンタクトする確率を向上させるとともにメディアからの粉砕力を分散させることなく有効に粒子に作用させ、粉砕効率を向上させる。
更に、上記のような構成にしたことにより、従来のものに比べて、分級機、関連機器等が不要となり、低コストのものとなった。

本発明の実施の形態による循環型乾式粉砕装置の概略図である。

以下、図面を参照しつつ、本発明の実施の形態による循環型乾式粉砕装置１０を説明する。
本循環型乾式粉砕装置１０は、原料粉体を粉砕するメディア撹拌型の乾式粉砕機（以下、単に粉砕機と称す）１２、該粉砕機１２から送られて来た粉砕粉体を混合する混合機４０、および該混合機４０から前記粉砕機１２へ混合粉体を輸送する輸送手段５０を備えている。本循環型乾式粉砕装置１０は、以上の構成により、原料粉体を前記メディア撹拌型の乾式粉砕機および混合機に循環させることにより、微細な製品粉体とする。本循環型乾式粉砕装置１０においては、前記粉砕循環の回数を調整することにより、製品粉体の粒度をコントロールすることができる。

前記粉砕機１２は、パス式であることが好ましく、粉砕室１４およびこの粉砕室１４に同心状で連続し、該粉砕室１４に原料を供給するための円筒状の原料供給部１６を有する横置き円筒形の粉砕ベッセル１８を有している。この粉砕ベッセル１８は、耐摩耗材料であるアルミナ、アルミナジルコニアおよび窒化珪素等のセラミック製であることが好ましい。前記粉砕室１４内には、粉砕メディアＭが充填されている。粉砕メディアＭは、直径０．５ｍｍ〜５ｍｍ、好ましくは１ｍｍ〜３ｍｍ程度の粒状のものであって、粉砕室１４に粉砕室１４の容量の３０〜９０％、好ましくは５０〜７５％程度充填されていることが好ましい。

前記粉砕ベッセル１８の原料の流れで下流側端部には、メディア分離部材（セパレーター）２０、粉砕された製品を排出する排出通路２２がそれぞれ取り付けられている。メディア分離部材（セパレーター）２０の構造は特に限定されるものでなく、例えばスクリーン、板状の部材に複数のスリットや孔を設けたものとすることができる。

また、上記粉砕ベッセル１８の原料供給部１６には、図示したように、原料粉体の集合体から空気を抜くためのサイクロン２４が設けられている。このサイクロン２４の出口と前記原料供給部１６を連通する通路２６には、原料粉体の供給量を調節するための定量フィーダ２８が設けられている。

上記粉砕ベッセル１８内部には、外部から原料供給部１６を介して粉砕室１４内に水平に延びる回転駆動軸３０が延伸している。この回転駆動軸３０には、撹拌部材３２が取り付けられている。この撹拌部材３２の回転周速は、１ｍ／ｓ〜１５ｍ／ｓ、特に３ｍ／ｓ〜８ｍ／ｓが好ましい。

粉砕用ベッセル１８の周囲には、ジャケット３４が設けられており、その中に加熱水または冷却水を通すことにより、加熱、冷却ができるようになっている。

前記混合機４０は、混合タンク４２、この混合タンク４２の内部に配置された混合羽根４４を備えている。前記混合タンク４２の高さＬ／直径Ｄは、０．８〜１．２が好ましく、またこの混合タンク３２の容積は、粉砕室１４の容積の１０〜１００倍、特に２０〜５０倍が好ましい。前記混合羽根３４の回転周速は、１５〜６０ｍ／ｓ、特に３０〜４０ｍ／ｓが好ましい。

混合タンク４２の周囲には、ジャケット４６が設けられており、その中に加熱水または冷却水を通すことにより、加熱、冷却ができるようになっている。また、混合タンク４２の内部には、図示したように、デフレクタ４８が設けられていることが好ましい。このデフレクタ４８は、混合羽根４４の回転による遠心力により外方に付勢された原料粉体を内方に戻す作用を行う。

前記輸送手段５０は、空気輸送式であることが好ましく、原料粉体を混合機４０から前記サイクロン２４へ空気流により輸送するための輸送通路５２を備えている。この輸送通路５２には、輸送空気流を形成するためのコアンダノズル５４、および混合機４０からの原料粉体の輸送量を調節するための輸送量調節弁５６が設けられている。

本粉砕装置１０は、原料粉体または製品粉体を処理するための処理用添加物を粉砕室１４および／または混合タンク４２内に供給するための処理用添加物供給装置６０を備えている。この処理用添加物供給装置６０は、処理用添加物タンク６２、この処理用添加物タンク６２から粉砕機１２および混合機４０へ処理用添加物を供給するための供給通路６４、供給ポンプ６６、および前記供給通路６４の分岐部に設けられた切替弁６８を備えている。

前記処理用添加物としては、液体と粉体があり、液体のものとしては、水、アルコール、溶剤等があげられ、粉体のものとしては、原料または製品粉体の表面処理剤、複合化剤等が挙げられる。例えば水である処理用添加物は、原料粉体の集合物から空気を抜き、かさ密度を大きくし、粉砕メディアとの接触確率を大きくし、粉砕確率を大きくする作用を果たす。また、炭酸カルシウムを処理用添加物として用いる場合には、親水性の原料粉体の表面に付着することにより、疎水性に変化させる作用をなす。

以上説明した循環型乾式粉砕装置においては、メディア撹拌型の乾式粉砕機(パス式)の下流側に混合機を設置し輸送手段を付加して粉体の循環系をつくり、徐々に原料粉体を微細化する。粉砕循環の回数を調整することにより粒度コントロールを行うことができる。

１０循環型乾式粉砕装置
１２乾式粉砕機
１４粉砕室
１６原料供給部
１８粉砕ベッセル
２０メディア分離部材
２２排出通路
２４サイクロン
２６通路
２８定量フィーダ
３０回転駆動軸
３２撹拌部材
３４ジャケット
Ｍ粉砕メディア
４０混合機
４２混合タンク
４４混合羽根
４６ジャケット
４８デフレクタ
５０輸送手段
５２輸送通路
５４コアンダノズル
５６輸送量調節弁
６０処理用添加物供給装置
６２処理用添加物タンク
６４供給通路
６６供給ポンプ
６８切替弁

Claims

原料粉体を粉砕するメディア撹拌型の乾式粉砕機、該乾式粉砕機から送られて来た粉砕粉体を混合する混合機、および該混合機から前記乾式粉砕機へ混合粉体を輸送する輸送手段を備え、原料粉体を前記メディア撹拌型の乾式粉砕機および混合機に循環させることにより、微細な製品粉体とすることを特徴とする循環型乾式粉砕装置。
メディア撹拌型の前記乾式粉砕機および／または前記混合機に、前記原料粉体または製品粉体を処理するための処理用粉体または液体を添加する装置を設けたことを特徴とする請求項１に記載の循環型乾式粉砕装置。
前記粉体輸送手段が空気輸送であることを特徴とする請求項１または２に記載の循環型乾式粉砕装置。
前記メディア撹拌型の乾式粉砕機はパス方式であることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の循環型乾式粉砕装置。
前記粉体混合機は混合羽根を有し、その回転周速が１５ｍ／ｓ以上であることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の循環型乾式粉砕装置。
原料投入部を備え、該原料投入部にサイクロンと定量フィーダを設けたことを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載の循環型乾式粉砕装置。
前記混合機は排出口に流量調節弁が設けられていることを特徴とする請求項１〜６のいずれかに記載の循環型乾式粉砕装置。