气流磨粉碎原理及在钛白粉生产中的应用

1、气流磨粉碎原理及在钛白粉生产中的应用.txt昨天是作废的支票；明天是尚未兑现的期票； 只有今天才是现金，才能随时兑现一切。人总爱欺骗白己，因为那比欺骗别人更容易。 本 文由glzhxgx贡献pdf文档可能在wap端浏览体验不佳。建议您优先选择txt,或卜载源文件到本机查看。 论文选萃2 0 0 6年第4期中国粉体工业c np o w d er . co m . c n气流磨粉碎原理及在钛白粉生产中的应用张泰（四川绵阳科创园区昊泰科技有限公司621000）引言气流磨作为超细粉碎的一种重要设备，广泛应用于非金属矿物及化工原料的超细粉碎，产品粒度上限取决于 混介气流中的固体含虽，与单位能耗成反比。气

2、流粉 碎产品除粒度细以外，还具有粒度分布窄，颗粒表面光滑、颗粒形状规则，纯度高、活性 大、分散性好等特点。由于粉碎过程中压缩气体绝热膨胀产生焦耳一汤姆逊降温效应，因 而还适川于低熔点、热敏性物料的超细粉碎。f面就气流磨分类及粉碎原理作一介绍。 工作原理图3-11 粉碎带2 粉碎喷嘴3文丘里喷嘴4 送料喷嘴5 密封垫6 外壳3不同类型气流磨工作原理3. 1水平圆盘式（扁平式）气流磨1气流磨分类工业型气流粉碎口40年代问世以来发展很快，冃前工业上应用的气流磨有以下五种类型：1 水平圆盘式（扁平式）气流磨2 . 循环管式气流磨3 . 靶式气流磨4 . 对喷式气流磨5 . 流化床对喷式气流磨图3 1工

3、作原理待碎物料由送料喷嘴4喷出的气流通过:文丘里喷嘴3,引射入粉碎室， 高压气流经入口进入气流 分配室，分配室与粉碎室相通，气流在自身压力下，强 行通过粉 碎喷嘴时，产生高达每秒儿百米至上千米的气流速度，由于粉碎喷嘴与粉碎室的相应半径形 成一锐角（粉碎角），故被粉碎的物料在粉碎喷嘴喷射出如此高速的旋流帯动下作循环运 动，颗粒间、颗粒与机体间产生相互冲击、碰扌竜、摩擦而粉碎。粗粉在离心力作用下甩2 气流磨粉碎原理气流磨的一般原理将干燥无汕的压缩空气或过热蒸：汽通过喷嘴高速喷出，高速射流带动物料作高速运动，使物料碰撞，摩擦而粉碎。被粉碎 的物料随气流到达分级区，达到细度要求的物料，最终由收集器收集

4、。没冇达 到要求的物 料，再返i川粉碎室继续粉碎，肓到达到所需细度并被捕集为止。由于喷嘴附近速度梯度很高, 因此绝大多数的粉碎作用发生在喷嘴附近。在粉碎室中，颗粒与颗粒间碰撞的频率远远高 于颗粒与器壁的碰撞。也即气流磨屮的主要粉碎作川是颗粒之间的冲击或摩擦。虽然气流磨粉碎原理大致相同，但不同类型的气流磨也有各自不同的特点，下而就这五种常用的 气流磨分别作一简单介绍。向粉碎室周壁作循环粉碎,而微粉在向心气流带动下被导入粉碎机屮心出口管进入捕集 器收集。 该气流磨的规格以粉碎室内径尺寸來定。定型的规格从5 0 mm到1 0 6 6 mm ；压缩空气耗量从0. 5 m 3 /min至lj 1 0 0

5、 m 3 / m i n ；过热蒸汽 耗罐从120kg/h至lj 5 0 0 0 k g / h； 应的生产能力从02 k g / h至lj 2 5 0 0 k g / h；产品粒度从3 2 5 0至lj 0 . 2 » m。该气流磨的优点：由于具有口分级功能，产品粒度分布通过调整参数可控制在很窄的范围：无机械转动部件，对产 品污染少；可以用过热蒸汽为粉碎工质，能耗较压缩空气降低1 / 3 ；并冃产品流动性好、 表面清洁度高，应川分散性好。缺点：冲击动能不大，粉碎强度较低；另外粉碎硬17论文选萃cn po w d er. co iti. cn中国粉体工业2 0 0 6年第4期度在莫氏

6、7级以上的物料时，粉碎室内壁的辭损较大，对粉碎室内壁的材料耍求很高。 适用范围：可加工各种物料，特别适宜于加工由各种聚集体或凝聚体构成的物料。3.2循 环管式气流磨适用范围高分子聚合物、:低熔点热敏性物料、纤维状物料以及其它聚合物。3. 4对喷式气流磨工作原理利用一对或若干对喷嘴相对喷射时产生：的超音速气流，使物料彼此从两个或多个方向相互进行 冲击和碰撞而粉碎。产品粒度可达一2 0 0 u m至亚微米级，产蜃从10kg/h至5 0 0 0 k g / h o工作原理图3-21 丘里喷嘴2一气流喷嘴3粉碎室4 分级器l压缩空气f细粉人一粗粉优点物料高速直接对撞，：冲击强度人，能量利用率高；克服了

7、靶式和循环管式磨 体易磨损的弱点，减小了产晶的污染，延长了使用寿命。缺点体积庞大，:结构较为复杂、能耗高、能量利用率较低、仍冇磨损现象；粒度分布较宽。图3-2适用范围脆性、：韧性、高硬度的各种物料；3 . 5流化床对喷式气流磨 工作原理图缺点粉碎效率是各类气流磨屮最低的，：能耗最人；气流及物料对内壁的冲刷、磨损严重，容易污染物料；粒度分布宽；适用范围适用于脆性、:低硬度物料:3. 3靶式气流磨工作原理图3-31喷嘴2 混合管3粉碎室4靶板5 加料管图3-3三维布置二维布置工作原理 物料从加料口5进入料仓，：被喷嘴1喷出的高速射流引射入混合管2进 行混匀加速后，冲击在靶板4上，物料与靶板发牛强烈

8、碰撞，另外物料与粉碎宗器壁也发 生多次反弹，使物料粉碎。被粉碎的物料经分级后，粗粒了返回继续粉碎，介格粒了随气流 从成品出口一起排出进入捕集器收集。该气流磨粉碎粒度可达20 . 2 um,产量从1 k g / h5 0 0 k g / h .优点粉碎力很大，：结构简单；缺点：靶板及混合管极易磨损，对物料有一定的污染；产品粒度分布很宽，动力消耗较大，应用也受到限制；工作原理喂入磨内的物料利用二维或三维设置的:数个喷嘴（37个）喷汇的气 流冲击能，及其气流膨胀呈流化床悬浮翻腾而产生的碰撞、摩擦进行粉碎，并在负压气流 带动下通过顶部设置的涡轮式分及装置，细粉排出机外山旋风分离器及袋式收尘器捕集，粗

9、粉受重力沉降返四沉降区继续粉碎。显然，这一流化床对喷式气 流磨是在对喷式气流解的 基础上开发的新产品，它是9 0年代最新型的超细粉碎设备。特点产品细度高达d 9 7 = 31 0 um,:粒度分布窄且无大颗粒；粉磨效率高，能耗低，比 其它类型气流磨节能3 0 %；釆用a 12 0 3、s i c或p u （钵）作易磨损件，磨耗论文选萃2 0 0 6年第4期中国粉体丁业c np o w d er . co m . c n低，产品受污染少，可加工无铁质污染的粉体产品和莫氏1 0级的物料；结构紧凑、 噪音小、操作口动化，但成本贵。另外，该懒采用涡伦分级，转速高，使用过热蒸汽为粉 碎工质时，难以实现。

10、分级粒度也较扁平式宽。以上是对各类气流磨粉碎原理及特点的简单介绍。下面就气流磨在钛口生产屮的应用，作一说明。可以在气流粉碎机内进行简单的化学反应。2 0世纪钛白粉工业的重要进展就 是采用气流粉碎机作为钛口粉的最终粉碎手段。气流粉碎机的种类及特点前血已经介绍。 再根据钛口粉的物料特性一粘度高、流动性差、粒度细容易附壁等及粉碎要求，口前国内外 钛白生产厂家基木上采用水平圆盘式（扁平式）气流磨作为钛白粉的最终粉碎设备，并且 使用过热蒸汽为粉碎工质，因蒸汽4 气流磨在钛白生产中的应用 经锻烧或表面处理后制取的二氧化钛，全部都是大 小不等的聚集体和烧结物，必须通过粉碎至原來的基木原料尺寸（约0.150

11、.35 u m）,才能充分体现它的光学性质和颜料性能。二氧化钛的粉碎一般分前粉碎（锻烧后未 经表而处理的粉碎）和后粉碎（经表而处理后的粉碎）二种.因钛口粉是一种优越的口色颜 料，所以对粉碎设备的要求很高。首先是对产品的污染要小，其次在粉碎时能对细度进行 分级，并且能做到产最人、能耗小。u前国内外钛白粉生产厂家前粉碎人都采用雷蒙磨。雷 蒙僭的工作原理是靠僭辗和磨环之间的挤压作用來进行粉碎，因此在粉碎过程中乂有一些 细小的颗粒被挤压粘附在一起成为较软的片状颗粒。故对一些分散性要求很高的产品，如: 造纸、化纤用钛片粉，在雷蒙磨粉碎示，必须再经二次粉碎以打破粘附在一起的聚集颗粒。 国内锐 饮型饮白粉生

12、产厂家，某本上是采用雷蒙磨粉碎后，即作为成品包装出售。但雷蒙 磨粉碎的产品，在粒度分布、颗粒形状等方面，远远达不到气流粉碎的效果。具有关资料 介绍，经雷蒙磨粉碎的成品，着色力、白度以及研磨分散性都差，消色力和差5%1 0%, 成品的研辭分散 性经刮板细度计测量，也很难达到2 0 u m以下。因此建议用气流粉 碎磨替代雷蒙磨，该工艺将在以示的文章中作专题论述。作为钛白粉中的高档产品一金红石型钛口粉，锻烧后必须经：前粉碎一表面处理一t燥一微粉，才能充分发挥其光学 性能和颜料性能。一般机械式粉碎机虽然也能粉得很细，但从粒径分布、粒子形状、产品纯 度等方面很难达到要求，冃前授好的办法是丿1汽（气）流粉

13、碎 机來完成。气流粉碎机口j以 把固体物料粉碎成亚微米级，而且粒径分布很窄、污染小、粉碎过程不产生热量，还易得、便宜，蒸汽工质的压强比压缩空气髙得多且也易提髙，因而它的动能大。同时过 热蒸汽的粘度比空气低，不带静电，可以减小物料的内聚现象。并气固比低、产品纯度 高、流动性好、应用分散性好。影响汽粉效果的因素及控制将在以后的文章中专题论述。 水平圆盘式气流磨在国外的钛白粉牛产中的应用已非常成熟，并且设备制造水平也相当高。 国内的气流磨制造厂家是从上世纪9 0年代末，才对人规格的水平圆盘式气流磨进行研 究、试制，通过近儿年的发展，已有少数儿家能够制造大规格水平圆盘式气流磨，并有了定 型的产品。冃前国内儿家大型金红石型饮白生产厂家，气流粉碎都已实现了国产化。应用 较广的有：兰州屮益金属制品有限公司生产的z y系列气流磨；四川绵阳昊泰科技有限 公司生产的ht系列汽粉磨；重庆通用机械厂及江苏宜兴非标金属设备厂生产的气流僭。 虽然近几年国內的气流磨生产厂家在大规格水平圆盘式气流幣的制造上取得了一些突破，但 与国外先进水平札i比仍有一定的差距，特别是在汽粉系统的设计、配置上有较人的芳距。 另外单