采用流化床氣流粉碎機(jī)制備高長徑比硅灰石需要注意

農(nóng)產(chǎn)品是有機(jī)化合物，是有生命的生物體,因此不僅要求粉碎應(yīng)達(dá)到所規(guī)定的物理、化學(xué)和微生物指標(biāo)，還應(yīng)考慮其生物學(xué)特性，例如韌性、彈性、黏彈性及粉碎強(qiáng)度的易變性(如物料的含水率、生長期等)以及容易腐爛等特性。氣流磨的超微粉碎技術(shù)在農(nóng)產(chǎn)品為原料的精深加工及提高附加值中將有很大的市場前景，經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益明顯。

硅灰石產(chǎn)品可分為高長徑比硅灰石和磨細(xì)硅灰石兩大類，高長徑比的超細(xì)硅灰石針狀粉在工業(yè)上有著極高的應(yīng)用價(jià)值，如作為塑料填料，可以提高其制品的強(qiáng)度和尺寸穩(wěn)定性;造紙?zhí)盍嫌玫墓杌沂槧罘垡惨筮_(dá)到l微米的細(xì)度;在涂料、油漆中填加的硅灰石針狀粉越細(xì)，其性能改善越明顯。因此，高長徑比的超細(xì)硅灰石針狀粉的加工制備成為世界各硅灰石加工企業(yè)倍受重視的研究熱點(diǎn)。
硅灰石的結(jié)晶構(gòu)造決定了即使是細(xì)小顆粒也呈纖維狀或針狀的性質(zhì)。硅灰石的а晶型長徑比為5：1，β晶型為20：1，最高可達(dá)30：1，其長徑比隨粉碎方式的不同有很大的差異。提高硅灰石產(chǎn)品的長徑比，關(guān)鍵在于粉碎過程中采用適宜的粉碎方式保持礦物原有的結(jié)晶結(jié)構(gòu)。目前，用于硅灰石針狀粉超細(xì)粉碎加工的設(shè)備主要有機(jī)械沖擊式粉碎機(jī)、氣流粉碎機(jī)(扁平式、循環(huán)式、沖擊式、流化床、對(duì)噴式)、攪拌磨、雷蒙磨、振動(dòng)磨等。實(shí)踐表明，剪切和摩擦作用始終具有使顆粒沿著與力作用方向平行的結(jié)晶解理面剝離的趨勢，這決定了流化床式氣流粉碎機(jī)是制備高長徑比硅灰石的最佳設(shè)備。 1、流化床氣流粉碎機(jī)的工作原理
氣流粉碎機(jī)是借助于氣流的高速運(yùn)動(dòng)使物料顆粒之間、顆粒與器壁之間產(chǎn)生強(qiáng)烈的沖擊碰撞和摩擦剪切而使物料粉碎。其中流化床氣流粉碎機(jī)是集最先進(jìn)的多噴管技術(shù)、流化床技術(shù)與渦輪分級(jí)技術(shù)于一身，實(shí)現(xiàn)了流場多元化、料層流態(tài)化、分級(jí)臥式化。流化床氣流粉碎機(jī)是以流體一壓縮空氣作為工作介質(zhì)對(duì)粉體進(jìn)行粉碎，流體速度高達(dá)300-500m/s。
其工作原理為：壓縮空氣經(jīng)拉瓦爾噴嘴加速成超音速氣流后射入粉碎區(qū)使物料呈流態(tài)化。在粉碎區(qū)，被加速的物料在各噴嘴的交匯點(diǎn)匯合。在此，顆粒互相對(duì)撞粉碎。粉碎后的物料被負(fù)壓上升氣流輸送至分級(jí)區(qū)，由內(nèi)分級(jí)輪篩選出達(dá)到粒度要求的細(xì)粉，未滿足粒度要求的粗粉返回粉碎區(qū)繼續(xù)粉碎。合格細(xì)粉隨氣流進(jìn)入旋風(fēng)分離器得到收集，含塵氣體經(jīng)布袋收塵器過濾凈化后排入大氣。
2、流化床氣流粉碎機(jī)的工藝特點(diǎn)
流化床氣流粉碎機(jī)的工藝特點(diǎn)為：粉碎過程中高速顆粒不會(huì)碰撞粉碎室內(nèi)壁，目物料不通過噴嘴。因而磨損極輕，產(chǎn)品不受污染。主機(jī)上部裝有臥式分級(jí)輪，可以防止粗粒進(jìn)入成品。由于采用了流態(tài)化床原理(氣流膨脹呈流態(tài)化床懸浮沸騰而碰撞、摩擦進(jìn)行粉碎)以及內(nèi)設(shè)臥式渦輪分級(jí)裝置，與其他類型氣流粉碎機(jī)相比，氣流狀況更佳，可節(jié)能30-40%。產(chǎn)品粒度分布窄且無大顆粒、自動(dòng)化程度高、噪音小、結(jié)構(gòu)緊湊。
3、流化床氣流粉碎機(jī)的工藝參數(shù)對(duì)硅灰石長徑比的影響
(1)分級(jí)輪轉(zhuǎn)速對(duì)硅灰石長徑比的影響
流化床氣流粉碎機(jī)分級(jí)輪的轉(zhuǎn)速對(duì)硅灰石產(chǎn)品的長徑比具有明顯的影響，劉海新等研究了不同分級(jí)輪轉(zhuǎn)速對(duì)硅灰石產(chǎn)品長徑比的影響，其研究結(jié)果表明：隨著分級(jí)輪轉(zhuǎn)速的不斷增加，硅灰石的長徑比先是逐漸增大，達(dá)到一個(gè)頂峰之后，其長徑比又會(huì)迅速減小。
(2)氣流粉碎壓力對(duì)硅灰石長徑比的影響
在分級(jí)輪轉(zhuǎn)速一定的情況下，隨著氣流粉碎壓力的增加，產(chǎn)品的平均長度是明顯變短的，而平均直徑卻無明顯波動(dòng)，故整體來看，隨著氣流粉碎壓力的增加，硅灰石長徑比是減小的。
(3)原料加熱時(shí)間、溫度對(duì)硅灰石長徑比的影響
為了提高粉碎效率用熱力輔助粉碎一對(duì)礦石進(jìn)行熱處理，誘導(dǎo)晶界斷裂，降低物料強(qiáng)度，改善易磨性。硅灰石的晶體結(jié)構(gòu)特點(diǎn)使其在鍛燒時(shí)沿Ca-O鍵裂開，出現(xiàn)游離的Ca2+離子和O2+離子，填充到晶格間隙，這樣在氣流沖撞粉碎過程中，破碎硅灰石所需能量小，所以顆粒容易破碎，破碎所需時(shí)間短，這樣合格粒級(jí)的硅灰石產(chǎn)品及時(shí)地離開粉碎腔，及時(shí)地保護(hù)了硅灰石產(chǎn)品的長徑比。故對(duì)硅灰石進(jìn)行加熱處理，之后再采用氣流粉碎機(jī)進(jìn)行粉碎，會(huì)發(fā)現(xiàn)適宜的加熱溫度為600-800℃，且隨著加熱時(shí)間才延長，硅灰石產(chǎn)品的長徑比的變化規(guī)律是先增大后減小，即要得到高長徑比的硅灰石產(chǎn)品，有一個(gè)最佳的加熱溫度和加熱時(shí)間。
(4)原料的分級(jí)處理對(duì)硅灰石長徑比的影響試驗(yàn)
將硅灰石原料先進(jìn)行分級(jí)，之后采用流化床氣流粉碎機(jī)進(jìn)行處理，可以很好的保護(hù)硅灰石產(chǎn)品的長徑比，且不同粒級(jí)下得到的硅灰石產(chǎn)品比較均勻。將物料在分級(jí)后給入氣流粉碎機(jī)，是生產(chǎn)高長徑比硅灰石的一個(gè)有效步驟。 充分利用硅灰石固有的優(yōu)異特性，獲得高長徑比的硅灰石超細(xì)粉，提高其附加值，是進(jìn)行硅灰石深加工與利用的前提。硅灰石粉碎過程中的受力方式不同，其粉碎產(chǎn)物的形貌各異。粉碎過程中施加于硅灰石顆粒上的作用力為剪切力時(shí)，才能得到理想的高長徑比硅灰石。氣流粉碎機(jī)粉碎利用壓縮空氣的壓力能在粉碎室形成高速氣流軌跡，以剪切作用為主，其特點(diǎn)就是使硅灰石物料之間相互高速碰撞、摩擦而達(dá)到粉碎并保護(hù)硅灰石晶體形貌。

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