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常见8类粉体表面改性设备及特点

作者:创通石英 来源: 日期:2024/6/2 14:06:46 人气:1 标签:

影响粉体改性效果的因素有粉体原料的性质、改性方法、改性工艺、改性剂及其配方、改性设备等,当粉体改性工艺及改性剂或配方确定时,改性设备就成为影响粉体改性效果的关键因素。

粉体改性设备主要承担3项职责:一是混合,二是分散,三是改性剂在设备中熔化并与粉体产生良好的结合。此外,对粉体改性设备还要求能耗和磨耗较少,无粉尘污染,设备操作简单、运行平稳。

粉体表面改性设备的类型很多,既有干法改性设备,也有湿法改性设备,主要包括HEM高效混联式改性机、高速加热式混合机、连续式粉体表面改性机、高速气流冲击式表面改性机、卧式桨叶混合机、涡轮磨、蜂巢磨、钉盘磨以及反应釜或反应罐等。

1、HEM高效混联式改性机

HEM高效混联式改性机通体内有搅拌浆六组,24把动刀及导向板。充分让物料在仓内反复混合,与助剂反复作用,让物料吸附助剂,从而使助剂很均匀的包覆于粉体表面。主机采用电磁加热,加热快,加热温度高,充分利用热能,不浪费能耗,降低成本,控制温度敏捷。采用硬齿面齿轮减速机,经久耐用,噪音低,故障率低。桶体上部安装两个排气孔,让物料中水分充分排放。排气孔上方安装过滤袋,防止粉尘外杨。

HEM高效混联式改性机具有自动化程度高、物料表面水分排放充分、分散解聚效率高、物料降温效果好、无粉尘外扬等特性,适用于各类不同矿物粉体的解聚、分散与表面改性,已成功应用于重钙、轻钙、高岭土、滑石、硫酸钙、氢氧化镁、氧化铝、沸石、粉煤灰等粉体改性。

2、高速加热式混合机

高速加热式混合机是无机粉体,如无机填料或颜料表面化学包覆改性常用的设备之一,这是塑料制品加工行业广泛使用的混料设备。

高速加热式混合机主要由回转盖、混合锅、折流板、搅拌装置、排料装置、机座等组成。

工作原理:当混合机工作时,高速旋转的叶轮借助表面与物料的摩擦力和侧面对物料的推力使物料沿叶轮切向运动。同时,由于离心力的作用,物料被抛向混合室内壁,并沿壁面上升到一定高度后因重力作用又回到叶轮中心,接着又被抛起。这种上升运动与切向运动的结合,使物料实际上处于连续的螺旋状上、下运动状态。

由于转轮速度很高,物料运动速度也很快。快速运动着的颗粒之间相互碰撞、摩擦,使得团块破碎,物料温度相应升高,同时迅速地进行交叉混合。这些作用促进了物料的分散和对液体添加剂(如表面改性剂)的均匀吸附。

混合室内的折流板进一步搅乱物料流态,使物料形成无规运动,并在折流板附近形成很强的涡流。对于高位安装的叶轮,物料在叶轮上下形成了连续交叉流动,使混合更快、更均匀。混合结束后,夹套内通冷却介质,冷却后物料在叶轮作用下由排料口排出。

适用范围:高速加热混合机是一种间歇式的批量粉体表面改性设备,处理时间可长可短,适合中、小批量粉体的表面化学包覆改性和实验室进行改性剂配方试验研究。

3、SLG型连续式粉体表面改性机

SLG型连续式粉体表面改性机主要由温度计、出料口、进风口、风管、主机、进料口、计量泵和喂料机等组成。系统配置一般包括给料装置、改性剂计量添加装置、主机、旋风集料器、布袋收尘器等。

工作原理:待改性物料经喂料机给入,经与自动计量和连续给入的表面改性剂接触后,依次通过三个圆筒形的改性腔从出料排出。在改性腔中,特殊设计的高速旋转的转子和定子与粉体物料的冲击、剪切和摩擦作用,产生其表面改性所需的温度,该温度可通过转子的转速、粉料通过的速度或给料速度以及风门大小来调节,最高可到150℃。同时转子的高速旋转强制粉体物料松散并形成涡流二相流,使表面改性剂能迅速、均匀地与粉体颗粒表面作用,包覆于颗粒表面。

适用范围:适用于连续大规模生产各种表面有机化学包覆的无机粉体,如重质碳酸钙、轻质碳酸钙、高岭土、氧化锌、氢氧化镁、强氧化铝、绢云母、硫酸钡、白炭黑、钛白粉、滑石等无机活性填料或颜料。既可以与干法制粉工艺(如超细粉碎工艺)配套,也可单独设置用于各种超细粉体的表面改性以及纳米粉体的解团聚和表面改性。

4、高速气流冲击式表面改性机

主机结构主要由高速旋转的转子、定子、循环回路、翼片、夹套、给料和排料装置等部分组成。整套系统由混合机、计量给料装置、高速气流冲击式表面改性机、产品收集装置、控制装置等组成。

适用范围:该系统不仅可用于粉体的表面化学包覆、胶囊化、机械化学改性和粒子球形化处理,还可用于“微米/微米”和“纳米/微米”粉体的复合。物料可以是无机物、有机物、金属等,适用范围较广,而且是短时间干式处理。

5、卧式桨叶混合机

卧式桨叶混合机是一种以卧式筒体和单轴多桨为结构特点的间歇式粉体表面改性机,主要由传动机构、主轴、筒体、端盖等组成。

适用范围:这种表面改性机是针对轻质和重质碳酸钙的表面改性设计的,它分为A、B两种机型,其中A型加热介质为导热油,B型加热介质为水蒸气。

6、涡轮(旋)磨

主要由机座,驱动部分,粉碎腔,间隙调节和进、出料口组成。特点是利用超细研磨过程产生的热量(50℃~60℃),将粉碎后的超细粉体引入涡旋磨,同时计量加入预先加热融化好的硬脂酸改性剂进行连续表面改性处理。

适用范围:配合加热和给药设备,HWV涡轮磨可组成粉体表面改性系统,目前这一系统主要用于与超细重质碳酸钙生产线配套进行表面改性,很少单独用于粉体的表面改性。

7、蜂巢磨

蜂巢磨主要由解聚轮、出料门、进风口、分级机、进料口、多路表面分散剂入口和喂料机组成。

整套系统由给药系统,蜂巢磨连续解聚改性主机,成品收集与除尘收集系统等三个方面装置组成。计量给料系统由原料仓、给料螺旋输送机、计量螺旋输送机和称重传感器组成;热风发生器其实就是一个天然气燃烧室或者采用电加热器结合鼓风机产生热风;给药系统由改性剂料斗、计量装置、液化器和压缩空气入口组成。

蜂巢磨最大的特点是集深度干燥、解聚分散和复合改性和等三种功能于一体,是一种机械力化学连续化粉体复合改性机,能够而且还具有结构紧凑、体积小、操作简便、运行平稳、劳动强度低、噪声小等特点。

8、湿法表面改性设备

目前,湿法表面改性设备主要采用可控温搅拌反应釜或反应罐。这种设备的筒体一般做成带夹套的内外两层,夹套内通加热介质,如蒸汽、导热油等。一些较简单的表面改性罐也可采用电加热。

粉体表面化学包覆改性和沉淀包膜改性用的反应釜或反应罐,一般对压力没有要求,只要满足温度和料浆分散以及耐酸或耐碱腐蚀即可,因此,结构较为简单。  

最后,总结一下表面改性设备的选择原则:

(1)对粉体及表面改性剂的分散性好。只有分散性好,才能使粉体与表面改性剂有较均等的作用机会和作用效果,也才能减少表面改性剂的用量。

(2)改性温度和停留时间在一定范围内可调。

(3)单位产品能耗低、磨耗校除了改性剂外,表面改性的主要成本是能耗,低能耗的改性设备可以降低生产成本,提高产品竞争力;低磨耗不仅可以避免改性物料被污染,同时也可以提高设备的运转效率,降低运行成本。

(4)粉尘污染少。改性过程中的粉尘外逸不仅污染生产环境,而且损失物料,导致产品生产成本提高。因此,一定要考察设备的粉尘污染情况。

(5)连续生产,操作简便,劳动强度小。

(6)运行平稳、可靠。

(7)自动控制水平高,能根据物料性质和表面改性剂的性质自动调节处理量、改性剂添加量以及改性温度和停留时间等因素。

(8)设备的生产能力要与设计生产规模相适应。在设计生产规模加大时,要尽量选用大型设备,减少设备的台数,以减少占地面积、生产成本和便于管理。

来源:中国粉体技术网


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