磷酸铁解聚机---蜂巢磨应用研究

磷酸铁解聚机(Cell Mill)应用研究

长沙万荣粉体13723872178

磷酸铁 磷酸特锂 粉碎机 解聚机 打散机 破碎机 粉体 表面改性 改性机 超细粉体 纳米粉体 纳米粉体颗粒包覆/包膜 重钙、轻钙、锻烧高岭土、氧化锌、二氧化硅、氧化镁和氢氧化镁、氧化铝和氢氧化铝、滑石、云母、陶 土、粉煤灰、玻璃微珠

在论述粉体表面改性设备应具备的工艺特性的基础上，介绍了新研制开发的蜂巢磨(Cell Mill)连续式粉体表面改性机的结构、工作原理、 性能特点以及在磷酸铁、磷酸特锂、粉碎机、解聚机、打散机、破碎机、粉体、表面改性、改性机、超细粉体、纳米粉体、纳米粉体颗粒包覆/包膜、重钙、轻钙、锻烧高岭土、氧化锌、二氧化硅、氧化镁和氢氧化镁、氧化铝和氢氧化铝、滑石、云母、陶 土、粉煤灰、玻璃微珠

重钙、轻钙、纳米氧化锌、纳米碳酸钙、煅烧高岭土、氢氧化镁、氢氧化铝等无机粉体表面改性中的应用。工业应用结果表明，蜂巢磨连续式粉体表面改性机对粉体和表面改性剂具有良好的分散性，能使它们充分和机会均等地接触，对粉体，特别是对超细粉体和无机纳米粉体的表面改性或处理效果好，粉体含水量低、且能耗低、无粉尘污染、操作简单、运行平稳

在现代有机/无机和无机/无机复合材料中，广泛应用各种无机粉体原(材)料。这些粉体原料的分散性及与有机基料或其它无机组份的相容性，对复合材料的性能，尤其是力学性能有重要的影响。而且，随着粉体制备技术向亚微米及纳米尺度推进，解决粉体的团聚问题就成为其应用的关键。此外，随 着对粉体材料功能性要求的提高，粒子表面性能的优化和设计也越来越重要。另外在忽视粉体空隙率的情况下，粉体的比表面积与其粒度大小呈反比关系，即粉体颗粒越细，粉体颗粒的表面积越大，在要求一定单分子层包覆率和使用同一种表面改性剂的

情况下，粉体颗粒越细，表面积越大，表面能也越大，对于这种表面能很大的粉体颗粒，一边倾向于团聚，这种团聚体如果不能在表面处理过程中解聚，就会影响表面改性的效果及改性产品的应用性能。因此，现代粉体材料，尤其是超细和纳米粉体材料的表面改性或表面处理技 术，已成为重要和必需的粉体深加工技术之一。

粉体的表面改性或表面处理技术，包括表面改性方法、工艺、表面改性剂及其配方、表面改性设备等。其中在表面改性工艺和改性剂配方确定的情况 下，表面改性设备的优劣就成为粉体表面改性或表面处理的关键。性能好的表面改性设备应具备以下基本工艺特性:1:对粉体及表面改性剂的分散性好; 2、粉体与表面改性剂的接触或作用机会均等;3.改性温度可调;4、单位产品能耗低;5、无粉尘污染;6、操作简便、运行平稳。

无机纳米粉体由于无机纳米粉体粒度细、比表面积大、表面能高、表面原子数增多，原子配位不足及高的表面能，使得这些表面原子具有很高的活性，极不稳定，很易团聚在一起形成带有若干连接界 面的尺寸较大的团聚体。这种纳米粒子的团聚可能 发生在合成阶段、干燥过程及后来的处理中。这些团聚体的形成使得纳米颗粒不能以其单一的纳米颗 粒均匀分散，不能发挥其应有的纳米粒子效应，对纳米粉体的应用性能产生不利的影响，使得很多情况 下与分散较好的微米粒子的应用性能没有明显的差 别。因此，无机纳米粉体的分散性能至关重要。此 外，无论是在无机基复合材料(如多相陶瓷)、金属基 复合材料、高聚物基复合材料，还是在涂料、染料等 中应用的无机纳米粉体材料，还存在与基料(包括其 他无机组份、金属基料、高分子基料等)的相容性问 题。良好的相容性，是获取高性能纳米复合材料的 重要条件之一。因此，要通过表面修饰或表面改性，改善或増强纳米粉体与其它物质之间的相容性。

我国粉体表面改性技术的发展较晚，在2000年之前基本上无专业化的表

面改性设备。除湿法改性之外，干法改性大多采用塑料加工行业的高速加热 混合机或其它带导热油加热的混合设备。由于不是 针对粉体表面改性处理，尤其是不是针对超细和纳米粉体表面改性设计的，表面处理剂物理粘连在粉体颗粒上在强烈的搅拌和挤压情况下容易脱附，因此这些设备难以满足超细粉体表面改性

的要求。在这种背景下，长沙万荣粉体设备科

技有限公司研制开发了专门针对超细粉体颗粒

表面改性或 表面处理包覆/包膜的蜂巢磨连续

式粉体表面改性机，并对其进行了应用研究。

1 蜂巢磨连续式粉体表面改性机结构和性能

特点

蜂巢磨连续式粉体表面改性机，主要由解聚轮、出料门、进风口、分级机、主机、进料口、多路表面分散剂入口和喂料机组成(图1)。其主机由一个风量室，一个混合腔和若干粉碎腔组成。

工作时，电动机、主机均安装在坚实稳固的2机座上，解聚轮被1电动机高速传动，待改性的纳米粉体物料和120?C度的热空气经4物料入口进入蜂巢磨3风量室，在5干燥腔与高温气体产生干燥，将纳米粉体颗粒表面游离水迅速蒸发，干燥腔同时具备解聚功能，粉体颗粒一面粉碎一面干燥，经大小颗粒隔离后，

小颗粒依次进入6粉碎腔，粉碎腔的解聚轮以160米/秒的速度高速运转，纳米粉体颗粒团聚的表面能低于高速旋转的离心力，因此粉体颗粒被充分打散解聚，解聚轮高速的运转，强制物料与解聚与每一个叶片形成一个多相的涡流，每一个叶片形成一个甚至多个涡流，粉体颗粒类似蜂巢的结构排列并充满悬浮在整个腔体中，这个时候，改性剂从8、9、10入口以液态形式通过7压缩空气的作用被注入11混合腔，液化后的改性剂与充分分散的纳米颗粒在混合腔进行均匀和充分的接触，表面改性剂通过化学反应方式高度分散在粉体颗粒粒子表面均匀包覆/膜，形成一个牢固的完整的膜层。因此，该机的结构和工作原理，完全上能满足对粉体及表面改性剂的良好分散性、粉体与表面改性剂的接触或作用机会均等的技术要求。

1.2性能特点:蜂巢磨连续式粉体表面改性机的工艺配置，主要由加热系统、自动配料系统、给料装置、给药装置、蜂巢磨连续式粉体表面改性机、收集器及引风机成(图 2)。这一配置，具备了连续生产、无粉尘污染等工艺特性，且操作简便、运行平稳、单位产品能耗低。

2蜂巢磨连续式粉体表面改性机特点

经上所述证明蜂巢磨连续改性机是一种性能较好的粉体表面改性设备，适用于重钙、轻钙、锻烧高岭土、氧化锌、二氧化硅、氧化镁和氢氧化镁、氧化铝和氢氧化铝、滑石、云母、陶 土、粉煤灰、玻璃微珠等无机粉体，特别是超细无机 粉体和纳米无机粉体的表面改性。同时，还可用于纳米无机粉体的分散和解聚。

其具备如下特点:

对粉体机表面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，并使改性后的粉体无二次团聚，也才能减少表面改性剂的用量。

改性的温度和停留时间可在一定范围内调整，经过蜂巢磨连续改性剂生产的产品含水量可以控制在5 以内。

蜂巢磨连续改性机的设计保证了单位产品能耗低，磨耗小。合金材料避免了改性物料的被污染，同时也提高了设备的运转效率，降低运行成本。 蜂巢磨表面改性机连续生产并配有收尘系统，还具有物料损失少、粉尘污染轻等优点。

连续生产，全自动控制系统，操作简便，工人劳动强度低。设备运行稳定、可靠。 自动控制运行，根据物料的性质。表面改性剂的性质自动调节运行技术参数、改性温度和停留的时间，完成完整的包覆/膜。

设备规模大，产量大，适用大规模工业化生产。

通过大量的实验和客户证明，蜂巢磨连续改性剂是一种全新、具有国际先进水平的改性机。

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