第6部分 混合及造粒

1、混合與造粒l目的目的l機(jī)理機(jī)理l影響混合的因素影響混合的因素l機(jī)械機(jī)械 l水泥原料和陶瓷原料的混合，是為固相反應(yīng)創(chuàng)水泥原料和陶瓷原料的混合，是為固相反應(yīng)創(chuàng)造條件；造條件；l玻璃原料和冶金原料的混合是為爐內(nèi)熔融反應(yīng)玻璃原料和冶金原料的混合是為爐內(nèi)熔融反應(yīng)配制適當(dāng)?shù)幕瘜W(xué)成分；配制適當(dāng)?shù)幕瘜W(xué)成分；l在耐火材料和制磚生產(chǎn)中，為了獲得所需的強(qiáng)在耐火材料和制磚生產(chǎn)中，為了獲得所需的強(qiáng)度，要制備有最緊密填充狀態(tài)的顆粒配合料；度，要制備有最緊密填充狀態(tài)的顆粒配合料；l繪畫顏料和涂料用顏料的調(diào)制，合成樹脂與顏繪畫顏料和涂料用顏料的調(diào)制，合成樹脂與顏料粉末的混合則是為了調(diào)色。料粉末的混合則是為了調(diào)色。 l移動(dòng)混合

2、粒子成團(tuán)地移動(dòng)；移動(dòng)混合粒子成團(tuán)地移動(dòng)；l擴(kuò)散混合把粒子撒到新出現(xiàn)的粉體面擴(kuò)散混合把粒子撒到新出現(xiàn)的粉體面上；上；l剪切混合粉體內(nèi)形成滑移面。剪切混合粉體內(nèi)形成滑移面。 l物料在混合機(jī)中從最初的整體混合達(dá)到物料在混合機(jī)中從最初的整體混合達(dá)到局部的混勻狀態(tài)。在前期進(jìn)行迅速地混局部的混勻狀態(tài)。在前期進(jìn)行迅速地混合，達(dá)到最佳混合狀態(tài)后，要向反方向合，達(dá)到最佳混合狀態(tài)后，要向反方向變化，使混合狀態(tài)變劣，而偏析和混合變化，使混合狀態(tài)變劣，而偏析和混合則反復(fù)地交替進(jìn)行著，在某個(gè)時(shí)刻達(dá)到則反復(fù)地交替進(jìn)行著，在某個(gè)時(shí)刻達(dá)到動(dòng)態(tài)平衡。動(dòng)態(tài)平衡。l固體粒子的性質(zhì)：包括粒子的粒度與粒度固體粒子的性質(zhì)：包括粒子的粒度

3、與粒度分布、粒子形狀、粒子密度、松散體積密分布、粒子形狀、粒子密度、松散體積密度、表面性質(zhì)、靜電荷、水分含量、脆碎度、表面性質(zhì)、靜電荷、水分含量、脆碎性、休止角、流動(dòng)性、抗團(tuán)聚性等。性、休止角、流動(dòng)性、抗團(tuán)聚性等。l混合機(jī)性能：包括機(jī)身尺寸與幾何形狀、混合機(jī)性能：包括機(jī)身尺寸與幾何形狀、所用攪拌部件的尺寸與幾何形狀、清洗性所用攪拌部件的尺寸與幾何形狀、清洗性能、進(jìn)料口的大小與部位、結(jié)構(gòu)材料與表能、進(jìn)料口的大小與部位、結(jié)構(gòu)材料與表面加工質(zhì)量、進(jìn)料與卸料裝置的性能。面加工質(zhì)量、進(jìn)料與卸料裝置的性能。l運(yùn)轉(zhuǎn)條件：包括混合料內(nèi)各組成的多少及運(yùn)轉(zhuǎn)條件：包括混合料內(nèi)各組成的多少及其占據(jù)混合機(jī)體積的比率，各

4、組成進(jìn)入混其占據(jù)混合機(jī)體積的比率，各組成進(jìn)入混合機(jī)的方法、次序、速率，攪拌部件或混合機(jī)的方法、次序、速率，攪拌部件或混合容器的旋轉(zhuǎn)速率。合容器的旋轉(zhuǎn)速率。l混合的方式和途徑：包括機(jī)械混合與氣力混合的方式和途徑：包括機(jī)械混合與氣力均化、混合裝置的結(jié)構(gòu)、連續(xù)式混合或間均化、混合裝置的結(jié)構(gòu)、連續(xù)式混合或間歇式混合、無(wú)法在混合機(jī)內(nèi)均化的大宗物歇式混合、無(wú)法在混合機(jī)內(nèi)均化的大宗物料的混合、堆料方式、取料方式等。料的混合、堆料方式、取料方式等。l料漿攪拌機(jī)：機(jī)械攪拌機(jī)，氣力攪拌機(jī)料漿攪拌機(jī)：機(jī)械攪拌機(jī)，氣力攪拌機(jī)設(shè)備，機(jī)械氣力攪拌機(jī)設(shè)備，機(jī)械氣力攪拌機(jī)l粉料混合機(jī)：螺旋式混合機(jī)，輪粘式混粉料混合機(jī)：螺旋式

5、混合機(jī)，輪粘式混合機(jī)，漿葉式混合機(jī)，行星式混合機(jī)，合機(jī)，漿葉式混合機(jī)，行星式混合機(jī)，氣力混合機(jī)氣力混合機(jī)l水平槳式攪拌機(jī)：常用在陶瓷廠碎解粘水平槳式攪拌機(jī)：常用在陶瓷廠碎解粘土，間歇工作。土，間歇工作。l行星攪拌機(jī)：立式攪拌機(jī)，陶瓷廠用來行星攪拌機(jī)：立式攪拌機(jī)，陶瓷廠用來攪拌泥漿及釉料，以防止固體顆粒的沉攪拌泥漿及釉料，以防止固體顆粒的沉淀。淀。l螺旋式攪拌機(jī)；以漿葉的直徑表示規(guī)格。螺旋式攪拌機(jī)；以漿葉的直徑表示規(guī)格。結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單緊湊，攪拌效率高，廣泛應(yīng)用結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單緊湊，攪拌效率高，廣泛應(yīng)用于陶瓷工業(yè)。于陶瓷工業(yè)。l氣力攪拌機(jī)設(shè)備：利用壓縮空氣通入漿氣力攪拌機(jī)設(shè)備：利用壓縮空氣通入漿池，使料漿產(chǎn)生強(qiáng)

6、烈的湍流運(yùn)動(dòng)而得到池，使料漿產(chǎn)生強(qiáng)烈的湍流運(yùn)動(dòng)而得到攪拌。特別適合于高深的料漿池應(yīng)用。攪拌。特別適合于高深的料漿池應(yīng)用。料漿池較深，可有效利用上升氣流進(jìn)行料漿池較深，可有效利用上升氣流進(jìn)行料漿攪拌。料漿攪拌。l機(jī)械氣力攪拌機(jī)：為了加強(qiáng)攪拌效應(yīng)，機(jī)械氣力攪拌機(jī)：為了加強(qiáng)攪拌效應(yīng)，往往在同一設(shè)備中同時(shí)進(jìn)行機(jī)械攪拌和往往在同一設(shè)備中同時(shí)進(jìn)行機(jī)械攪拌和氣力攪拌，可得到十分均一的料漿。氣力攪拌，可得到十分均一的料漿。l螺旋式混合機(jī)：用于粉料的混合、增濕螺旋式混合機(jī)：用于粉料的混合、增濕或潮解粘土等，有單軸和雙軸兩種類型?；虺苯庹惩恋?，有單軸和雙軸兩種類型。由由U型槽、主軸、緊固在主軸上的不連續(xù)型槽、主軸

7、、緊固在主軸上的不連續(xù)螺旋漿葉以及帶動(dòng)主軸轉(zhuǎn)動(dòng)的驅(qū)動(dòng)裝置螺旋漿葉以及帶動(dòng)主軸轉(zhuǎn)動(dòng)的驅(qū)動(dòng)裝置組成。組成。l輪碾式混合機(jī)：與輪碾機(jī)相似，有盤轉(zhuǎn)輪碾式混合機(jī)：與輪碾機(jī)相似，有盤轉(zhuǎn)式和輪轉(zhuǎn)式兩種。盤轉(zhuǎn)式混合機(jī)碾盤旋式和輪轉(zhuǎn)式兩種。盤轉(zhuǎn)式混合機(jī)碾盤旋轉(zhuǎn)，通過與物料的摩擦作用，使碾輪繞轉(zhuǎn)，通過與物料的摩擦作用，使碾輪繞著固定橫梁自轉(zhuǎn)，可以保證物料的水分著固定橫梁自轉(zhuǎn)，可以保證物料的水分和粒度均勻分布。中小型玻璃工廠多數(shù)和粒度均勻分布。中小型玻璃工廠多數(shù)采用這種混合機(jī)。采用這種混合機(jī)。l漿葉式混合機(jī)：在軸向的混合強(qiáng)度不夠，漿葉式混合機(jī)：在軸向的混合強(qiáng)度不夠，混合均勻度不夠?；旌暇鶆蚨炔粔?。l行星式混合機(jī)：在

8、耐火材料及陶瓷工廠行星式混合機(jī)：在耐火材料及陶瓷工廠中用于必須保證泥料成分和水分均一時(shí)中用于必須保證泥料成分和水分均一時(shí)的混合和增濕。的混合和增濕。l氣力混合機(jī)：主要部件是設(shè)于庫(kù)底（均氣力混合機(jī)：主要部件是設(shè)于庫(kù)底（均化庫(kù)）的各種形式的充氣箱，壓縮空氣化庫(kù)）的各種形式的充氣箱，壓縮空氣穿過多孔板向上流，使粉料流態(tài)化。穿過多孔板向上流，使粉料流態(tài)化。l顆粒群的凝聚顆粒群的凝聚l造粒方法造粒方法l噴霧干燥造粒噴霧干燥造粒 l凝聚的粘結(jié)機(jī)理凝聚的粘結(jié)機(jī)理1）由于物質(zhì)本身的架橋（燒結(jié)、熔融、）由于物質(zhì)本身的架橋（燒結(jié)、熔融、化學(xué)反應(yīng)）；化學(xué)反應(yīng)）；2）液體架橋和毛細(xì)管吸引力；）液體架橋和毛細(xì)管吸引力；

9、3）粘結(jié)劑的附著力；）粘結(jié)劑的附著力；4）范德華力和靜電吸引力；）范德華力和靜電吸引力；5）機(jī)械咬合力。）機(jī)械咬合力。l凝聚顆粒的抗拉強(qiáng)度凝聚顆粒的抗拉強(qiáng)度 凝聚顆粒的抗拉強(qiáng)度假想面上單位斷裂凝聚顆粒的抗拉強(qiáng)度假想面上單位斷裂面積的接觸點(diǎn)數(shù)面積的接觸點(diǎn)數(shù)H。接觸點(diǎn)系指沿該假接觸點(diǎn)系指沿該假想面被切斷的球面上，與其鄰接的顆粒的想面被切斷的球面上，與其鄰接的顆粒的接觸點(diǎn)。接觸點(diǎn)。 通過計(jì)算可得，入口抽吸壓力比通過計(jì)算可得，入口抽吸壓力比液體架橋給予造粒顆粒的強(qiáng)度還大。加濕液體架橋給予造粒顆粒的強(qiáng)度還大。加濕造粒時(shí)，毛細(xì)管狀態(tài)時(shí)的抗拉強(qiáng)度約為擺造粒時(shí)，毛細(xì)管狀態(tài)時(shí)的抗拉強(qiáng)度約為擺動(dòng)狀態(tài)時(shí)的動(dòng)狀態(tài)時(shí)的

10、3倍，鏈索狀態(tài)時(shí)為兩者的中倍，鏈索狀態(tài)時(shí)為兩者的中間值。間值。l凝聚造粒法凝聚造粒法:含少量液體的粉體，因液體表含少量液體的粉體，因液體表面張力作用而凝聚。用攪拌、轉(zhuǎn)動(dòng)、振動(dòng)或面張力作用而凝聚。用攪拌、轉(zhuǎn)動(dòng)、振動(dòng)或氣流使干粉體流動(dòng)，若再添加適量的液體粘氣流使干粉體流動(dòng)，若再添加適量的液體粘結(jié)劑，則可像滾雪球似地使制成的顆粒長(zhǎng)大，結(jié)劑，則可像滾雪球似地使制成的顆粒長(zhǎng)大，大小可達(dá)數(shù)毫米到幾十毫米。常用盤式成球大小可達(dá)數(shù)毫米到幾十毫米。常用盤式成球機(jī)來凝聚造粒機(jī)來凝聚造粒l擠壓造粒法：用螺旋、活塞、滾輪、回轉(zhuǎn)葉擠壓造粒法：用螺旋、活塞、滾輪、回轉(zhuǎn)葉片對(duì)加濕的粉體加壓，并讓其通過孔板、網(wǎng)片對(duì)加濕的粉體

11、加壓，并讓其通過孔板、網(wǎng)擠出，可制得擠出，可制得0.2毫米至幾十毫米的顆粒。毫米至幾十毫米的顆粒。l壓縮造粒法：分在一定模型中壓縮成片劑和壓縮造粒法：分在一定模型中壓縮成片劑和在兩個(gè)對(duì)輥間壓縮成團(tuán)塊兩種，可制得粒徑在兩個(gè)對(duì)輥間壓縮成團(tuán)塊兩種，可制得粒徑均齊、表面光滑、密度大的顆粒。均齊、表面光滑、密度大的顆粒。l破碎造粒法：由滾輪壓縮制成的碎片，再用破碎造粒法：由滾輪壓縮制成的碎片，再用回轉(zhuǎn)葉片粉碎制得細(xì)粒狀的凝聚造粒粒子，回轉(zhuǎn)葉片粉碎制得細(xì)粒狀的凝聚造粒粒子，有干法和濕法兩種。濕法可制得有干法和濕法兩種。濕法可制得0.1-0.3毫米的毫米的細(xì)顆粒。細(xì)顆粒。l熔融造粒法：讓熔融狀的物質(zhì)細(xì)化后冷

12、卻凝熔融造粒法：讓熔融狀的物質(zhì)細(xì)化后冷卻凝固，除了噴射或由板上滴下進(jìn)行細(xì)化外，還固，除了噴射或由板上滴下進(jìn)行細(xì)化外，還有將熔融液粘附于冷卻轉(zhuǎn)筒凝固而成碎片狀。有將熔融液粘附于冷卻轉(zhuǎn)筒凝固而成碎片狀。l噴霧干燥器構(gòu)造噴霧干燥器構(gòu)造l霧化器霧化器l氣液兩相的流向氣液兩相的流向l5060年代開始制粉料，近年用來造粒。年代開始制粉料，近年用來造粒。l缺點(diǎn)：料漿霧化還要消耗大量熱量，設(shè)缺點(diǎn)：料漿霧化還要消耗大量熱量，設(shè)備復(fù)雜而龐大。備復(fù)雜而龐大。l優(yōu)點(diǎn)：自動(dòng)化，連續(xù)化，減少操作人員，優(yōu)點(diǎn)：自動(dòng)化，連續(xù)化，減少操作人員，泥料質(zhì)量穩(wěn)定，操作可靠。泥料質(zhì)量穩(wěn)定，操作可靠。l構(gòu)造見下圖構(gòu)造見下圖l液滴平均直徑為

13、幾十至幾百液滴平均直徑為幾十至幾百m，分散料分散料漿使之成為細(xì)小的液滴。漿使之成為細(xì)小的液滴。l常用霧化器有壓力噴嘴式霧化器，空氣常用霧化器有壓力噴嘴式霧化器，空氣霧化器和離心霧化器三種霧化器和離心霧化器三種l使料漿流入一個(gè)高速旋轉(zhuǎn)的霧化盤中，使料漿流入一個(gè)高速旋轉(zhuǎn)的霧化盤中，料漿在離心力的作用下從霧化盤中以很料漿在離心力的作用下從霧化盤中以很高的速度甩出，甩出的料漿在空氣中與高的速度甩出，甩出的料漿在空氣中與空氣磨擦即分裂成液滴。料漿離開霧化空氣磨擦即分裂成液滴。料漿離開霧化盤時(shí)，形成的液滴是沿水平方向散開的，盤時(shí)，形成的液滴是沿水平方向散開的，為了防止液滴碰到干燥器的壁上而粘在為了防止液滴

14、碰到干燥器的壁上而粘在上面，干燥器必須有足夠大的直徑，離上面，干燥器必須有足夠大的直徑，離心霧化器的給料壓力是很低的。心霧化器的給料壓力是很低的。l料漿用泵在較高的壓力（料漿用泵在較高的壓力（2MPa左右）沿左右）沿切線方向進(jìn)入霧化器，在霧化器的旋流切線方向進(jìn)入霧化器，在霧化器的旋流器中，料漿產(chǎn)生了強(qiáng)烈的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，然器中，料漿產(chǎn)生了強(qiáng)烈的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，然后高速?gòu)膰娮靽姵?，噴出的料漿在空氣后高速?gòu)膰娮靽姵?，噴出的料漿在空氣中由于磨擦作用而被撕裂成為細(xì)小的液中由于磨擦作用而被撕裂成為細(xì)小的液滴，又稱機(jī)械霧化器。滴，又稱機(jī)械霧化器。l利用壓縮空氣在噴嘴出口處吹散料漿使利用壓縮空氣在噴嘴出口處吹散料漿使之成為細(xì)小的液滴，空氣霧化器給料的之成為細(xì)小的液滴，空氣霧化器給料的壓力很低，要壓縮空氣做霧化用。在陶壓力很低，要壓縮空氣做霧化用。在陶瓷工業(yè)中很少