气流粉碎机的结构形式较多,有扁平式、循环管式、对冲式、单喷式等,钛白粉的粉碎鑫采用扁平式。扁平式气流粉碎机我国也能生 产,关键是内衬材质的选择,一般采用耐磨硬质合金或刚玉,在国外美国斯徒蒂凡特公司(Sturtevant mill Go.)的扁平式气流粉碎机 (Micronizer)在钛白粉行业中使用的较多,该公司的一种 1.05m(42 英寸)的扁平式气流粉碎机,可粉碎 3t/h 钛白粉,产品平均粒径 0.25μ m,耗用 288℃、1.05MPa 的过热蒸汽 3.63t/h。 扁平式气流粉碎机的结构见上图,它的生产能力取决于粉碎室的直径,工业用扁平式气流粉碎机的直径为ф 280~1000mm 不等,内 设 12~24 个喷嘴,喷嘴的偏角 a 一般 为 32°~40°,它由上、下盖、进料管、进气管、磨圈、喷嘴、出气管和卸料管组成,粉碎室大、 喷嘴多的机型有时反喷嘴分两层布置。它的工作原理是使高压过热蒸汽以 200~500m/s 的速度,以切线方向从喷嘴入粉碎室,在粉碎室 内形成一个高速旋转的切线圆形气流,该切线圆与粉碎室外圆之间还有许多小旋流,使流体呈高度湍动状态,物料在此高速气流中发 生强烈地粉碎,只需数毫秒的时间颗粒即被粉碎,其中相互碰撞粉碎的占 80%,与粉碎机壁相互摩擦粉碎的占 20%,由于是以自身互相 碰撞粉碎为主, 所以它的颗粒外形较圆滑、粒径分布较窄,对产品的污染程度也较小。 选用过热蒸汽为工质气源,主要是因为蒸汽易得、便宜,蒸工质的压强比压缩空气的压强高得多而且也容易提高,因而它的临界 速度高、动能大,同时过热蒸汽的粘度比空气低,也不带静电,可以减少物料的内聚现象,与压缩空气相比,过热蒸粉碎时所需要的 气固比要小得多,而且压缩空气还要解决油污、冷凝水的问题,因此国内外的钛白粉工厂都采用过热蒸汽来粉碎钛白粉。影响汽流粉 碎效果的主要因素有如下几点。 a.气固比,粉碎时的气固比不仅是一项重要的技术参数,也是一项重要的经济指标。气固比过小,因为气流的动能不足会影响产 品的细度;气固比过高,不仅浪费能源,甚至会恶化某些颜料的分散性能。在以过热蒸汽为工质时,粉碎煅烧后的坚硬物料,气固比 一般控制在 2~4:1;粉碎表面处理后的物料一般控制在 1~2:1。 b.进料粒度,进料粒度虽没有气固比那么重要,但是在粉碎坚硬物料时对进料粒度有较严格的要求,就钛白粉而言粉碎煅烧料时 最好控制在 100~200 目为好;粉碎表面处理后的物料 一般 40~70 目,最大不超过 2~5 目。 c.工质的温度,因为温度提高,气体的流速可以加快,以空气为例:室温下的临界速 度为 320m/s,当温度升到 480℃时,临界速 度可以提高到 500m/s, 即动能增加了 150%, 因此提高工质的温度对粉碎的效果是有利的。 粉碎钛白粉时过热蒸汽的温度一般为 300~400℃ 左右,通常粉碎煅烧时温度偏高,粉碎表面处理后的物料时偏低一些,因为有些表面处理剂,特别是有机表面处理剂不耐高温,有时 只需要在原有蒸汽温度的基础上过热 100℃即可。 d.工质的压强,工质的压强是产生喷气流速度的主要参数,也是影响粉碎细度的主要参数。工质喷气流的动能,与其质量的一次 方成正比,与其速度的平方成正比,因此压强越高,速度越快,动能就越大,当蒸汽压力增大到一定值不变后,通过喷嘴的气流流速 虽然不再增加,但压强增高,气流的密度随着增加,同样动能相应提高。至于粉碎时选择多高的压强,取决于物较的可粉碎性和细度 要求,用过热蒸汽粉碎钛白粉时,蒸汽压强一般在 0.8~1.7MPa,一般粉碎煅烧料高一些,粉碎表面处理后的物料可以低一些。 e.粉碎助剂,选择恰当的粉碎助剂,不仅能提高粉碎的效率,还能提高产品在介质中的分散性能,二氧化钛表面处理时添加的有 机表面活性剂中大多数都有粉碎助剂的功能,无机粉碎助剂一般使用六偏磷酸钠和焦磷酸钠(钾)等。