粉體的表面改性或表面處理技術(shù)，包括表面改性方法、工藝、表面改性劑及其配方、表面改性設(shè)備等。其中在表面改性工藝和改性劑配方確定的情況下，表面改性設(shè)備的優(yōu)劣就成為粉體表面改性或表面處理的關(guān)鍵。
粉體表面改性設(shè)備，主要有3項功能：
一是混合；
二是分散；
三是表面改性劑在設(shè)備中熔化和均勻分散到物料表面，并產(chǎn)生良好的結(jié)合。
因此，性能好的表面改性設(shè)備應(yīng)具備以下基本工藝特性：
一是對粉體及表面改性劑的分散性好；
二是粉體與表面改性劑的接觸或作用機會均等；
三是改性溫度可調(diào)；
四是單位產(chǎn)品能耗低；
五是無粉塵污染；
六是操作簡便、運行平穩(wěn)。
SLG型粉體表面改性機是由原武漢工業(yè)大學(xué)北京研究生部與江陰市啟泰非金屬工程有限公司合作研制開發(fā)的，專門針對超細粉體表面改性或表面處理的一種連續(xù)干式粉體表面改性機。
1、SLG型連續(xù)式粉體表面改性機結(jié)構(gòu)和性能特點
（1）結(jié)構(gòu)組成
SLG型連續(xù)式粉體表面改性機主要由溫度計、出料口、進風(fēng)口、風(fēng)管、主機、進料口、計量泵和喂料機等組成。
▲SLG型連續(xù)式粉體表面改性機
其系統(tǒng)配置一般包括給料裝置、改性劑計量添加裝置、主機、旋風(fēng)集料器、布袋收塵器等。
（2）工作原理
待改性物料經(jīng)喂料機給入，經(jīng)與自動計量和連續(xù)給入的表面改性劑接觸后，依次通過三個圓筒形的改性腔從出料排出。
▲表面改性機原理
在改性腔中，特殊設(shè)計的高速旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)子和定子與粉體物料的沖擊、剪切和摩擦作用，產(chǎn)生其表面改性所需的溫度，該溫度可通過轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速、粉料通過的速度或給料速度以及風(fēng)門大小來調(diào)節(jié)，最高可到150℃。
同時轉(zhuǎn)子的高速旋轉(zhuǎn)強制粉體物料松散并形成渦流二相流，使表面改性劑能迅速、均勻地與粉體顆粒表面作用，包覆于顆粒表面。
（3）性能特點
對粉體及表面改性劑的分散性好，不僅改性產(chǎn)品無團聚顆粒，而且對原料中的團聚體顆粒有一定的解聚作用；
連續(xù)計量匹配進料和進藥（改性劑），粉體與表面改性劑的作用計劃均等，粉體表面包覆均勻，產(chǎn)品包覆率高；
能耗低，以SLG-3/600型機為例，用于超細輕質(zhì)碳酸鈣改性的單位產(chǎn)品能耗不大于35KW·h/t；
無粉塵污染，系統(tǒng)閉路和負壓運行且配有高效除塵裝置；
連續(xù)生產(chǎn)，自動化程度高，操作簡便；
運行平穩(wěn)。
（4）適用范圍
適用于連續(xù)大規(guī)模生產(chǎn)各種表面有機化學(xué)包覆的無機粉體，如重質(zhì)碳酸鈣、輕質(zhì)碳酸鈣、高嶺土、氧化鋅、氫氧化鎂、強氧化鋁、絹云母、硫酸鋇、白炭黑、鈦白粉、滑石等無機活性填料或顏料。
既可以與干法制粉工藝（如超細粉碎工藝）配套，也可單獨設(shè)置用于各種超細粉體的表面改性以及納米粉體的解團聚和表面改性。
2、SLG表面改性機在碳酸鈣加工中的應(yīng)用
輕質(zhì)碳酸鈣輕鈣廣泛應(yīng)用于塑料制品、涂料、油墨等領(lǐng)域。要改善其在這些應(yīng)用領(lǐng)域中與有機高聚物基料的相容性及在體系中的分散性，從而提高填充或復(fù)合后制品的綜合性能，必須對輕鈣進行表面改性。
河北井陘常勝鈣業(yè)有限公司用SLG連續(xù)式粉體表面改性機改性活性輕鈣的技術(shù)指標(biāo)：篩余物（325目篩）0.3%；105℃下?lián)]發(fā)物含量0.24%；鹽酸不溶物含量0.12%；鐵（Fe）含量0.03%；錳（Mn）含量0.004%；白度93.0度；吸油值65g/100g；活化度96%；沉降體積2.8g/mL。
由于SLG表面改性機連續(xù)生產(chǎn)并配有收塵系統(tǒng)，因此與用高速加熱混合機對輕鈣進行改性相比，還具有物料損失少、粉塵污染輕等優(yōu)點。
3、SLG表面改性機在高嶺土加工中的應(yīng)用
煅燒高嶺土廣泛應(yīng)用于涂料、造紙、電纜、橡膠、塑料、陶瓷等工業(yè)領(lǐng)域。但高嶺土的聚結(jié)性較強，在用于電纜、橡膠、塑料等高聚物基復(fù)合材料及部分涂料時，為了改善其與這些體系中有機基料的相容性及提高其在體系中的分散性，必須對其進行表面改性或表面處理。
采用SLG表面改性機對1250目、2000目、2500目等細度的煤系煅燒高嶺土進行表面改性處理。改性后高嶺土粒度變化不大，且有著較高的活化率，疏水性能較好，吸油值有所下降。
▼高嶺土改性前后部分指標(biāo)對比
4、SLG表面改性機在納米氧化鋅加工中的應(yīng)用
以硬脂酸改性、鈦酸酯為改性劑，采用SLG表面改性機對納米氧化鋅進行表面改性。
改性試驗條件為：改性劑用量，硬脂酸4.0%、鈦酸酯4.5%；其中硬脂酸以干粉計量連續(xù)自動加入，鈦酸酯偶聯(lián)劑用計量泵連續(xù)計量加入；溫度，105～120℃；物料通過量，450kg/h。
改性樣品活化指數(shù)測定結(jié)果：硬脂酸改性99.8%，鈦酸酯改性93.6%。
由此可見，SLG連續(xù)式粉體表面改性機對納米氧化鋅有良好的分散解聚和表面改性效果。
SLG連續(xù)式粉體表面改性機可以使用各種液體和固體表面改性劑，能滿足同時使用兩種表面改性劑進行復(fù)合改性，還可以用于兩種無機“微米/微米”和“納米/微米”粉體的共混與復(fù)合。
5、SLG表面改性機影響因素
影響SLG型連續(xù)粉體表面改性機改性效果的主要工藝因素是物料的水分含量、改性溫度和給料速度。
要求原料的水分含量不大于1%。
改性溫度要依表面改性劑的品種、用量和用法來進行調(diào)節(jié)，不要太低，也不能超過表面改性劑的分解溫度。
給料速度要適中，要以原料的性質(zhì)和粒度大小進行調(diào)節(jié)，給料速度過快，粉體在改性腔中的充填率過大，停留時間太短，難以達到較高的包覆率；給料速度過慢，粉體在改性腔中的充填率過小，溫升慢，表面改性效果變差，而且處理能力下降。
技術(shù)咨詢和交流：18701083278（微信同號）
來源：中國粉體表面改性設(shè)備的進展，作者：劉伯元；SLG型連續(xù)式粉體表面改性機應(yīng)用研究，作者：鄭水林、李楊、駱劍軍；非金屬礦加工技術(shù)與應(yīng)用手冊，作者：鄭水林、袁繼祖，冶金工業(yè)出版社；
編輯整理：粉體技術(shù)網(wǎng)
更多精彩！歡迎掃描下方二維碼關(guān)注中國粉體技術(shù)網(wǎng)官方微信（粉體技術(shù)網(wǎng)）
|
