[发明专利]高速破碎机以及超微石墨粉的加工设备和制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及超细粉体的制备，尤其涉及一种超细土状石墨粉的制备方法以及与之配套使用的加工设备。

背景技术

石墨材料在达到一定粒度后，由于其微粒的“表面效应”和“体积效应”，能够产生一系列奇特的性质，如熔点低、化学活性高、磁性强、热传导好、对电磁波的异常吸收等特性。因此，在科研和工业领域，超微粉体的制备具有特殊的意义。目前工业上广泛使用的土状石墨粉粒径D₉₀在45um左右，在特殊行业，石墨粒径D₉₀约15um，例如石墨负极材料。

国外从20世纪40年代就已经开始对超细粉碎加工技术进行研究，特别是美国、德国、日本、英国等国家的超细粉碎技术和设备达到了较高水平，其超细粉产品粒度可控制在0.5~10mm的任意等级。在国内，20世纪60年代才开始对超细粉碎技术和设备有所研究，但由于科技和重视程度不够，一直发展缓慢，直到80年代，随着高新技术产业的兴起才得以迅猛发展。目前，已能生产与世界上已成型的机种性能相媲美的各种类型磨粉机。其中主要有，气流磨、振动磨、搅拌磨、冲击磨。超细粉体应用广泛于精细陶瓷、电子技术、新材料和生物技术等新兴产业发展中，特别是在非金属矿加工中具有极大的潜力。

由于超细粉体在各行业的用途和制备方法不同，目前对超细粉体粒度界限没有统一的说法，一般几纳米至数十微米的粉体都可以称为超细粉体。对于非金属矿物加工而言，我国学者比较认可的界定为：粒径小于10mm的粉体物料称为超细粉体。

超细石墨粉体制备主要有两种：一种是化学分离法，另一种是物理分离法。化学反应分离法是利用强氧化性酸如浓硫酸浓硝酸等作为强氧化剂破坏石墨分子间的化学键，形成氧化石墨，然后对氧化石墨进行处理，得到超微石墨粉体。物理分离法是指石墨为层状结构，分子层与层之间通过若的范德华力结合，在与其他硬质材料或自身高速碰撞的情况下，层与层会产生剥离。

目前主要的超细粉碎设备主要有搅拌磨、振动磨和气流磨。搅拌磨能量利用率最高、粉碎颗粒细、粒度均匀、但是产量低；振动磨具有高效、使用范围广、产品粒度细等优点，其产品粒度D₅₀可达到1mm以下，但也具有容积小、设备容易损坏等缺点；气流磨主要应用于中等硬度以下物料的超细粉碎，产品细度D₉₇可达到5~10mm左右，并且产能较大、产品细度细、粒度分布窄、产品受污染程度低，但同时配套设施要求繁琐、对入料粒度要求也比较严格、并且能耗高及成本高。

综上所述，我国的超细石墨粉的制备具有商业意义，虽然目前已有很多粉碎设备能够满足一定范围内的生产需求，但由于粉碎设备各自的缺点，在特殊领域加工中，还需要不断寻求适合自身领域的加工设备。

发明内容

本发明要解决的技术问题是克服现有技术的不足，提供一种超细土状石墨粉的制备方法以及与之配套使用的设备。

为解决上述技术问题，本发明提出的技术方案为：

一种高速破碎机，包括外壳及设置在外壳内的依次排列安装的前置刀口、主置破碎刀片和分离机，所述前置刀口设置在主置破碎刀片的前方，分离机设置在主置破碎刀片的后方，所述前置刀口与主置破碎刀片安装在设置于高速破碎机中心的主轴上。

一种超微石墨粉的加工设备，包括上述高速破碎机、储料室和除尘布袋，所述储料室和除尘布袋设置在高速破碎机的下游，所述高速破碎机的分离机分别连接储料室和除尘布袋，所述高速破碎机的外壳上设置有进料口，储料室的下端设置有出料口，除尘布袋的下端设置有收集口。

进一步的，所述高速破碎机的主置破碎刀片与外壳的间隙小于15mm，所述主置破碎刀片包括刀片和刀盘，刀片为3~5个硬质合金刀片，刀口朝上呈顺时针排列斜置固定在刀盘上。

进一步的，所述主置破碎刀片的刀片刀口为圆弧形刃。

进一步的，所述主置破碎刀片的刀盘上设置有孔缺，边缘处设有齿状缺口，便于物料通过。

进一步的，所述高速破碎机的主轴上安装有螺旋叶片，其设置在前置刀口与主置破碎刀片之间，用于推送高速破碎机中的物料。

基于上述设备，所述超微石墨粉的制备方法具体步骤包括：

（1）将土状石墨粉加入至雷蒙磨粉机中破碎，得到粒径D₉₀为20~45μm的一次粉体；

（2）将上述一次粉体通过进料口匀速添加进高速破碎机中，调节电机电流，使前置刀口和主置破碎刀片开始旋转破碎，所述一次粉体经过前置刀口时预破碎，然后被螺旋叶片带入高速破碎机中部，与主置破碎刀片碰撞，击碎成超细颗粒；