[发明专利]超细粉体生产装置

说明书

技术领域

本发明涉及低温液体粉碎生产装置制取橡胶、热塑性塑料、热塑性树脂、热敏性物料超细粉体生产技术，属于低温粉碎设备技术领域。

背景技术

低温粉碎是利用材料在低温条件下的冷脆特性进行粉碎，可以得到较细的颗粒，在低温条件下粉碎物料，可以保持物料的品性，价值提高。用制冷剂将需要粉碎的物料快速冷冻到冷脆温度以下，随后将冷冻物料送入粉碎装置中进行粉碎。利用低温粉碎可以粉碎常温下难以粉碎的物料，如橡胶、热塑性塑料、热塑性树脂、热敏性物料，防止粉碎时变质。低温粉碎后的产品成型好，堆比重大，流动性好。

目前，制备橡胶、热塑性塑料、热塑性树脂细粉体的方法主要有常温粉碎法、湿法粉碎法、冷冻粉碎法。

常温粉碎法。一般是指在常温或高于常温的温度下通过机械作用粉碎制成细粉体的一种粉碎法，粉碎原理是通过机械剪切力的作用对粉体进行挤压、剪切和碾磨、筛网分离，制得的产品粒径大，用途窄、降低了粉体的物理性能。

湿法粉碎法是用化学药品或水进行粉体的前处理，处理的粗粉或粗粉混合体投入一个或连续多个专门的圆盘胶体磨中进行超微细粉碎，可得到粒径为10~200微米粒子的凝聚体。这种方法工艺复杂、产品成本高、推广困难。

冷冻粉碎法。1927年，美国的一家公司提出了干冰为制冷剂粉碎橡胶、糊状物、粘性物的方法。其做法是将被粉物料与干冰混合在一起，投入球磨机或削磨机进行粉碎。1964年，日本出现了用液体二氧化碳进行粉碎的方法，使用冲击式粉碎机以粉碎低压聚乙烯。

美国的LNP公司于1948年开发了使用液氮粉碎热塑性材料的商业技术。1971年，美国UCC公司发表了橡胶冷冻粉碎的专利。20世纪80年代以来，美国、法国、日本、德国、瑞典等国家都先后进入了液氮粉碎橡胶的工业化生产，并出口相关设备和技术。

液氮冷冻粉碎法，液氮的沸点为-196℃，很容易获得理想的低温效果，液氮是制气工业的副产品，无色、无味、无毒、不存在环境污染，是橡胶及很多物料冷冻粉碎较理想的制冷剂。在液氮利用形式也分为预冷处理粉碎和无预冷处理粉碎。

美国UCC公司开发的橡胶粉冷冻粉碎工艺，其工艺过程基本上分两条线，一条线有预冷处理，一条线无预冷处理。

有预冷处理线，全部过程在冷冻状态下进行，首先将废橡胶送入液氮冷冻装置中，冷冻到-40℃以下，接着进行冲击破碎，然后用分离装置筛除金属和纤维，将废胶块送入粉碎装置在冷冻下进行粉碎，再进入流体能型粉碎机，在冷冻下细碎。从粗碎机出来的胶粉粒通过低温筛分装置，筛出的粗粒返回粗碎机继续粉碎。

无预冷处理线，粉碎工艺的一部分在常温下进行。首先粗碎，经磁选器除去金属后，送入冷却装置或直接送入细碎机进行冷冻粉碎。再经过磁选器和筛分装置，分离出金属和纤维，最后送入旋风分离器。用UCC冷冻粉碎法可获得0.03mm(325目）以下的橡胶粉。

乌克兰国家科学院低温物理工程研究所开发的液氮冷冻粉碎废旧轮胎制备胶粉技术，加工工艺路线分为粉碎和研磨两部分。粉碎工序是将整条废旧轮胎冷冻后粉碎，并使橡胶与钢丝帘线和纤维帘线分开；磨碎工艺是将粉碎工序的胶粉粒磨碎，磨碎的胶粉细度在40目以上的占60%以上。微磨机可在低温下将胶粉磨细成0.05mm(240目）的超细胶粉。

涡轮空气膨胀式冷冻粉碎法，涡轮空气膨胀制冷是一项航空技术，其工艺过程是空气闭路循环的冷冻工艺流程。空压机送出的压缩空气，经干燥器除水、干燥后，送入一级换热器，与从二级换热器逆流来的冷空气热交换，吸收冷量。使温度下降后进入二级换热器，与从冷冻室出来的空气进行第二次换热。使温度进一步降低后，进入涡轮。经膨胀制冷，使温度降到-130℃。送入冷冻室与胶粒直接热交换，使胶粒迅速冷冻脆化，最后进入冷冻粉碎机粉碎。进料胶粒粒度为6~10mm，出料胶粉粒度为60~80目的占50%以上。

发明内容

本发明的目的是提供橡胶、热塑性塑料、热塑性树脂、热敏性物料超细粉体生产装置，方案如下：

1．超细粉体生产装置，其特征是：包括搅拌预处理器、低温液体搅拌混合器、低温粉碎机、液固分离器和低温液体中间罐；搅拌预处理器底部出口管道与低温液体搅拌混合器进料口连接；低温液体搅拌混合器底部出口管道与低温粉碎机料斗进料口连接；低温粉碎机料斗安装在低温粉碎机入口，低温粉碎机出口管道与液固分离器入口连接；液固分离器出口分离的低温液体进入低温液体中间罐。