二氧化硅消光劑生產(chǎn)工藝研究

李振琦+楊威

摘要二氧化硅消光劑性能的提升對(duì)涂料生產(chǎn)有著極其重要的作用，二氧化硅消光劑的性能一旦提升，效率提升、成本降低、能耗降低。而提升二氧化硅消光劑性能，關(guān)鍵在于粉碎加工技術(shù)的好壞。當(dāng)前用于粉碎二氧化硅消光劑的傳統(tǒng)氣流粉碎機(jī)和介質(zhì)磨相對(duì)國(guó)外的二氧化硅消光劑的粉碎機(jī)而言，存在不足之處，諸如粉碎效率低、能耗較高、粉碎環(huán)境交差、噪音強(qiáng)等。筆者基于節(jié)能、環(huán)保、穩(wěn)定等目的，在傳統(tǒng)粉碎設(shè)備的基礎(chǔ)上結(jié)合振動(dòng)磨的優(yōu)點(diǎn)而創(chuàng)新設(shè)計(jì)新型粉碎設(shè)備，在發(fā)展前景和應(yīng)用價(jià)值上存在利好之處。

關(guān)鍵詞消光劑；氣流粉碎；節(jié)能穩(wěn)定；新型

中圖分類號(hào)：TQl27 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1671-7597（2014）11-0161-02

二氧化硅消光劑是亞光涂料的主要材質(zhì)，其粒徑與粒度分布在亞光涂料中占據(jù)重要地位，亞光涂料一般選用平均粒徑在7Lm左右，最大粒徑不超過在16Lm的微粉化的二氧化硅作為消光劑。二氧化硅消光劑固體顆粒狀，多孔性，160—220 m2/g的比表面積，大而聚集；150—250Lm的表觀密度，小而蓬松；0.15—0.20 kg/L的粉體表觀密度。二氧化硅消光劑經(jīng)過粉碎，粉體平均粒徑降低到10Lm左右。壓實(shí)排氣能使0.04—0.05 kg/L的粉體表觀密度由蓬松變?yōu)榫o實(shí)。亞光涂料產(chǎn)生最佳消光效果的關(guān)鍵在二氧化硅消光劑的粒度分布。當(dāng)二氧化硅消光劑的粒徑與亞光涂料的干膜厚度能夠完全配合，消光效果才能達(dá)到最佳。概而言之，二氧化硅消光劑的粒度分布取決于粉碎加工技術(shù)，粉碎加工技術(shù)的好壞決定著二氧化硅消光劑的生產(chǎn)效率。當(dāng)前用于粉碎二氧化硅消光劑的傳統(tǒng)氣流粉碎機(jī)和介質(zhì)磨相對(duì)國(guó)外的二氧化硅消光劑的粉碎機(jī)而言，存在不足之處，諸如粉碎效率低、能耗較高、粉碎環(huán)境交差、噪音強(qiáng)等。筆者就當(dāng)前的氣流粉碎設(shè)備、超微粉碎設(shè)備進(jìn)行了細(xì)致分析，通過實(shí)驗(yàn)和理論支持，在傳統(tǒng)粉碎設(shè)備的基礎(chǔ)上結(jié)合振動(dòng)磨的優(yōu)點(diǎn)而創(chuàng)新設(shè)計(jì)新型粉碎設(shè)備。

1氣流粉碎設(shè)備

談及中國(guó)當(dāng)前二氧化硅消光劑的粉碎設(shè)備，氣流粉碎機(jī)通常有兩種，一種是扁平式或圓盤式的氣流粉碎機(jī)，一種是流化床氣流粉碎機(jī)。

首先，簡(jiǎn)要介紹了扁平式氣流粉碎機(jī)的各個(gè)配件，包含粉碎帶、研磨噴嘴、文丘里管、推料噴口、剛玉內(nèi)襯、外殼。扁平式氣流粉碎機(jī)的流程如下：待粉碎物料——文丘里噴嘴——粉碎室——壓縮空氣——?dú)饬鞣峙涫摇郀枃娮臁?倍音速以上流速到達(dá)出口。工作原理是待粉碎物料經(jīng)研磨噴嘴噴射出，高速旋流帶動(dòng)循環(huán)運(yùn)動(dòng)，在強(qiáng)大的沖擊、摩擦、碰撞下粉碎二氧化硅消光劑。這樣條件下的粉碎的二氧化硅消光劑并不是一次性的，產(chǎn)生的粉末有粗粉和細(xì)粉之分，符合要求的細(xì)粉通過粉碎機(jī)中心出口進(jìn)入分離器，粉碎成功；而粗粉則繼續(xù)循環(huán)往復(fù)做循環(huán)運(yùn)動(dòng)，直至達(dá)到粉碎標(biāo)準(zhǔn)。

其次，就流化床氣流粉碎機(jī)的結(jié)構(gòu)原理進(jìn)行簡(jiǎn)單敘說，流化床氣流粉碎機(jī)包含輸送裝置、雙翻版、位料顯示器1、位料顯示器2、螺旋喂料器、噴嘴、粉碎室、渦輪選粉機(jī)。相對(duì)扁平式或圓盤式的氣流粉碎機(jī)，流化床氣流粉碎機(jī)的結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜，但性能相對(duì)好一些。流化床氣流粉碎機(jī)的流程如下：待粉碎物料——螺旋喂料器——粉碎室內(nèi)流態(tài)化——壓縮空氣——噴嘴——超音速狀態(tài)——高速撞擊、摩擦——粉碎。流化床氣流粉碎機(jī)的分級(jí)機(jī)將粗粉和細(xì)粉區(qū)別對(duì)待，細(xì)粉排出搜集，粗粉循環(huán)撞擊直至變?yōu)榧?xì)粉。

傳統(tǒng)氣流粉碎設(shè)備能夠符合二氧化硅消光劑在粒度上的要求，但存在能耗高、輔助設(shè)備多、操作環(huán)境差、噪聲污染重等明顯不足。1）傳統(tǒng)氣流粉碎設(shè)備能耗大多在600—800 k/h，高耗能，低生產(chǎn)效率；2）傳統(tǒng)氣流粉碎設(shè)備輔助設(shè)備多，空壓機(jī)、壓縮空氣儲(chǔ)罐、脈沖除塵器等設(shè)備呈現(xiàn)出高費(fèi)用、大面積的特點(diǎn)；3）傳統(tǒng)氣流粉碎設(shè)備操作時(shí)由于細(xì)粉表觀密度小，讓實(shí)際操作現(xiàn)場(chǎng)滿目粉塵，不僅造成浪費(fèi)，而且影響操作現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境。

2振動(dòng)磨

當(dāng)前工業(yè)上應(yīng)用較為廣泛的超微粉碎設(shè)備在介質(zhì)磨方面包含振動(dòng)磨、球磨、攪拌磨等。與傳統(tǒng)氣流粉碎設(shè)備相比，超微粉碎設(shè)備的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單與能耗低是其最大的特色。但由于該幾種介質(zhì)磨在粉碎過程中不能使二氧化硅消光劑達(dá)到完全粉碎的目的，而是在粉碎過程中出現(xiàn)同時(shí)再次凝聚、結(jié)塊的情況，這種情況應(yīng)用于二氧化硅的粉碎明顯還處于不能成功的狀態(tài)。

作為介質(zhì)磨設(shè)備中的節(jié)能之王，振動(dòng)磨的優(yōu)異性明顯高于其他介質(zhì)磨。經(jīng)過實(shí)驗(yàn)，振動(dòng)磨無其他兩種介質(zhì)磨的缺陷，性能和節(jié)能的特性突出。基于此，筆者在深究的基礎(chǔ)上，對(duì)并聯(lián)雙筒振動(dòng)磨機(jī)進(jìn)行了猜想，通過并聯(lián)雙筒振動(dòng)磨粉碎進(jìn)行二氧化硅消光劑的實(shí)驗(yàn)。

并聯(lián)雙筒振動(dòng)磨包含機(jī)架、變頻調(diào)速電機(jī)、柔性聯(lián)軸器、入料口、筒體、激振器、出料口和支撐彈簧。變頻調(diào)速電機(jī)的振幅在2—6 mm。鑒于由二氧化硅消光劑蓬松、飛揚(yáng)的特點(diǎn)和振動(dòng)磨的筒體缺陷，如在振動(dòng)磨筒體內(nèi)加裝等距均布的隔板，隔斷筒體上部，這樣就能有效避免粉狀體亂飛，影響現(xiàn)場(chǎng)操作環(huán)境的狀況。

通過并聯(lián)雙筒振動(dòng)磨粉碎進(jìn)行二氧化硅消光劑的實(shí)驗(yàn)中，力圖通過改變變頻調(diào)速電機(jī)的振幅和頻率的方法尋求粉碎二氧化硅消光劑最佳效果。據(jù)相關(guān)結(jié)果顯示，高轉(zhuǎn)速、低振幅條件下，二氧化硅消光劑的粉碎效果最佳效果。粉碎二氧化硅消光劑的粒度分布情況如圖1，變頻調(diào)速電機(jī)轉(zhuǎn)速維持在3000 r/min、振幅維持在2 mm。如圖1所示，粉碎后的二氧化硅消光劑的粒度不符合正常二氧化硅消光劑對(duì)粒度的要求。循環(huán)粉碎，結(jié)果只存在細(xì)微差別，仍然不合要求，這是振動(dòng)磨在粉碎過程中粉碎的同時(shí)再次凝聚、結(jié)塊的現(xiàn)實(shí)。基于這樣的原因，即使二氧化硅消光劑粉碎的細(xì)度達(dá)到要求，長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)作，必將出現(xiàn)符合要求的細(xì)粉也會(huì)重新凝聚、結(jié)塊，達(dá)不到徹底粉碎的目的或做無效粉碎運(yùn)動(dòng)。

圖1二氧化硅消光劑粒度分布圖

3新型粉碎設(shè)備

傳統(tǒng)氣流粉碎和振動(dòng)磨各自存在自己的優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn)，在粉碎二氧化硅消化劑的過程中有各自可借鑒和融合的地方。鑒于以上分析，將兩者的優(yōu)點(diǎn)進(jìn)行融合優(yōu)化，克服彼此缺陷。通過振動(dòng)磨粉碎二氧化硅消光劑，大約10%被粉碎的二氧化硅消光劑粒子的粒度超過15Lm，對(duì)這10%的粗粉粒子進(jìn)行進(jìn)一步分散。分散分級(jí)器在這樣的情境下被設(shè)置出來。

分散分級(jí)器的主要功能是解決10%的粗粉粒子問題，改善振動(dòng)磨的缺陷，使應(yīng)用于二氧化硅消化劑的粉碎。在分散分級(jí)器內(nèi)部設(shè)計(jì)特殊腔體，腔體內(nèi)安置特殊轉(zhuǎn)子。特殊轉(zhuǎn)子高速旋轉(zhuǎn)——壓縮空氣進(jìn)入腔體——形成高速運(yùn)動(dòng)的循環(huán)氣流，在經(jīng)過振動(dòng)磨粉碎后，粗粉被導(dǎo)入分散分級(jí)器，經(jīng)過強(qiáng)大撞擊、摩擦，按照顆粒分級(jí)導(dǎo)出，細(xì)粉導(dǎo)出腔體，粗粉再次循環(huán)粉碎。經(jīng)過這樣結(jié)合，粉碎效率和粉碎效果明顯改善，粉碎后的粒度分布情況如圖2。

結(jié)合兩者優(yōu)點(diǎn)的新型粉碎設(shè)備，粉碎后的二氧化硅消光劑的顆粒粒度平均在6 lm，生產(chǎn)效率得到提升，粉碎效果良好，完全表現(xiàn)出性能優(yōu)、效率高、耗能低且完全符合二氧化硅消光劑對(duì)粒度的要求的特點(diǎn)。

圖2SiO2消光劑粒度分布情況

4結(jié)論

鑒于以上對(duì)傳統(tǒng)氣流粉碎機(jī)、振動(dòng)磨和新型粉碎設(shè)備的分析，發(fā)現(xiàn)新型粉碎設(shè)備將振動(dòng)磨和分散分級(jí)器結(jié)合用于二氧化硅消光劑的粉碎，比之傳統(tǒng)氣流粉碎機(jī)，優(yōu)點(diǎn)突出。在傳統(tǒng)粉碎設(shè)備的基礎(chǔ)上結(jié)合振動(dòng)磨的優(yōu)點(diǎn)而創(chuàng)新設(shè)計(jì)新型粉碎設(shè)備主要有以下幾個(gè)方面：1）節(jié)能。新型粉碎設(shè)備的能耗維持在100—150 kW/h，節(jié)省75%的電能。2）輔助設(shè)備減少，進(jìn)而降低設(shè)備費(fèi)用，減小占地面積，簡(jiǎn)化操作，維護(hù)起來也較為省力。3）無需通入壓縮空氣，這一點(diǎn)在很大程度改善了操作現(xiàn)場(chǎng)的環(huán)境，避免粉塵飛揚(yáng)的場(chǎng)面。基于以上這三點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)，就完勝傳統(tǒng)氣流粉碎機(jī)，可見，隨著時(shí)代的不斷發(fā)展和二氧化硅消光劑粉碎設(shè)備的不斷精進(jìn)，其發(fā)展前景和應(yīng)用價(jià)值在未來將越來越好，可持續(xù)發(fā)展是未來大勢(shì)所趨，這促使粉碎設(shè)備在低耗能、重環(huán)保的路上并肩發(fā)展。

參考文獻(xiàn)

[1]葉坤.超微粉體分級(jí)設(shè)備的優(yōu)選設(shè)計(jì)[D].西南交通大學(xué)，2003.

[2]杜玉成，史樹麗，丁杰，等.煅燒硅藻土消光劑對(duì)涂層表面光散射的影響[J].中國(guó)粉體技術(shù)，2010（02）.

[3]趙杰，錢海燕.高分散性白炭黑的生產(chǎn)工藝和性能[J].化工新型材料，2010（02）.

endprint

摘要二氧化硅消光劑性能的提升對(duì)涂料生產(chǎn)有著極其重要的作用，二氧化硅消光劑的性能一旦提升，效率提升、成本降低、能耗降低。而提升二氧化硅消光劑性能，關(guān)鍵在于粉碎加工技術(shù)的好壞。當(dāng)前用于粉碎二氧化硅消光劑的傳統(tǒng)氣流粉碎機(jī)和介質(zhì)磨相對(duì)國(guó)外的二氧化硅消光劑的粉碎機(jī)而言，存在不足之處，諸如粉碎效率低、能耗較高、粉碎環(huán)境交差、噪音強(qiáng)等。筆者基于節(jié)能、環(huán)保、穩(wěn)定等目的，在傳統(tǒng)粉碎設(shè)備的基礎(chǔ)上結(jié)合振動(dòng)磨的優(yōu)點(diǎn)而創(chuàng)新設(shè)計(jì)新型粉碎設(shè)備，在發(fā)展前景和應(yīng)用價(jià)值上存在利好之處。

關(guān)鍵詞消光劑；氣流粉碎；節(jié)能穩(wěn)定；新型

中圖分類號(hào)：TQl27 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1671-7597（2014）11-0161-02

二氧化硅消光劑是亞光涂料的主要材質(zhì)，其粒徑與粒度分布在亞光涂料中占據(jù)重要地位，亞光涂料一般選用平均粒徑在7Lm左右，最大粒徑不超過在16Lm的微粉化的二氧化硅作為消光劑。二氧化硅消光劑固體顆粒狀，多孔性，160—220 m2/g的比表面積，大而聚集；150—250Lm的表觀密度，小而蓬松；0.15—0.20 kg/L的粉體表觀密度。二氧化硅消光劑經(jīng)過粉碎，粉體平均粒徑降低到10Lm左右。壓實(shí)排氣能使0.04—0.05 kg/L的粉體表觀密度由蓬松變?yōu)榫o實(shí)。亞光涂料產(chǎn)生最佳消光效果的關(guān)鍵在二氧化硅消光劑的粒度分布。當(dāng)二氧化硅消光劑的粒徑與亞光涂料的干膜厚度能夠完全配合，消光效果才能達(dá)到最佳。概而言之，二氧化硅消光劑的粒度分布取決于粉碎加工技術(shù)，粉碎加工技術(shù)的好壞決定著二氧化硅消光劑的生產(chǎn)效率。當(dāng)前用于粉碎二氧化硅消光劑的傳統(tǒng)氣流粉碎機(jī)和介質(zhì)磨相對(duì)國(guó)外的二氧化硅消光劑的粉碎機(jī)而言，存在不足之處，諸如粉碎效率低、能耗較高、粉碎環(huán)境交差、噪音強(qiáng)等。筆者就當(dāng)前的氣流粉碎設(shè)備、超微粉碎設(shè)備進(jìn)行了細(xì)致分析，通過實(shí)驗(yàn)和理論支持，在傳統(tǒng)粉碎設(shè)備的基礎(chǔ)上結(jié)合振動(dòng)磨的優(yōu)點(diǎn)而創(chuàng)新設(shè)計(jì)新型粉碎設(shè)備。

1氣流粉碎設(shè)備

談及中國(guó)當(dāng)前二氧化硅消光劑的粉碎設(shè)備，氣流粉碎機(jī)通常有兩種，一種是扁平式或圓盤式的氣流粉碎機(jī)，一種是流化床氣流粉碎機(jī)。

首先，簡(jiǎn)要介紹了扁平式氣流粉碎機(jī)的各個(gè)配件，包含粉碎帶、研磨噴嘴、文丘里管、推料噴口、剛玉內(nèi)襯、外殼。扁平式氣流粉碎機(jī)的流程如下：待粉碎物料——文丘里噴嘴——粉碎室——壓縮空氣——?dú)饬鞣峙涫摇郀枃娮臁?倍音速以上流速到達(dá)出口。工作原理是待粉碎物料經(jīng)研磨噴嘴噴射出，高速旋流帶動(dòng)循環(huán)運(yùn)動(dòng)，在強(qiáng)大的沖擊、摩擦、碰撞下粉碎二氧化硅消光劑。這樣條件下的粉碎的二氧化硅消光劑并不是一次性的，產(chǎn)生的粉末有粗粉和細(xì)粉之分，符合要求的細(xì)粉通過粉碎機(jī)中心出口進(jìn)入分離器，粉碎成功；而粗粉則繼續(xù)循環(huán)往復(fù)做循環(huán)運(yùn)動(dòng)，直至達(dá)到粉碎標(biāo)準(zhǔn)。

其次，就流化床氣流粉碎機(jī)的結(jié)構(gòu)原理進(jìn)行簡(jiǎn)單敘說，流化床氣流粉碎機(jī)包含輸送裝置、雙翻版、位料顯示器1、位料顯示器2、螺旋喂料器、噴嘴、粉碎室、渦輪選粉機(jī)。相對(duì)扁平式或圓盤式的氣流粉碎機(jī)，流化床氣流粉碎機(jī)的結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜，但性能相對(duì)好一些。流化床氣流粉碎機(jī)的流程如下：待粉碎物料——螺旋喂料器——粉碎室內(nèi)流態(tài)化——壓縮空氣——噴嘴——超音速狀態(tài)——高速撞擊、摩擦——粉碎。流化床氣流粉碎機(jī)的分級(jí)機(jī)將粗粉和細(xì)粉區(qū)別對(duì)待，細(xì)粉排出搜集，粗粉循環(huán)撞擊直至變?yōu)榧?xì)粉。

傳統(tǒng)氣流粉碎設(shè)備能夠符合二氧化硅消光劑在粒度上的要求，但存在能耗高、輔助設(shè)備多、操作環(huán)境差、噪聲污染重等明顯不足。1）傳統(tǒng)氣流粉碎設(shè)備能耗大多在600—800 k/h，高耗能，低生產(chǎn)效率；2）傳統(tǒng)氣流粉碎設(shè)備輔助設(shè)備多，空壓機(jī)、壓縮空氣儲(chǔ)罐、脈沖除塵器等設(shè)備呈現(xiàn)出高費(fèi)用、大面積的特點(diǎn)；3）傳統(tǒng)氣流粉碎設(shè)備操作時(shí)由于細(xì)粉表觀密度小，讓實(shí)際操作現(xiàn)場(chǎng)滿目粉塵，不僅造成浪費(fèi)，而且影響操作現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境。

2振動(dòng)磨

當(dāng)前工業(yè)上應(yīng)用較為廣泛的超微粉碎設(shè)備在介質(zhì)磨方面包含振動(dòng)磨、球磨、攪拌磨等。與傳統(tǒng)氣流粉碎設(shè)備相比，超微粉碎設(shè)備的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單與能耗低是其最大的特色。但由于該幾種介質(zhì)磨在粉碎過程中不能使二氧化硅消光劑達(dá)到完全粉碎的目的，而是在粉碎過程中出現(xiàn)同時(shí)再次凝聚、結(jié)塊的情況，這種情況應(yīng)用于二氧化硅的粉碎明顯還處于不能成功的狀態(tài)。

作為介質(zhì)磨設(shè)備中的節(jié)能之王，振動(dòng)磨的優(yōu)異性明顯高于其他介質(zhì)磨。經(jīng)過實(shí)驗(yàn)，振動(dòng)磨無其他兩種介質(zhì)磨的缺陷，性能和節(jié)能的特性突出。基于此，筆者在深究的基礎(chǔ)上，對(duì)并聯(lián)雙筒振動(dòng)磨機(jī)進(jìn)行了猜想，通過并聯(lián)雙筒振動(dòng)磨粉碎進(jìn)行二氧化硅消光劑的實(shí)驗(yàn)。

并聯(lián)雙筒振動(dòng)磨包含機(jī)架、變頻調(diào)速電機(jī)、柔性聯(lián)軸器、入料口、筒體、激振器、出料口和支撐彈簧。變頻調(diào)速電機(jī)的振幅在2—6 mm。鑒于由二氧化硅消光劑蓬松、飛揚(yáng)的特點(diǎn)和振動(dòng)磨的筒體缺陷，如在振動(dòng)磨筒體內(nèi)加裝等距均布的隔板，隔斷筒體上部，這樣就能有效避免粉狀體亂飛，影響現(xiàn)場(chǎng)操作環(huán)境的狀況。

通過并聯(lián)雙筒振動(dòng)磨粉碎進(jìn)行二氧化硅消光劑的實(shí)驗(yàn)中，力圖通過改變變頻調(diào)速電機(jī)的振幅和頻率的方法尋求粉碎二氧化硅消光劑最佳效果。據(jù)相關(guān)結(jié)果顯示，高轉(zhuǎn)速、低振幅條件下，二氧化硅消光劑的粉碎效果最佳效果。粉碎二氧化硅消光劑的粒度分布情況如圖1，變頻調(diào)速電機(jī)轉(zhuǎn)速維持在3000 r/min、振幅維持在2 mm。如圖1所示，粉碎后的二氧化硅消光劑的粒度不符合正常二氧化硅消光劑對(duì)粒度的要求。循環(huán)粉碎，結(jié)果只存在細(xì)微差別，仍然不合要求，這是振動(dòng)磨在粉碎過程中粉碎的同時(shí)再次凝聚、結(jié)塊的現(xiàn)實(shí)。基于這樣的原因，即使二氧化硅消光劑粉碎的細(xì)度達(dá)到要求，長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)作，必將出現(xiàn)符合要求的細(xì)粉也會(huì)重新凝聚、結(jié)塊，達(dá)不到徹底粉碎的目的或做無效粉碎運(yùn)動(dòng)。

圖1二氧化硅消光劑粒度分布圖

3新型粉碎設(shè)備

傳統(tǒng)氣流粉碎和振動(dòng)磨各自存在自己的優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn)，在粉碎二氧化硅消化劑的過程中有各自可借鑒和融合的地方。鑒于以上分析，將兩者的優(yōu)點(diǎn)進(jìn)行融合優(yōu)化，克服彼此缺陷。通過振動(dòng)磨粉碎二氧化硅消光劑，大約10%被粉碎的二氧化硅消光劑粒子的粒度超過15Lm，對(duì)這10%的粗粉粒子進(jìn)行進(jìn)一步分散。分散分級(jí)器在這樣的情境下被設(shè)置出來。

分散分級(jí)器的主要功能是解決10%的粗粉粒子問題，改善振動(dòng)磨的缺陷，使應(yīng)用于二氧化硅消化劑的粉碎。在分散分級(jí)器內(nèi)部設(shè)計(jì)特殊腔體，腔體內(nèi)安置特殊轉(zhuǎn)子。特殊轉(zhuǎn)子高速旋轉(zhuǎn)——壓縮空氣進(jìn)入腔體——形成高速運(yùn)動(dòng)的循環(huán)氣流，在經(jīng)過振動(dòng)磨粉碎后，粗粉被導(dǎo)入分散分級(jí)器，經(jīng)過強(qiáng)大撞擊、摩擦，按照顆粒分級(jí)導(dǎo)出，細(xì)粉導(dǎo)出腔體，粗粉再次循環(huán)粉碎。經(jīng)過這樣結(jié)合，粉碎效率和粉碎效果明顯改善，粉碎后的粒度分布情況如圖2。

結(jié)合兩者優(yōu)點(diǎn)的新型粉碎設(shè)備，粉碎后的二氧化硅消光劑的顆粒粒度平均在6 lm，生產(chǎn)效率得到提升，粉碎效果良好，完全表現(xiàn)出性能優(yōu)、效率高、耗能低且完全符合二氧化硅消光劑對(duì)粒度的要求的特點(diǎn)。

圖2SiO2消光劑粒度分布情況

4結(jié)論

鑒于以上對(duì)傳統(tǒng)氣流粉碎機(jī)、振動(dòng)磨和新型粉碎設(shè)備的分析，發(fā)現(xiàn)新型粉碎設(shè)備將振動(dòng)磨和分散分級(jí)器結(jié)合用于二氧化硅消光劑的粉碎，比之傳統(tǒng)氣流粉碎機(jī)，優(yōu)點(diǎn)突出。在傳統(tǒng)粉碎設(shè)備的基礎(chǔ)上結(jié)合振動(dòng)磨的優(yōu)點(diǎn)而創(chuàng)新設(shè)計(jì)新型粉碎設(shè)備主要有以下幾個(gè)方面：1）節(jié)能。新型粉碎設(shè)備的能耗維持在100—150 kW/h，節(jié)省75%的電能。2）輔助設(shè)備減少，進(jìn)而降低設(shè)備費(fèi)用，減小占地面積，簡(jiǎn)化操作，維護(hù)起來也較為省力。3）無需通入壓縮空氣，這一點(diǎn)在很大程度改善了操作現(xiàn)場(chǎng)的環(huán)境，避免粉塵飛揚(yáng)的場(chǎng)面。基于以上這三點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)，就完勝傳統(tǒng)氣流粉碎機(jī)，可見，隨著時(shí)代的不斷發(fā)展和二氧化硅消光劑粉碎設(shè)備的不斷精進(jìn)，其發(fā)展前景和應(yīng)用價(jià)值在未來將越來越好，可持續(xù)發(fā)展是未來大勢(shì)所趨，這促使粉碎設(shè)備在低耗能、重環(huán)保的路上并肩發(fā)展。

參考文獻(xiàn)

[1]葉坤.超微粉體分級(jí)設(shè)備的優(yōu)選設(shè)計(jì)[D].西南交通大學(xué)，2003.

[2]杜玉成，史樹麗，丁杰，等.煅燒硅藻土消光劑對(duì)涂層表面光散射的影響[J].中國(guó)粉體技術(shù)，2010（02）.

[3]趙杰，錢海燕.高分散性白炭黑的生產(chǎn)工藝和性能[J].化工新型材料，2010（02）.

endprint

摘要二氧化硅消光劑性能的提升對(duì)涂料生產(chǎn)有著極其重要的作用，二氧化硅消光劑的性能一旦提升，效率提升、成本降低、能耗降低。而提升二氧化硅消光劑性能，關(guān)鍵在于粉碎加工技術(shù)的好壞。當(dāng)前用于粉碎二氧化硅消光劑的傳統(tǒng)氣流粉碎機(jī)和介質(zhì)磨相對(duì)國(guó)外的二氧化硅消光劑的粉碎機(jī)而言，存在不足之處，諸如粉碎效率低、能耗較高、粉碎環(huán)境交差、噪音強(qiáng)等。筆者基于節(jié)能、環(huán)保、穩(wěn)定等目的，在傳統(tǒng)粉碎設(shè)備的基礎(chǔ)上結(jié)合振動(dòng)磨的優(yōu)點(diǎn)而創(chuàng)新設(shè)計(jì)新型粉碎設(shè)備，在發(fā)展前景和應(yīng)用價(jià)值上存在利好之處。

關(guān)鍵詞消光劑；氣流粉碎；節(jié)能穩(wěn)定；新型

中圖分類號(hào)：TQl27 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1671-7597（2014）11-0161-02

二氧化硅消光劑是亞光涂料的主要材質(zhì)，其粒徑與粒度分布在亞光涂料中占據(jù)重要地位，亞光涂料一般選用平均粒徑在7Lm左右，最大粒徑不超過在16Lm的微粉化的二氧化硅作為消光劑。二氧化硅消光劑固體顆粒狀，多孔性，160—220 m2/g的比表面積，大而聚集；150—250Lm的表觀密度，小而蓬松；0.15—0.20 kg/L的粉體表觀密度。二氧化硅消光劑經(jīng)過粉碎，粉體平均粒徑降低到10Lm左右。壓實(shí)排氣能使0.04—0.05 kg/L的粉體表觀密度由蓬松變?yōu)榫o實(shí)。亞光涂料產(chǎn)生最佳消光效果的關(guān)鍵在二氧化硅消光劑的粒度分布。當(dāng)二氧化硅消光劑的粒徑與亞光涂料的干膜厚度能夠完全配合，消光效果才能達(dá)到最佳。概而言之，二氧化硅消光劑的粒度分布取決于粉碎加工技術(shù)，粉碎加工技術(shù)的好壞決定著二氧化硅消光劑的生產(chǎn)效率。當(dāng)前用于粉碎二氧化硅消光劑的傳統(tǒng)氣流粉碎機(jī)和介質(zhì)磨相對(duì)國(guó)外的二氧化硅消光劑的粉碎機(jī)而言，存在不足之處，諸如粉碎效率低、能耗較高、粉碎環(huán)境交差、噪音強(qiáng)等。筆者就當(dāng)前的氣流粉碎設(shè)備、超微粉碎設(shè)備進(jìn)行了細(xì)致分析，通過實(shí)驗(yàn)和理論支持，在傳統(tǒng)粉碎設(shè)備的基礎(chǔ)上結(jié)合振動(dòng)磨的優(yōu)點(diǎn)而創(chuàng)新設(shè)計(jì)新型粉碎設(shè)備。

1氣流粉碎設(shè)備

談及中國(guó)當(dāng)前二氧化硅消光劑的粉碎設(shè)備，氣流粉碎機(jī)通常有兩種，一種是扁平式或圓盤式的氣流粉碎機(jī)，一種是流化床氣流粉碎機(jī)。

首先，簡(jiǎn)要介紹了扁平式氣流粉碎機(jī)的各個(gè)配件，包含粉碎帶、研磨噴嘴、文丘里管、推料噴口、剛玉內(nèi)襯、外殼。扁平式氣流粉碎機(jī)的流程如下：待粉碎物料——文丘里噴嘴——粉碎室——壓縮空氣——?dú)饬鞣峙涫摇郀枃娮臁?倍音速以上流速到達(dá)出口。工作原理是待粉碎物料經(jīng)研磨噴嘴噴射出，高速旋流帶動(dòng)循環(huán)運(yùn)動(dòng)，在強(qiáng)大的沖擊、摩擦、碰撞下粉碎二氧化硅消光劑。這樣條件下的粉碎的二氧化硅消光劑并不是一次性的，產(chǎn)生的粉末有粗粉和細(xì)粉之分，符合要求的細(xì)粉通過粉碎機(jī)中心出口進(jìn)入分離器，粉碎成功；而粗粉則繼續(xù)循環(huán)往復(fù)做循環(huán)運(yùn)動(dòng)，直至達(dá)到粉碎標(biāo)準(zhǔn)。

其次，就流化床氣流粉碎機(jī)的結(jié)構(gòu)原理進(jìn)行簡(jiǎn)單敘說，流化床氣流粉碎機(jī)包含輸送裝置、雙翻版、位料顯示器1、位料顯示器2、螺旋喂料器、噴嘴、粉碎室、渦輪選粉機(jī)。相對(duì)扁平式或圓盤式的氣流粉碎機(jī)，流化床氣流粉碎機(jī)的結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜，但性能相對(duì)好一些。流化床氣流粉碎機(jī)的流程如下：待粉碎物料——螺旋喂料器——粉碎室內(nèi)流態(tài)化——壓縮空氣——噴嘴——超音速狀態(tài)——高速撞擊、摩擦——粉碎。流化床氣流粉碎機(jī)的分級(jí)機(jī)將粗粉和細(xì)粉區(qū)別對(duì)待，細(xì)粉排出搜集，粗粉循環(huán)撞擊直至變?yōu)榧?xì)粉。

傳統(tǒng)氣流粉碎設(shè)備能夠符合二氧化硅消光劑在粒度上的要求，但存在能耗高、輔助設(shè)備多、操作環(huán)境差、噪聲污染重等明顯不足。1）傳統(tǒng)氣流粉碎設(shè)備能耗大多在600—800 k/h，高耗能，低生產(chǎn)效率；2）傳統(tǒng)氣流粉碎設(shè)備輔助設(shè)備多，空壓機(jī)、壓縮空氣儲(chǔ)罐、脈沖除塵器等設(shè)備呈現(xiàn)出高費(fèi)用、大面積的特點(diǎn)；3）傳統(tǒng)氣流粉碎設(shè)備操作時(shí)由于細(xì)粉表觀密度小，讓實(shí)際操作現(xiàn)場(chǎng)滿目粉塵，不僅造成浪費(fèi)，而且影響操作現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境。

2振動(dòng)磨

當(dāng)前工業(yè)上應(yīng)用較為廣泛的超微粉碎設(shè)備在介質(zhì)磨方面包含振動(dòng)磨、球磨、攪拌磨等。與傳統(tǒng)氣流粉碎設(shè)備相比，超微粉碎設(shè)備的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單與能耗低是其最大的特色。但由于該幾種介質(zhì)磨在粉碎過程中不能使二氧化硅消光劑達(dá)到完全粉碎的目的，而是在粉碎過程中出現(xiàn)同時(shí)再次凝聚、結(jié)塊的情況，這種情況應(yīng)用于二氧化硅的粉碎明顯還處于不能成功的狀態(tài)。

作為介質(zhì)磨設(shè)備中的節(jié)能之王，振動(dòng)磨的優(yōu)異性明顯高于其他介質(zhì)磨。經(jīng)過實(shí)驗(yàn)，振動(dòng)磨無其他兩種介質(zhì)磨的缺陷，性能和節(jié)能的特性突出。基于此，筆者在深究的基礎(chǔ)上，對(duì)并聯(lián)雙筒振動(dòng)磨機(jī)進(jìn)行了猜想，通過并聯(lián)雙筒振動(dòng)磨粉碎進(jìn)行二氧化硅消光劑的實(shí)驗(yàn)。

并聯(lián)雙筒振動(dòng)磨包含機(jī)架、變頻調(diào)速電機(jī)、柔性聯(lián)軸器、入料口、筒體、激振器、出料口和支撐彈簧。變頻調(diào)速電機(jī)的振幅在2—6 mm。鑒于由二氧化硅消光劑蓬松、飛揚(yáng)的特點(diǎn)和振動(dòng)磨的筒體缺陷，如在振動(dòng)磨筒體內(nèi)加裝等距均布的隔板，隔斷筒體上部，這樣就能有效避免粉狀體亂飛，影響現(xiàn)場(chǎng)操作環(huán)境的狀況。

通過并聯(lián)雙筒振動(dòng)磨粉碎進(jìn)行二氧化硅消光劑的實(shí)驗(yàn)中，力圖通過改變變頻調(diào)速電機(jī)的振幅和頻率的方法尋求粉碎二氧化硅消光劑最佳效果。據(jù)相關(guān)結(jié)果顯示，高轉(zhuǎn)速、低振幅條件下，二氧化硅消光劑的粉碎效果最佳效果。粉碎二氧化硅消光劑的粒度分布情況如圖1，變頻調(diào)速電機(jī)轉(zhuǎn)速維持在3000 r/min、振幅維持在2 mm。如圖1所示，粉碎后的二氧化硅消光劑的粒度不符合正常二氧化硅消光劑對(duì)粒度的要求。循環(huán)粉碎，結(jié)果只存在細(xì)微差別，仍然不合要求，這是振動(dòng)磨在粉碎過程中粉碎的同時(shí)再次凝聚、結(jié)塊的現(xiàn)實(shí)。基于這樣的原因，即使二氧化硅消光劑粉碎的細(xì)度達(dá)到要求，長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)作，必將出現(xiàn)符合要求的細(xì)粉也會(huì)重新凝聚、結(jié)塊，達(dá)不到徹底粉碎的目的或做無效粉碎運(yùn)動(dòng)。

圖1二氧化硅消光劑粒度分布圖

3新型粉碎設(shè)備

傳統(tǒng)氣流粉碎和振動(dòng)磨各自存在自己的優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn)，在粉碎二氧化硅消化劑的過程中有各自可借鑒和融合的地方。鑒于以上分析，將兩者的優(yōu)點(diǎn)進(jìn)行融合優(yōu)化，克服彼此缺陷。通過振動(dòng)磨粉碎二氧化硅消光劑，大約10%被粉碎的二氧化硅消光劑粒子的粒度超過15Lm，對(duì)這10%的粗粉粒子進(jìn)行進(jìn)一步分散。分散分級(jí)器在這樣的情境下被設(shè)置出來。

分散分級(jí)器的主要功能是解決10%的粗粉粒子問題，改善振動(dòng)磨的缺陷，使應(yīng)用于二氧化硅消化劑的粉碎。在分散分級(jí)器內(nèi)部設(shè)計(jì)特殊腔體，腔體內(nèi)安置特殊轉(zhuǎn)子。特殊轉(zhuǎn)子高速旋轉(zhuǎn)——壓縮空氣進(jìn)入腔體——形成高速運(yùn)動(dòng)的循環(huán)氣流，在經(jīng)過振動(dòng)磨粉碎后，粗粉被導(dǎo)入分散分級(jí)器，經(jīng)過強(qiáng)大撞擊、摩擦，按照顆粒分級(jí)導(dǎo)出，細(xì)粉導(dǎo)出腔體，粗粉再次循環(huán)粉碎。經(jīng)過這樣結(jié)合，粉碎效率和粉碎效果明顯改善，粉碎后的粒度分布情況如圖2。

結(jié)合兩者優(yōu)點(diǎn)的新型粉碎設(shè)備，粉碎后的二氧化硅消光劑的顆粒粒度平均在6 lm，生產(chǎn)效率得到提升，粉碎效果良好，完全表現(xiàn)出性能優(yōu)、效率高、耗能低且完全符合二氧化硅消光劑對(duì)粒度的要求的特點(diǎn)。

圖2SiO2消光劑粒度分布情況

4結(jié)論

鑒于以上對(duì)傳統(tǒng)氣流粉碎機(jī)、振動(dòng)磨和新型粉碎設(shè)備的分析，發(fā)現(xiàn)新型粉碎設(shè)備將振動(dòng)磨和分散分級(jí)器結(jié)合用于二氧化硅消光劑的粉碎，比之傳統(tǒng)氣流粉碎機(jī)，優(yōu)點(diǎn)突出。在傳統(tǒng)粉碎設(shè)備的基礎(chǔ)上結(jié)合振動(dòng)磨的優(yōu)點(diǎn)而創(chuàng)新設(shè)計(jì)新型粉碎設(shè)備主要有以下幾個(gè)方面：1）節(jié)能。新型粉碎設(shè)備的能耗維持在100—150 kW/h，節(jié)省75%的電能。2）輔助設(shè)備減少，進(jìn)而降低設(shè)備費(fèi)用，減小占地面積，簡(jiǎn)化操作，維護(hù)起來也較為省力。3）無需通入壓縮空氣，這一點(diǎn)在很大程度改善了操作現(xiàn)場(chǎng)的環(huán)境，避免粉塵飛揚(yáng)的場(chǎng)面。基于以上這三點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)，就完勝傳統(tǒng)氣流粉碎機(jī)，可見，隨著時(shí)代的不斷發(fā)展和二氧化硅消光劑粉碎設(shè)備的不斷精進(jìn)，其發(fā)展前景和應(yīng)用價(jià)值在未來將越來越好，可持續(xù)發(fā)展是未來大勢(shì)所趨，這促使粉碎設(shè)備在低耗能、重環(huán)保的路上并肩發(fā)展。

參考文獻(xiàn)

[1]葉坤.超微粉體分級(jí)設(shè)備的優(yōu)選設(shè)計(jì)[D].西南交通大學(xué)，2003.

[2]杜玉成，史樹麗，丁杰，等.煅燒硅藻土消光劑對(duì)涂層表面光散射的影響[J].中國(guó)粉體技術(shù)，2010（02）.

[3]趙杰，錢海燕.高分散性白炭黑的生產(chǎn)工藝和性能[J].化工新型材料，2010（02）.

endprint