[發(fā)明專利]粉碎并分散液體中固體顆粒的方法

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 200910071442.4
• 申請日: 2009-02-26
• 公開（公告）號: CN101513594A
• 公開（公告）日: 2009-08-26
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 初景濤;初景龍
• 申請（專利權(quán)）人: 初景濤;初景龍
• 主分類號: B01F3/12
• 分類號: B01F3/12;B01F5/16
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及對液體中固體顆粒加工工藝，特別是涉及用機械方法產(chǎn)生空化現(xiàn)象，并以此對液體中顆粒進行處理的方法。

背景技術(shù)

液體中固體顆粒處理是個基礎(chǔ)的化工單元操作，主要目的是粉碎固體顆粒及均勻分散在液體中。該工藝應(yīng)用的非常廣泛，例如油漆、涂料就是將顏料分散在溶劑中，在諸多粉體生產(chǎn)中的打漿研磨工序。目前常用的加工工藝是用分散機、球磨機、砂磨機處理漿料，但是由于固體顆粒被粉碎時表面能增加，導(dǎo)致嚴重的團聚現(xiàn)象。以鈦白粉生產(chǎn)為例，在鈦白煅燒后的窯下品經(jīng)粉碎、打漿分散研磨、后處理、干燥后即為鈦白粉成品，其中制漿用均質(zhì)機進行分散、研磨主要用砂磨機。但目前工藝使用均質(zhì)機和砂磨機有幾個問題：首先是研磨效率低、能耗大；其次是是粒子團聚非常嚴重，即使加入了分散劑效果也不好。這些因素是由均質(zhì)機和砂磨機特點決定的，均質(zhì)機是利用機械的剪切磨擦分散鈦白漿料，砂磨機是由磨砂在機械力的帶動下研磨鈦白漿料，主要是靠砂之間的磨擦將鈦白粉碎，每粒鈦白在較長的時間需要經(jīng)過很多次剪切研磨，每次磨擦破壞鈦白晶體同時增大其表面，而整體上鈦白粒子為無序運動，隨著時間的增加，鈦白粒子吸附更小顆子，所以團聚也就越來越多。到目前為迄，鈦白工業(yè)的研磨工藝還是普遍采用砂磨機，而流行的改進方法是添加分散劑，以降低鈦白的表面能阻止團聚，但是效果并不理想。通常顆粒在液體中的粒徑大小和分散程度是最重要的指標，由于液體中固體顆粒的處理是個通用工藝，因此迫切需要一種新的方法提高液體中固體顆粒處理效率，并減少粒子團聚現(xiàn)象。

在某些特殊情況下，離心機內(nèi)的葉片會損壞。這是因為高速旋轉(zhuǎn)的葉片對流經(jīng)它表面的水有拉伸作用，水內(nèi)部的壓力驟降產(chǎn)生微小氣泡，氣泡壽命極短，下次壓縮作用就將它們坍塌。氣泡坍塌時會產(chǎn)生具有極大壓力的沖擊波。當沖擊波在其傳播途徑中遇到障礙物時，很容易損壞障礙物表面，這就是氣蝕現(xiàn)象，也稱為“空化效應(yīng)”。微小氣泡又稱空泡，它爆裂產(chǎn)生的巨大沖擊力能完全擊碎水中固體顆粒，而且粉碎在瞬間完成，同時產(chǎn)生振動作用加強了水中固體顆粒的均勻分布。生產(chǎn)中經(jīng)常使用的均質(zhì)機也會產(chǎn)生空化現(xiàn)象，但是它產(chǎn)生的數(shù)量和強度均很小，均質(zhì)機主要還是利用機械剪切力將物質(zhì)粉碎。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明方法在于對液體中固體顆粒用“空化效應(yīng)”的沖擊力進行處理，粉碎顆粒并促使其均勻分布在液體中。

本發(fā)明是利用特殊設(shè)計的空泡發(fā)生器實現(xiàn)的。

空泡發(fā)生器能在液體中產(chǎn)生空泡群，它是由具有特別設(shè)計的定子和轉(zhuǎn)子及腔體組成，當含固體顆粒的液體經(jīng)過轉(zhuǎn)子時，由于轉(zhuǎn)子的拉伸作用，內(nèi)部壓力會驟降，導(dǎo)致液體因蒸氣壓降低及溶解其中的氣體會因壓力降低而引發(fā)大量的空化氣泡群，空泡瞬間崩潰閉合。每秒鐘內(nèi)會有數(shù)以百萬計的空泡產(chǎn)生和坍塌，因此它所造成的強大沖擊力將液體中的固體顆粒粉碎，同時產(chǎn)生強烈的擾動和混合作用，促使顆粒均勻分布在液體中。

附圖說明

圖1是空泡發(fā)生器的結(jié)構(gòu)圖

具體實施方式

實例1：鈦白粉生產(chǎn)中取砂磨機前的鈦白漿料100公斤，其含固量668g/L(TiO2)，粒度分布90％的平均粒徑D(0，9)49μm，加入分散劑六偏磷酸鈉，加入量為0.13％，常溫下用泵送至處理量為10m³/h的空泡發(fā)生器中，循環(huán)2分鐘，從機器流出物取樣分析。與未進空泡發(fā)生器的空白樣對比，處理后的粒度分布90％的平均粒徑D(0，9)0.9μm，48h粒度分布不變化，而空白樣5min后即出現(xiàn)明顯的團聚現(xiàn)象，粒度分布90％的平均粒徑D(0，9)35μm。

實例2：取200公斤普通醇酸樹酯油漆，它100％通過800目篩，常溫下用泵送至處理量為10m³/h的空泡發(fā)生器中，循環(huán)操作三次，從機器流出物取樣分析，其粒度為100％通過5000目篩。