[發明專利]高速破碎機以及超微石墨粉的加工設備和制備方法

有效

• 申請號: 201410052059.5
• 申請日: 2014-02-17
• 公開（公告）號: CN103801439A
• 公開（公告）日: 2014-05-21
• 發明（設計）人: 王新華;陳紅
• 申請（專利權）人: 湖南省寧鄉縣長寧炭素制品有限公司
• 主分類號: B02C18/14
• 分類號: B02C18/14;B02C18/18;B02C23/12
• 代理公司: 南昌新天下專利商標代理有限公司 36115
• 代理人: 謝德珍

技術領域

本發明涉及超細粉體的制備，尤其涉及一種超細土狀石墨粉的制備方法以及與之配套使用的加工設備。

背景技術

石墨材料在達到一定粒度后，由于其微粒的“表面效應”和“體積效應”，能夠產生一系列奇特的性質，如熔點低、化學活性高、磁性強、熱傳導好、對電磁波的異常吸收等特性。因此，在科研和工業領域，超微粉體的制備具有特殊的意義。目前工業上廣泛使用的土狀石墨粉粒徑D₉₀在45um左右，在特殊行業，石墨粒徑D₉₀約15um，例如石墨負極材料。

國外從20世紀40年代就已經開始對超細粉碎加工技術進行研究，特別是美國、德國、日本、英國等國家的超細粉碎技術和設備達到了較高水平，其超細粉產品粒度可控制在0.5~10mm的任意等級。在國內，20世紀60年代才開始對超細粉碎技術和設備有所研究，但由于科技和重視程度不夠，一直發展緩慢，直到80年代，隨著高新技術產業的興起才得以迅猛發展。目前，已能生產與世界上已成型的機種性能相媲美的各種類型磨粉機。其中主要有，氣流磨、振動磨、攪拌磨、沖擊磨。超細粉體應用廣泛于精細陶瓷、電子技術、新材料和生物技術等新興產業發展中，特別是在非金屬礦加工中具有極大的潛力。

由于超細粉體在各行業的用途和制備方法不同，目前對超細粉體粒度界限沒有統一的說法，一般幾納米至數十微米的粉體都可以稱為超細粉體。對于非金屬礦物加工而言，我國學者比較認可的界定為：粒徑小于10mm的粉體物料稱為超細粉體。

超細石墨粉體制備主要有兩種：一種是化學分離法，另一種是物理分離法。化學反應分離法是利用強氧化性酸如濃硫酸濃硝酸等作為強氧化劑破壞石墨分子間的化學鍵，形成氧化石墨，然后對氧化石墨進行處理，得到超微石墨粉體。物理分離法是指石墨為層狀結構，分子層與層之間通過若的范德華力結合，在與其他硬質材料或自身高速碰撞的情況下，層與層會產生剝離。

目前主要的超細粉碎設備主要有攪拌磨、振動磨和氣流磨。攪拌磨能量利用率最高、粉碎顆粒細、粒度均勻、但是產量低；振動磨具有高效、使用范圍廣、產品粒度細等優點，其產品粒度D₅₀可達到1mm以下，但也具有容積小、設備容易損壞等缺點；氣流磨主要應用于中等硬度以下物料的超細粉碎，產品細度D₉₇可達到5~10mm左右，并且產能較大、產品細度細、粒度分布窄、產品受污染程度低，但同時配套設施要求繁瑣、對入料粒度要求也比較嚴格、并且能耗高及成本高。

綜上所述，我國的超細石墨粉的制備具有商業意義，雖然目前已有很多粉碎設備能夠滿足一定范圍內的生產需求，但由于粉碎設備各自的缺點，在特殊領域加工中，還需要不斷尋求適合自身領域的加工設備。

發明內容

本發明要解決的技術問題是克服現有技術的不足，提供一種超細土狀石墨粉的制備方法以及與之配套使用的設備。

為解決上述技術問題，本發明提出的技術方案為：

一種高速破碎機，包括外殼及設置在外殼內的依次排列安裝的前置刀口、主置破碎刀片和分離機，所述前置刀口設置在主置破碎刀片的前方，分離機設置在主置破碎刀片的后方，所述前置刀口與主置破碎刀片安裝在設置于高速破碎機中心的主軸上。

一種超微石墨粉的加工設備，包括上述高速破碎機、儲料室和除塵布袋，所述儲料室和除塵布袋設置在高速破碎機的下游，所述高速破碎機的分離機分別連接儲料室和除塵布袋，所述高速破碎機的外殼上設置有進料口，儲料室的下端設置有出料口，除塵布袋的下端設置有收集口。

進一步的，所述高速破碎機的主置破碎刀片與外殼的間隙小于15mm，所述主置破碎刀片包括刀片和刀盤，刀片為3~5個硬質合金刀片，刀口朝上呈順時針排列斜置固定在刀盤上。

進一步的，所述主置破碎刀片的刀片刀口為圓弧形刃。

進一步的，所述主置破碎刀片的刀盤上設置有孔缺，邊緣處設有齒狀缺口，便于物料通過。

進一步的，所述高速破碎機的主軸上安裝有螺旋葉片，其設置在前置刀口與主置破碎刀片之間，用于推送高速破碎機中的物料。

基于上述設備，所述超微石墨粉的制備方法具體步驟包括：

（1）將土狀石墨粉加入至雷蒙磨粉機中破碎，得到粒徑D₉₀為20~45μm的一次粉體；

（2）將上述一次粉體通過進料口勻速添加進高速破碎機中，調節電機電流，使前置刀口和主置破碎刀片開始旋轉破碎，所述一次粉體經過前置刀口時預破碎，然后被螺旋葉片帶入高速破碎機中部，與主置破碎刀片碰撞，擊碎成超細顆粒；