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一文了解粉體混合均化及混合機應(yīng)用

2022

06-22

22:40:01

 134

來源：化工儀器網(wǎng)

　　粉體混合是通過機械或流體方法使不同物理性質(zhì)和化學性質(zhì)的顆粒在宏觀上分布均勻的過程，簡言之是兩種以上的固態(tài)粉體物料在外力的作用下，其不均勻性降到低的過程。隨著新材料的研發(fā)和工業(yè)化應(yīng)用高速發(fā)展，粉體復合材料的均勻混合越來越重要。

　　一、粉體混合定義及混合機理

　　(一)粉料混合定義

　　粉體混合是指將兩種或兩種以上的不同成分的粉體混合均勻的過程。混合也是制備產(chǎn)品整個過程的第1步，混合物各組分質(zhì)量的分布均勻至關(guān)重要，因為混料不均勻在后續(xù)工藝中是無法調(diào)整的。

　　粉體混合形式分類

　　(2)混合機理

　　粉體混合機理是粉體顆粒間相互擴散、對流、剪切，目前常用的混合方法有：三維混合，雙錐混合、球磨混合及*的雙運動混合。雙運動混合是利用料桶的轉(zhuǎn)動和料桶內(nèi)部葉片的轉(zhuǎn)動(轉(zhuǎn)動速度是料桶轉(zhuǎn)動速度的2倍)同時強制驅(qū)動粉體相互擴散、對流、剪切，形成復雜的運動，從而達到理想的混合效果。

　　▲粉體混合機理示意圖

　　二、影響粉體混合均化工藝的因素

　　(一)顆粒大小

　　粗大的粉體顆粒具有較好的壓縮性，但成形性差；細小粉體顆粒成形性好，但壓縮性差，因此大小顆粒適當?shù)拇钆?，能改善粉體的填充型，提高粉體的壓縮性和改善粉體的燒結(jié)性能。但是，粉體顆粒大小差異越大，越不易混合。細粉體易“搭橋”和相互黏附，妨礙顆粒的相互移動，不易均勻分散。

　　(二)松裝密度(比重)

　　松裝密度差異越大，越不容易混合。松裝密度小的*易漂浮，混合時，始終漂浮于上方，很難混入較重粉的組元里，不易混合均勻。

　　(三)流動性

　　粉體流動性差，顆粒間相互粘附，不利于粉體相互穿插移動、對流，不易于其他粉體混合均勻。

　　(四)粉體性質(zhì)

　　顆粒性質(zhì)包括：粒子的粒度與粒度的分布，粒子的形狀、粗糙度，粒子的密度、靜電荷、水分含量、脆碎性、休止角、流動性、結(jié)團性以及彈性等。例如：粒子的形狀影響粒子的流動性，粒子的密度差異在混合中會發(fā)生密度偏析作用。

　　三、常用的粉體混料機介紹

　　目前，常用的粉體混料機主要有：三維混合機、V型混合機、雙錐混合機。

　　(一)三維混合機

　　工作原理：裝料的桶體是在主動軸的帶動下，作周而復始的平移轉(zhuǎn)動和翻滾等復合運動，促使物料沿著桶體作環(huán)向、徑向和軸向的三向復合運動，從而實現(xiàn)多種物料的相互流動、擴散、積聚、摻雜，達到均勻混合的目的。

　　▲三維混合機示意圖

　　三維混合機優(yōu)點：料桶內(nèi)不存物料死角。

　　缺點是：裝載率低，一般不超過60%；對于超*、超細粉不易混合均勻，容易漂浮料桶上方，微觀上難以達到顆粒與顆粒之間充分均勻混合。

　　(二)V型混合機

　　工作原理：利用混料機二圓柱桶長度不相等,行成不對稱的原理，當混料機轉(zhuǎn)動時物料從分解到組合，從組合到分解,推動物料進行橫向交流，每轉(zhuǎn)動一圈橫向力使部分物料從一個桶流向另一個桶，這樣物料橫向徑向混和，分解組合相互進行，使物料達到均勻的混合效果。

　　▲V型混合機示意圖

　　V型混合機優(yōu)點：當混合流動性好、物性相近似的混合物料時，可以得到較好的混合效果。

　　缺點是：當混合粉體物料物性差距較大時，一般不能得到理想的混合物；能耗較大大；顆粒間相互沖擊、摩擦較大，易改變粉體組元的基本特性，如：粒度變小，顆粒形狀改變。

　　(三)雙錐混合機

　　工作原理：將粉體加入到雙錐料桶中，隨著料桶的不斷旋轉(zhuǎn)，粉體物料在容器中進行復雜的撞擊運動，達到均勻的混合。

　　雙錐混合機優(yōu)點：可以實現(xiàn)粉體間快速混合。

　　缺點是：轉(zhuǎn)速過慢時，物料容易分層滾動，無法快速有效的摻入混合，而且容易形成球形結(jié)團粒。

　　▲雙錐混合機示意圖

　　四、不同類型混合機應(yīng)用領(lǐng)域

　　(一)三維混合機

　　三維混合機廣泛應(yīng)用于醫(yī)藥、化工、食品、飼料、農(nóng)藥等行業(yè)。不僅適用于普通粉體物料的混合，還應(yīng)用于含油多、含糖多、粘度大、易燃、易爆、升溫固化、升溫軟化物料的混合。如藥物、粉體涂料(預(yù)混合及成品混合)、流平劑、食品加劑等，并可以和生產(chǎn)線配用。

　　(二)V型混合機

　　V型混合機適用于兩種以上干粉狀、顆粒狀粉體物料的混合，尤其對微量的添加劑也可達到良好的混合效果，廣泛使用于制藥、化工、食品、塑料、化妝品、陶瓷、冶金等領(lǐng)域。

　　(三)錐型混合機

　　錐形混合機適用于固體與固體、固體與液體、液體與液體混合，廣泛用于化工、染料、石油、冶金、建材、稀土等領(lǐng)域。錐形混合機對熱敏性物料不會產(chǎn)生過熱，對顆粒物料不會壓饋和磨碎，對比重懸殊和粒度不同的物料混合不會產(chǎn)生分屑離析現(xiàn)象。

　　案例分析：

　　▲國內(nèi)某大型多品種氧化鋁企業(yè)的原料均化系統(tǒng)

　　對于該大型原料均化系統(tǒng)，專業(yè)專家認為：

　　氧化鋁粉體加工過程采用均化也是借鑒了國外的*經(jīng)驗，日本昭和30年前就已經(jīng)在工業(yè)化應(yīng)用。原料均化目的是保證生產(chǎn)配料和工藝的穩(wěn)定性，嚴格來說出廠產(chǎn)品都應(yīng)該保證品質(zhì)的均勻穩(wěn)定，同類規(guī)格產(chǎn)品無論當期批次，還是不同時期的，都應(yīng)質(zhì)量保證一致。粉體原材料對一致性要求甚至大于產(chǎn)品性質(zhì)本身。

　　該大型均化系統(tǒng)一般工作原理是把不同時期和不同供應(yīng)商的原料放入不同儲罐里，通過皮帶稱多點計量下料，混合添加礦化劑。產(chǎn)品出來后的均化，昭和做法就是把不同產(chǎn)品先分類儲存在立罐里，然后多點計量下料，氣動混合。

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