專利名稱：粉碎并分散液體中固體顆粒的方法
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(jī)械方法產(chǎn)生空化現(xiàn)象，并以此 對液體中顆粒進(jìn)行處理的方法。
背景技術(shù)：
液體中固體顆粒處理是個(gè)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(jī)、球磨機(jī)、砂磨機(jī)處理漿料，但是由 于固體顆粒被粉碎時(shí)表面能增加，導(dǎo)致嚴(yán)重的團(tuán)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(jī)進(jìn)行 分散、研磨主要用砂磨機(jī)。但目前工藝使用均質(zhì)機(jī)和砂磨機(jī)有幾個(gè)問題首先是研磨效率低、 能耗大；其次是是粒子團(tuán)聚非常嚴(yán)重，即使加入了分散劑效果也不好。這些因素是由均質(zhì)機(jī) 和砂磨機(jī)特點(diǎn)決定的，均質(zhì)機(jī)是利用機(jī)械的剪切磨擦分散鈦白漿料，砂磨機(jī)是由磨砂在機(jī)械 力的帶動(dòng)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(shí)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(shí)增大其表面，而整體上鈦白粒子為無序運(yùn) 動(dòng)，隨著時(shí)間的增加，鈦白粒子吸附更小顆子，所以團(tuán)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(jī)，而流行的改進(jìn)方法是添加分散劑，以降低鈦白的表面 能阻止團(tuán)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(biāo)， 由于液體中固體顆粒的處理是個(gè)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(tuán)聚現(xiàn)象。
在某些特殊情況下，離心機(jī)內(nèi)的葉片會損壞。這是因?yàn)楦咚傩D(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坊 塌。氣泡坍塌時(shí)會產(chǎn)生具有極大壓力的沖擊波。當(dāng)沖擊波在其傳播途徑中遇到障礙物時(shí)，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(shí)產(chǎn)生振動(dòng)作用加強(qiáng)了 水^固體顆粒的均勻分布。生產(chǎn)中經(jīng)常使用的均質(zhì)機(jī)也會產(chǎn)生空化現(xiàn)象，但是它產(chǎn)生的數(shù)量 和強(qiáng)度均很小，均質(zhì)機(jī)主要還是利用機(jī)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〗泣用"空化效應(yīng)"的沖擊力進(jìn)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(jì)的空泡發(fā)生器實(shí)現(xiàn)的?？张莅l(fā)生器能在液體中產(chǎn)生空泡群，它是由具有特別設(shè)計(jì)的定子和轉(zhuǎn)子及腔體組成，當(dāng) 含固體顆粒的液體經(jīng)過轉(zhuǎn)子時(shí)，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(jì)的空泡產(chǎn)生和坍塌，因此它所造成的強(qiáng)大沖擊力將液體中的固體顆粒粉碎， 同時(shí)產(chǎn)生強(qiáng)烈的擾動(dòng)和混合作用，促使顆粒均勻分布在液體中。


圖1是空泡發(fā)生器的結(jié)構(gòu)圖具體實(shí)施方式
實(shí)例l:鈦白粉生產(chǎn)中取砂磨機(jī)前的鈦白漿料100公斤，其含固量668g/L (Ti02)，粒 度分布90%的平均粒徑D (0, 9) 49 ii m，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10mS/h的空泡發(fā)生器中，循環(huán)2分鐘，從機(jī)器流出物取樣分析。與未進(jìn)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I) (0, 9) 0. 9 u m,化h粒度分布不變化， ll'lj"n樣5min ^即出現(xiàn)明W的「f聚現(xiàn)象，粒度分布90%的平均粒徑D(O, 9) 35 u ra。實(shí)例2:取200公斤普通醇酸樹f旨油漆，它100%通過800目篩，常溫下用泵送至處理量 為].0m3/h的空泡發(fā)生器中，循環(huán)操作三次，從機(jī)器流出物取樣分析，其粒度為100%通過5000 目篩。
權(quán)利要求
1、一種粉碎固體顆粒并使其分散于液體中的方法，其特征在于將混有固體顆粒的液體漿料進(jìn)入空泡發(fā)生器，利用空泡沖擊力完成對固體顆粒粉碎及使顆粒分散于液體中。
2、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的空泡發(fā)生器是由動(dòng)力驅(qū)動(dòng)的，它由經(jīng)過特殊設(shè)計(jì)的定子、轉(zhuǎn)子及腔 體組成的，它在運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)下會在通過的溶劑中弓1發(fā)微小空化氣泡群。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的液體是水或有機(jī)溶劑，或者二者混合物。
4、 根據(jù)權(quán)力要求1所述待處理的液體中固體顆粒粒徑為5毫米為以下，優(yōu)選為1毫米以下。
全文摘要
一種粉碎并分散液體中固體顆粒的方法，它在于利用特別設(shè)計(jì)的機(jī)器對含有固體顆粒的液體進(jìn)行處理。該機(jī)器通過機(jī)械旋轉(zhuǎn)方式在液體中產(chǎn)生空泡群，在強(qiáng)大的空泡沖擊力作用下，粉碎固體顆粒，同時(shí)將顆粒分散在液體中。
文檔編號B01F3/12GK101513594SQ20091007144
公開日2009年8月26日 申請日期2009年2月26日 優(yōu)先權(quán)日2009年2月26日
發(fā)明者初景濤, 初景龍 申請人:初景濤;初景龍