摘要：該文主要研究干法狀態(tài)下，LNJ-60性流化床氣流磨制備超細(xì)氧化鈰，通過針對性分析其在工作時機(jī)器噴嘴間的粉碎壓力，分級機(jī)的轉(zhuǎn)速，以及加速距離等工藝參數(shù)條件的不同，對氧化鈰的產(chǎn)量和粒數(shù)的變化。從而得出LNI-60型的流化床氣流磨制備的粒度在1—5 之間的超細(xì)氧化鈰的標(biāo)準(zhǔn)工藝參數(shù)。

關(guān)鍵詞：氣流磨 電池正極材料 流場設(shè)計 粉碎效率

中圖分類號： TB44 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號1672-3791（2015）01（a）-0000-00

對于稀土元素的研究，發(fā)現(xiàn)其內(nèi)部具有獨特的4f電子結(jié)構(gòu)，而且組成稀土的化合物富含特殊的光電磁性質(zhì)，被人們稱之為新材料的聚集地，氧化鈰就是稀土中的一種化合物，其位置較為重要。本身具有著用處廣，價格較為便宜的特點。其主要的用于陶瓷，玻璃和催化劑等相關(guān)領(lǐng)域。由于氧化鈰的本身特性，使其的磨料可以作為改進(jìn)機(jī)動車尾部凈化催化劑的主要助劑。因此，對于氧化鈰的制備，盡量的使其范圍變得窄一點。對于我國的氧化鈰磨料的微粉技術(shù)，其相對來說較為落后，許多的設(shè)備和工藝都受到了限制，不能改保證從、產(chǎn)品的質(zhì)量，而在當(dāng)前的氧化鈰磨料制備技術(shù)中，較長使用的氣流粉碎分級技術(shù)，此項技術(shù)不僅能使氧化鈰的顆粒分布較窄，還能使其外觀較為規(guī)則，具有純度高，分散點好，且活性比較大的特點。在此之中，應(yīng)用干法制的氣流磨技術(shù)制備氧化鈰，不會像水熱法，醇鹽法，共沉淀法，以及溶膠或凝膠法，有那么高的條件限制，

1具體的研究試驗

首先我們采用密度為7.11g/cm3，黃中帶紅，粒度d90為10.231 的液晶粉料氧化鈰。使用LNJ-60型流化床氣流磨生產(chǎn)線制備超細(xì)的氧化鈰（CeO2）；此系統(tǒng)主要包括：氣源系統(tǒng)，空氣壓縮機(jī)系統(tǒng)，給料系統(tǒng)，三噴嘴氣流磨，二級分級機(jī)，一級分級機(jī)，引風(fēng)機(jī)，除塵器等。同時還采用的變頻調(diào)速技術(shù)分級機(jī)控制系統(tǒng)和PLC控制，以及袋式的除塵器和旋風(fēng)分離器。

該機(jī)器主要的工作原理就是：首先利用加料系統(tǒng)，通過空氣壓縮機(jī)，將物料送到機(jī)器內(nèi)磨中，再通過氣流磨的噴嘴產(chǎn)生的超音速氣流將其吹動，物料在互相摩擦碰撞中被粉碎，然后通過分級輪將其送入到管道之中，再在旋風(fēng)分離器中，把空氣和物料進(jìn)行分離，將沒有達(dá)到顆粒要求的物料送到機(jī)器內(nèi)部的粉碎機(jī)中，在和進(jìn)料系統(tǒng)的物料進(jìn)行再一次的粉碎。將旋風(fēng)分離器分離出的少量的符合顆粒標(biāo)準(zhǔn)的粉塵物料送入到袋式除塵器中，在其中進(jìn)行氣體過濾，把其中的空氣通過因風(fēng)起排出，在經(jīng)過氣體過濾后，物料的微細(xì)粉塵或粘附于收塵濾袋上，這時，我們需要利用機(jī)器的脈沖氣閥進(jìn)行相應(yīng)的清灰工作，將其中的灰塵顆粒通過排料系統(tǒng)排出來。此粉碎系統(tǒng)設(shè)備屬于完全封閉式的環(huán)形工作系統(tǒng)。其工作中，使用風(fēng)速測試儀對引風(fēng)機(jī)的風(fēng)速進(jìn)行相應(yīng)測試，并進(jìn)行記錄工作；而對于氧化鈰粉粒度的測定主要采用的是應(yīng)該的MALVE激光粒度測試儀器，進(jìn)行具體的分析測試。

2對研究的結(jié)果進(jìn)行分析討論

對LNJ-60型流化床氣流磨生產(chǎn)線制備超細(xì)的氧化鈰的具體工作進(jìn)行相應(yīng)分析，使我們知道①噴嘴間加速距離對氧化鈰粒度的影響；當(dāng)LNJ-60型流化床氣流磨在進(jìn)行相應(yīng)的氣流粉碎工作時，其高速的氣流能夠帶動物料，通過高速的轉(zhuǎn)動將動能轉(zhuǎn)化為對物料顆粒的粉碎能力，不過噴嘴的氣流速度下降比較快，如果物料的粒度越小，那么其被加速達(dá)到的速度就會越大，其最大速度需要的加速距離也就越短；如果粒度越大，其需要的被加速達(dá)最大速度也就越小，則其加速的距離也相對越長。所以，在平時的生產(chǎn)中，對于流化床氣流磨的噴嘴的速度調(diào)整的合適與否。直接影響著物料的最終粉碎效果。其噴嘴的加速距離和顆粒的密度，進(jìn)料的粒度，物料的氣固濃度，以及產(chǎn)品的力度存在著較為緊密的關(guān)系。對于LNJ-60型流化床氣流磨的系統(tǒng)參數(shù)主要包括；粉碎壓力0.90MPa，一級的分級機(jī)頻率為40Hz，二級的分級機(jī)頻率為50Hz，引風(fēng)機(jī)維50—12型，二次風(fēng)流量為8m3/min.，保持這些參數(shù)不變，然后，對應(yīng)的分別應(yīng)用70mm，80mm，90mm的噴嘴加速距離進(jìn)行相應(yīng)的實驗。

表1 氣流磨噴嘴加速距離對產(chǎn)品粒度的影響

產(chǎn)品加速距離（mm）粒度（ ）

產(chǎn)量/kg h-1

流量/m3 min-1

d10d50d90dm

A700.6522.2543.8546.23424.438.1

B800.5211.3202.3464.25534.237.2

C900.2210.5231.2452.45320.435.9

由此表可知，噴嘴的加速距離的大小對機(jī)器的粉碎效果影響較為明顯。當(dāng)噴嘴的加速距離為70mm時，物料在高速氣流加速的情況下，其速度沒有達(dá)到氧化鈰粉體標(biāo)準(zhǔn)粒度所需，導(dǎo)致粉體的粒度較粗，而當(dāng)噴嘴的加速距離為90mm時，其對物料的的速度要求有過大，導(dǎo)致了粉塵的粒度有比較細(xì)，由于物料的碰撞出現(xiàn)在氣流加速或氣流衰減時，使其能量被相應(yīng)的浪費掉了一些。當(dāng)噴嘴加速距離為80mm時，氧化鈰粉體的粒度和標(biāo)準(zhǔn)正好一樣，且粉塵的產(chǎn)量較上面兩組高出很多。②粉碎壓力對氧化鈰粒度的影響；主要試講物料在經(jīng)過除水和除油后，送入到粉碎機(jī)超音速噴嘴入口，通過干空氣進(jìn)行的表象壓縮。通過對噴嘴出口氣流的速度提升，使得物料的粉碎速度也得到提升，增加物料粉塵的顆粒動能，加大顆粒間的碰撞，使其壓力越大，粒度越細(xì)。具體的試驗系統(tǒng)參數(shù)包括：噴嘴的加速距離為80mm，一級的分級機(jī)頻率為40Hz，二級的分級機(jī)頻率為50Hz，引風(fēng)機(jī)維50—12型，二次風(fēng)流量為8m3/min.，

表2 不同粉碎壓力對產(chǎn)品粒度的影響

產(chǎn)品粉碎壓力產(chǎn)品粒度（ ）

產(chǎn)量流量

/MPad10d50d90dm/kg h-1

/m3 min-1

原樣 0.7333.34211.32259.567

E0.870.1871.1452.3214.88932.120.5

F0.850.2310.8992.1534.25332.428.7

G0.820.5251.3112.4565.42338.536.7

此表中，使我們了解到物料的原樣粒度很大，且分布較為松散，其并不總是隨著粉碎壓力的增大二使粉塵粒度變小，對其進(jìn)行的壓力調(diào)整要適當(dāng)，不然容易產(chǎn)生反向作用。由于噴射壓力和其出口速度的關(guān)系并非線性的，所以，當(dāng)壓力超過標(biāo)準(zhǔn)值時，會使噴嘴前后壓力比失調(diào)，導(dǎo)致粉碎室產(chǎn)生激波，物料的氣相受到激波的阻礙，速度逐漸下降，但固相速度不變，固相也氣相之間的速度值差異，對粉碎效果也有一定影響。對于噴嘴來說，其也有固定的最大值，雖然能夠增大外界壓力，但是也不能無限地提升質(zhì)量流量。也就是說，當(dāng)壓力達(dá)到相應(yīng)程度，其粉碎強(qiáng)度將保持不變。本試驗要求產(chǎn)品的要保證在1—5 之間，從表中數(shù)值可知，只有G產(chǎn)品的規(guī)格參數(shù)符合相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)。③一級分級機(jī)轉(zhuǎn)速對氧化鈰粒度的影響；對此也采取了相應(yīng)的試驗，其主要的系統(tǒng)參數(shù)為；噴嘴的加速距離為80mm，二級的分級機(jī)頻率為50Hz，引風(fēng)機(jī)維50—12型，二次風(fēng)流量為8m3/min.

表3 不同分級機(jī)轉(zhuǎn)速對產(chǎn)品粒度的影響

產(chǎn)品分級頻率分級轉(zhuǎn)速產(chǎn)品粒度/

產(chǎn)量流量

/Hz/r min-1

d10d50d90dm/kg h-1

/m3 min-1

H3510600.6131.5873.1255.45639.152.9

I4514000.5311.3892.5414.55338.634.9

J5515500.5231.1241.9863.81126.312.5

由此表可知當(dāng)一級分級機(jī)的頻率從35上升到55Hz時，其轉(zhuǎn)速則從1060/r min-1，上升到了1550/r min-1，其超細(xì)氧化鈰的產(chǎn)量在逐漸的減少，粒度也在逐漸減小，當(dāng)分級機(jī)的轉(zhuǎn)速越高時，其氧化鈰粒度就越細(xì)。反之，當(dāng)分級機(jī)的轉(zhuǎn)速越低時，其氧化鈰粒度就越粗。主要是由于在高速轉(zhuǎn)動下的分級機(jī)葉片對顆粒的作用力度較大，加大了其離心速度，使其不斷向邊壁運動，然后，在經(jīng)氣流磨進(jìn)行相應(yīng)粉碎.

3結(jié)束語

通過LNJ-60型流化床氣流磨的相關(guān)研究，發(fā)現(xiàn)其可生產(chǎn)的氧化鈰超細(xì)微粉的粒度范圍應(yīng)當(dāng)在5 以下，只有這樣才能使物料的粒度更窄，產(chǎn)量才會更高，且系統(tǒng)的生產(chǎn)過程各項功能較為穩(wěn)定，自動化的程度較高。在具體的氣流磨粉碎機(jī)工作中，我們針對其最終產(chǎn)生的粉碎顆粒程度，由于其影響因素眾多，所以需要從多個方面進(jìn)行綜合性的效果考慮，在本研究的相關(guān)試驗中，其主要的影響因素包括，粉碎機(jī)的壓力，噴嘴間的加速距離，以及分級機(jī)的轉(zhuǎn)速；對于這幾項因素，其內(nèi)部的各項參數(shù)調(diào)整都會對物料產(chǎn)生的最終顆粒效果有著一定的影響。通過上述試驗結(jié)果，對于LNJ-60型流化床氣流磨的最佳工藝參數(shù)為；0.85MPa的粉碎壓力，80mm的噴嘴加速距離，1050r/min的分級機(jī)轉(zhuǎn)速。通過相應(yīng)的參數(shù)匹配，通過具體的優(yōu)化方法，達(dá)到良好的氧化鈰超細(xì)微粉生產(chǎn)粒度效果。

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