中國粉體網(wǎng)訊 

1、粉體造粒技術(shù)的概況

從廣義上講，任何使小顆粒團聚成較大實體的過程和任何“巨大”物塊分成較小顆粒的過程都可稱為造粒過程。前者稱為粉體造粒，后者可稱為破碎造粒。其中，粉體造粒技術(shù)從廣義上也可分為兩大類，一類是成型加工法，主要是將粉狀物料通過特定的設(shè)備和方法，處理成為滿足特定形狀、尺寸、成分、密度等的團塊物料，此方法特別注意控制單個團塊的性質(zhì)；另一類是粒徑增大法，主要是把細粉體團聚成比較粗的顆粒，這類方法注意的是控制整堆物料的性質(zhì)。

成型造粒加工方法在目前工業(yè)中應用比較廣泛，但是工藝系統(tǒng)相對比較復雜，并且生產(chǎn)能力比較低，生產(chǎn)成本相對要高一些。而粒徑增大法大多應用對顆粒形狀和密度要求不高的工藝情況，其工藝系統(tǒng)簡單且容易操作，生產(chǎn)能力通常比較大，生產(chǎn)和運行成本比較低。

2、粉體造粒技術(shù)的應用

制造顆粒的過程，可以說自從有了人類的活動就已經(jīng)有了造粒技術(shù)的出現(xiàn)。屬于破碎造粒的有：摩擦生火過程的摩擦粉末的產(chǎn)生；石器時代制造石刀的生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的石粉等。屬于粉體造粒的有：做面食的和面過程；手工團制中藥丸劑過程等。

然而粉體技術(shù)及其生產(chǎn)裝備的研究真正成為一門專門的學科和獨立技術(shù)，起步比較晚。在國外可追溯到20世紀40年代。在科技飛速發(fā)展的當代，粉體造粒技術(shù)作為粉粒體加工處理的一個主要方法，隨著對環(huán)境保護的重視、生產(chǎn)過程自動化程度的提高以及生產(chǎn)工藝的特定要求，其重要性日益彰顯。粉狀產(chǎn)品粒狀化已成為世界粉體后處理技術(shù)的必然趨勢。對粉狀產(chǎn)品進行造粒的深度加工已成為很多行業(yè)生產(chǎn)過程中必備的生產(chǎn)工藝。

以下結(jié)合實例，將粉體造粒的應用及好處做簡單介紹。

• 粉末冶金生產(chǎn)中復雜形狀工件的壓制，用行星滾壓法制造球形物料，以達到生產(chǎn)所希望的形狀；
  

• 將醫(yī)藥粉體制作成藥片以達到便于計量、配料、管理中定量化的目的；
  

• 細粉末壓制成型以減少塵埃的擴散而減輕或消除對環(huán)境的污染；
  

• 煉鋼工業(yè)中的細粉燒結(jié)是為了便于散粒的無偏析均勻摻合；
  

• 燃料壓塊是為了改善產(chǎn)品的外觀和減少粉塵的污染；
  

• 肥料造粒為了減少產(chǎn)生結(jié)焦和結(jié)塊的傾向；
  

• 壓制給料中，陶瓷、粘土的造粒是為了改善物料的流動性；
  

• 炭黑的壓片是為了提高松裝的密度，以利于儲存和運輸；
  

• 速溶食品的造粒是為了控制溶解度；
  

• 催化劑骨架壓片是為了提高孔隙率和比表面積；
  

• 礦石和玻璃團粒化爐料是為了改善熱傳遞。
  

3、粉體造粒技術(shù)的方法

從造粒途徑的角度來講，粉體物料的造粒主要可分為兩種：①藥劑造粒，即通過加粘合劑的方法使粉體團聚；②機械設(shè)備造粒。事實上這兩種途徑是無法嚴格分開的，因為工業(yè)上的造粒方法往往是兩種途徑的組合。一方面加粘合劑的同時有時需要機械設(shè)備對粉體進行塑型；另一方面機械造粒的過程中也往往要加入粘合劑以增加可團聚性，因此只能說某一造粒過程是以某種途徑為主體而已。

按照實現(xiàn)小顆粒團聚的基本原理，可以把現(xiàn)有的粉體處理技術(shù)分為攪拌法、壓力成型法、噴霧和分散彌霧法、熱熔融成型法等4類。

常用的粉體物料造粒方法

（1）攪拌法造粒

是將某種液體或粘結(jié)劑滲入固態(tài)細粉末并適當?shù)財嚢�，使液體和固態(tài)細粉末相互密切接觸，產(chǎn)生粘結(jié)力而形成團粒。最常用的攪拌方法是通過圓盤、錐形或筒形轉(zhuǎn)鼓回轉(zhuǎn)時的翻動、滾動以及簾式垂落運動來完成的。根據(jù)成型方式又可分為滾動團粒、混合團粒及粉末成團3類。

典型的設(shè)備有造粒鼓、斜盤造粒機、錐鼓造粒機、盤式造粒機、滾筒造粒機、捏合機、鼓式混料機、粉末摻合機（錘式、立軸式、帶式）、落幕團粒機（鼓式、振動給料器、連續(xù)流動噴射混合系統(tǒng)）等。

一種圓球狀攪齒造粒機工作原理簡圖

其優(yōu)點是成型設(shè)備結(jié)構(gòu)簡單、單機產(chǎn)量大、所形成的顆粒易快速溶解、濕透性強，缺點是顆粒均勻性不好，所形成的顆粒強度較低。目前這類設(shè)備單機處理能力可達500t/h，顆粒直徑可到600mm，多用于選礦、化肥、精細化工、食品等行業(yè)。

（2）壓力成型法

是將粉體物料限定在特定的空間中，通過施加外力而壓緊為密實狀態(tài)。壓力成型的成功與否，一方面取決于施加外力的有效利用和傳遞，另一方面取決于顆粒物料的物理性質(zhì)。根據(jù)所施加外力的物理系統(tǒng)不同，壓力成型法又可分為兩大類，即模壓法和擠壓法。

典型的模壓法設(shè)備有重型壓塊機、臺式壓榨機、混凝土塊壓制機、壓磚機、重型制片機等。其優(yōu)點是可制造較大的團塊，所制成的物料也有相當?shù)臋C械強度，缺點是設(shè)備的適用范圍較小，對有的物料不易脫模。這類設(shè)備多用于建筑、制藥等行業(yè)。

擠壓法是目前我國粉體造粒的主要方法之一，擠壓法造粒設(shè)備根據(jù)工作原理和結(jié)構(gòu)可分為真空壓桿造粒機、單（雙）螺桿擠出造粒機、模型沖壓機、柱塞擠出機、輥筒擠出機、對輥齒輪造粒機等。這類設(shè)備可廣泛用于石油化工、有機化工、精細化工、醫(yī)藥、食品、染料、農(nóng)藥、飼料、肥料等行業(yè)。具有適應能力強、產(chǎn)量大、造粒品粒度均勻、顆粒強度好、成粒率高等優(yōu)點。

一種對齒滾壓式造粒機工作原理簡圖

（3）噴霧和分散彌霧法

是在特定的設(shè)備中使處于高度分散狀態(tài)的液相或半液相物料直接成為固體顆粒。這種造粒設(shè)備有噴霧干燥塔、噴霧干燥器、造粒塔、噴動床和流化床干燥器以及氣流輸送干燥器等。

在噴霧時，液態(tài)進料（液體、膠質(zhì)液、膏狀物、乳化液、泥漿液或熔融物）彌散在氣體（一般為空氣）中通過熱量傳遞或質(zhì)量傳遞（或者兩個傳遞過程同時進行）而生成固體顆粒。有關(guān)顆粒生成的機理包括液態(tài)進料形成小滴而硬化成固體顆粒、液料沉敷在已有的粒核表面而形成固體顆粒、許多小粒子在噴入的粘結(jié)劑作用下粘聚在一起而形成團粒等。

這類設(shè)備的優(yōu)點在于物料的造粒過程和干燥過程同時進行，可廣泛應用于各種行業(yè)的物料造粒，如制藥、食品、化工、礦業(yè)以及陶瓷工業(yè)等。其缺點是顆粒強度較低，粒度較小。

（4）熱熔融成型法

熱熔融成型法是利用產(chǎn)品的低熔點特性（一般低于300℃），將熔融的物料通過特殊的冷凝方式，使其冷凝結(jié)晶成所要求的片狀、條狀、塊狀及半球狀等形狀。根據(jù)成型設(shè)備的工作原理，主要可分為轉(zhuǎn)鼓結(jié)片機和回轉(zhuǎn)冷帶落模成型裝置。由于球體表面積最大，所造粒時以球形為最佳外形。

轉(zhuǎn)鼓結(jié)片機具有設(shè)備緊湊，轉(zhuǎn)鼓精度高，冷卻效果好，適用范圍廣，既可結(jié)片又可干燥等優(yōu)點，可廣泛應用于石油樹脂、聚乙烯低聚物等高分子類產(chǎn)品以及苯酐、順酐、高級脂肪醇等有機化工產(chǎn)品�；剞D(zhuǎn)冷帶落模成型裝置是利用產(chǎn)品的低熔點特性，將熔融的物料，依物性和使用要求，可選擇連續(xù)滴落、連續(xù)出條和全寬度溢流等布料方式，以形成半球狀、條狀和薄片狀產(chǎn)品，經(jīng)噴淋冷卻、固化，從而定型。

除了以上4類方法，還有從液體中團聚造粒法，即對分散在液體中的固體粒子直接在液體中造粒成團。通過液中造粒，可實現(xiàn)液中固體微粒的增徑，簡化固液分離過程，亦可通過選擇性造粒實現(xiàn)不同性質(zhì)顆粒的分離。因此，液中造粒技術(shù)的研究引起選礦、洗煤、水處理及制藥等領(lǐng)域的廣泛重視。

4、粉體造粒技術(shù)的趨勢

（1）設(shè)備大型化

隨著科學技術(shù)的進步和發(fā)展，生產(chǎn)裝置大型化的優(yōu)點越來越明顯，同時，CAD/CAM技術(shù)和精確應力分析技術(shù)的應用促進了機械結(jié)構(gòu)設(shè)計和加工制造技術(shù)的發(fā)展，為粉體造粒設(shè)備的大型化提供了堅實的技術(shù)保障。

（2）結(jié)構(gòu)緊湊化

設(shè)備的結(jié)構(gòu)設(shè)計更合理，更緊湊，更符合人體工學原理，從而降低了制造成本，減少了占地面積，提高了勞動效率。

（3）加工工藝高技術(shù)化

隨著粉體造粒設(shè)備應用領(lǐng)域的拓展，傳統(tǒng)的機械加工手段已不能滿足粉體設(shè)計技術(shù)的需要。粉體設(shè)備的加工工藝正向著高技術(shù)化方向發(fā)展，如采用計算機輔助設(shè)計/制造（CAD/CAM）技術(shù)進行螺桿螺紋型線的設(shè)計、加工，采用專用深孔加工設(shè)備加工冷帶落模機布料器細長孔，采用激光、電火花加工微小孔徑模板等。

（4）功能多樣化

粉體后處理工程是一個包括多學科、多門類的諸多單元操作的系統(tǒng)工程，要求粉體造粒設(shè)備的選用最好能減少中間工序，以節(jié)約投資；同時，產(chǎn)品的市場化需求也要求生產(chǎn)廠家能提供多種形式的產(chǎn)品。

（5）效率高效化

隨著人們節(jié)能意識的提高，對粉體造粒設(shè)備的效率提出了更高的要求。要求這類設(shè)備不但要滿足功能需求，而且還要節(jié)能、耐用，使用、保養(yǎng)、維修費用低，以降低產(chǎn)品成本。

（6）控制系統(tǒng)自動化

隨著自控技術(shù)的發(fā)展，是否采用流水線作業(yè)和自動化控制已成為衡量粉體后處理技術(shù)先進與否的重要指標�？刂葡到y(tǒng)采用自動化控制，不但可保證生產(chǎn)工序的流水作業(yè)，減輕操作人員勞動強度，更重要的是可保證生產(chǎn)過程的精確化和實時反饋，提高產(chǎn)品質(zhì)量，降低設(shè)備故障率。

參考來源：

楊炳飛，復合人工沸石顆粒脫氮除磷性能研究

榮寶軍，復合摩擦材料原料顆�；�混料技術(shù)及設(shè)備

李建平等，我國粉體造粒技術(shù)的現(xiàn)狀與展望

注：圖片非商業(yè)用途，存在侵權(quán)告知刪除！