粉體的表面改性或表面處理技術(shù)，包括表面改性方法、工藝、表面改性劑及其配方、表面改性設備等。其中在表面改性工藝和改性劑配方確定的情況下，表面改性設備的優(yōu)劣就成為粉體表面改性或表面處理的關(guān)鍵。
 
粉體表面改性設備，主要有3項功能：
 
　　一是混合；
　　二是分散；
　　三是表面改性劑在設備中熔化和均勻分散到物料表面，并產(chǎn)生良好的結合。
 
因此，性能好的表面改性設備應具備以下基本工藝特性：
 
　　一是對粉體及表面改性劑的分散性好；
　　二是粉體與表面改性劑的接觸或作用機會(huì )均等；
　　三是改性溫度可調；
　　四是單位產(chǎn)品能耗低；
　　五是無(wú)粉塵污染；
　　六是操作簡(jiǎn)便、運行平穩。
 
　　SLG型粉體表面改性機是由原武漢工業(yè)大學(xué)北京研究生部與江陰市啟泰非金屬工程有限公司合作研制開(kāi)發(fā)的，專(zhuān)門(mén)針對超細粉體表面改性或表面處理的一種連續干式粉體表面改性機。
 
1、SLG型連續式粉體表面改性機結構和性能特點(diǎn)
 
（1）結構組成
 
　　SLG型連續式粉體表面改性機主要由溫度計、出料口、進(jìn)風(fēng)口、風(fēng)管、主機、進(jìn)料口、計量泵和喂料機等組成。
 

 ▲SLG型連續式粉體表面改性機

　　其系統配置一般包括給料裝置、改性劑計量添加裝置、主機、旋風(fēng)集料器、布袋收塵器等。
 
（2）工作原理
 
　　待改性物料經(jīng)喂料機給入，經(jīng)與自動(dòng)計量和連續給入的表面改性劑接觸后，依次通過(guò)三個(gè)圓筒形的改性腔從出料排出。
 

 ▲表面改性機原理

　　在改性腔中，特殊設計的高速旋轉的轉子和定子與粉體物料的沖擊、剪切和摩擦作用，產(chǎn)生其表面改性所需的溫度，該溫度可通過(guò)轉子的轉速、粉料通過(guò)的速度或給料速度以及風(fēng)門(mén)大小來(lái)調節，最高可到150℃。
　　同時(shí)轉子的高速旋轉強制粉體物料松散并形成渦流二相流，使表面改性劑能迅速、均勻地與粉體顆粒表面作用，包覆于顆粒表面。
 
（3）性能特點(diǎn)
 
　　對粉體及表面改性劑的分散性好，不僅改性產(chǎn)品無(wú)團聚顆粒，而且對原料中的團聚體顆粒有一定的解聚作用；
　　連續計量匹配進(jìn)料和進(jìn)藥（改性劑），粉體與表面改性劑的作用計劃均等，粉體表面包覆均勻，產(chǎn)品包覆率高；
　　能耗低，以SLG-3/600型機為例，用于超細輕質(zhì)碳酸鈣改性的單位產(chǎn)品能耗不大于35KW·h/t；
　　無(wú)粉塵污染，系統閉路和負壓運行且配有高效除塵裝置；
　　連續生產(chǎn)，自動(dòng)化程度高，操作簡(jiǎn)便；
　　運行平穩。
 
（4）適用范圍
 
　　適用于連續大規模生產(chǎn)各種表面有機化學(xué)包覆的無(wú)機粉體，如重質(zhì)碳酸鈣、輕質(zhì)碳酸鈣、高嶺土、氧化鋅、氫氧化鎂、強氧化鋁、絹云母、硫酸鋇、白炭黑、鈦白粉、滑石等無(wú)機活性填料或顏料。
　　既可以與干法制粉工藝（如超細粉碎工藝）配套，也可單獨設置用于各種超細粉體的表面改性以及納米粉體的解團聚和表面改性。
 
2、SLG表面改性機在碳酸鈣加工中的應用
 
　　輕質(zhì)碳酸鈣輕鈣廣泛應用于塑料制品、涂料、油墨等領(lǐng)域。要改善其在這些應用領(lǐng)域中與有機高聚物基料的相容性及在體系中的分散性，從而提高填充或復合后制品的綜合性能，必須對輕鈣進(jìn)行表面改性。
 

　　河北井陘常勝鈣業(yè)有限公司用SLG連續式粉體表面改性機改性活性輕鈣的技術(shù)指標：篩余物（325目篩）0.3%；105℃下?lián)]發(fā)物含量0.24%；鹽酸不溶物含量0.12%；鐵（Fe）含量0.03%；錳（Mn）含量0.004%；白度93.0度；吸油值65g/100g；活化度96%；沉降體積2.8g/mL。
　　由于SLG表面改性機連續生產(chǎn)并配有收塵系統，因此與用高速加熱混合機對輕鈣進(jìn)行改性相比，還具有物料損失少、粉塵污染輕等優(yōu)點(diǎn)。
 
3、SLG表面改性機在高嶺土加工中的應用
 
　　煅燒高嶺土廣泛應用于涂料、造紙、電纜、橡膠、塑料、陶瓷等工業(yè)領(lǐng)域。但高嶺土的聚結性較強，在用于電纜、橡膠、塑料等高聚物基復合材料及部分涂料時(shí)，為了改善其與這些體系中有機基料的相容性及提高其在體系中的分散性，必須對其進(jìn)行表面改性或表面處理。
　　采用SLG表面改性機對1250目、2000目、2500目等細度的煤系煅燒高嶺土進(jìn)行表面改性處理。改性后高嶺土粒度變化不大，且有著(zhù)較高的活化率，疏水性能較好，吸油值有所下降。
 

▼高嶺土改性前后部分指標對比

 

4、SLG表面改性機在納米氧化鋅加工中的應用
 
　　以硬脂酸改性、鈦酸酯為改性劑，采用SLG表面改性機對納米氧化鋅進(jìn)行表面改性。
　　改性試驗條件為：改性劑用量，硬脂酸4.0%、鈦酸酯4.5%；其中硬脂酸以干粉計量連續自動(dòng)加入，鈦酸酯偶聯(lián)劑用計量泵連續計量加入；溫度，105～120℃；物料通過(guò)量，450kg/h。
　　改性樣品活化指數測定結果：硬脂酸改性99.8%，鈦酸酯改性93.6%。
　　由此可見(jiàn)，SLG連續式粉體表面改性機對納米氧化鋅有良好的分散解聚和表面改性效果。
　　SLG連續式粉體表面改性機可以使用各種液體和固體表面改性劑，能滿(mǎn)足同時(shí)使用兩種表面改性劑進(jìn)行復合改性，還可以用于兩種無(wú)機“微米/微米”和“納米/微米”粉體的共混與復合。
 
5、SLG表面改性機影響因素
 
　　影響SLG型連續粉體表面改性機改性效果的主要工藝因素是物料的水分含量、改性溫度和給料速度。
　　要求原料的水分含量不大于1%。
　　改性溫度要依表面改性劑的品種、用量和用法來(lái)進(jìn)行調節，不要太低，也不能超過(guò)表面改性劑的分解溫度。
　　給料速度要適中，要以原料的性質(zhì)和粒度大小進(jìn)行調節，給料速度過(guò)快，粉體在改性腔中的充填率過(guò)大，停留時(shí)間太短，難以達到較高的包覆率；給料速度過(guò)慢，粉體在改性腔中的充填率過(guò)小，溫升慢，表面改性效果變差，而且處理能力下降。
 

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來(lái)源：中國粉體表面改性設備的進(jìn)展，作者：劉伯元；SLG型連續式粉體表面改性機應用研究，作者：鄭水林、李楊、駱劍軍；非金屬礦加工技術(shù)與應用手冊，作者：鄭水林、袁繼祖，冶金工業(yè)出版社；
編輯整理：粉體技術(shù)網(wǎng)