[发明专利]用于生产球形石墨的气流控制系统及其控制方法

说明书

技术领域

本发明涉及生产球形石墨的气流控制系统，具体地说是生产球形石墨的气流控制系统及其气流控制方法。

背景技术

石墨材料作为锂离子电池负极材料具有良好的导电性、优良的充放电电压平台、较高的比容量以及低廉的价格等优点，所以一直是负极材料的研究热点，已在商品化锂离子电池中广泛使用。许多研究表明，石墨颗粒的形状、晶体结构、表面结构、杂质含量等都与石墨材料的电化学性能及嵌锂性能有密切关系。而石墨的来源和加工过程不同，其上述的物理化学性能也不同。天然石墨颗粒的球形化处理对提高天然石墨粉的电性能有着重要的意义。能耗大、成本高，且制得球形石墨的球形度不高，产品的性能不理想，无法满足技术发展的需要，

在现有球形石墨制备工艺中存在生产效率及成品率低，球形石墨物理指标不易控制，产品球形度低，且成品球形石墨中细屑多，石墨粉的粒度分布范围宽，以及产品粒径过大、石墨粉比表面积过小等问题，导致石墨粉使用性能低，电池的充放电时间、待机时间和使用寿命不理想。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是，提供一种用于生产球形石墨的气流控制系统及其控制方法，能够提高生产系统的产率，制得球形石墨产品的球形度高、粒度分布均匀。

本发明为解决上述技术问题的不足，所采用的技术方案是：用于生产球形石墨的气流控制系统，采用由气流涡旋粉体细化机、旋风分离器I、脉冲粉尘回收装置I和负压抽风机I通过风管串接组成的粉体细化机组，构成对负压抽风机I所形成气流的气流控制网，由气流涡旋球化机、球化分级机、旋风分离器II、脉冲粉尘回收装置II和负压抽风机II通过风管串接组成的粉体球化机组，构成对负压抽风机II所形成气流的气流控制网。

用于生产球形石墨的气流控制系统的控制方法，在粉体细化机组中，采用的风管管径为240-260mm，负压抽风机I以1005-5325m²/h的抽风量抽风，产生用于石墨粉制备过程中所需的气流和负压，并在气流涡旋粉体细化机中产生涡流、湍流带动石墨粉进行剪切、碰撞、卷曲完成石墨粉的粉体细化过程，负压抽风机I产生的风压为11800-15100Pa，在过滤面积为50-70m²的脉冲粉尘回收装置I中空气压缩装置以每次持续3-7秒、间隔时间10-30秒的频率向除尘袋内喷射气压为0.5-0.7MPa的高压气流，从旋风分离器I分离出的石墨粉尘随气流以2-3m/min的流速进入脉冲粉尘回收装置I；在粉体球化机组中，采用的风管管径为240-260mm，负压抽风机II以1483-4723m²/h的抽风量抽风，产生用于石墨粉制备过程中所需的气流和负压，并在气流涡旋球化机和球化分级机中产生涡流、湍流带动石墨粉进行卷曲、碰撞、团聚、密实完成石墨粉的球化过程，负压抽风机II产生的风压为6432-9590Pa，在过滤面积为45-60m²的脉冲粉尘回收装置II中空气压缩装置以每次持续4-8秒、间隔时间10-30秒的频率向除尘袋内喷射气压为0.5-0.7MPa的高压气流，从旋风分离器II分离出的石墨粉尘随气流以1.5-2m/min的流速进入脉冲粉尘回收装置II。

负压是低于常压(即常说的一个大气压)的气体压力状态，与外部气压的相对压力为负值。在整个制备过程中，负压抽风机I、II在设备中产生的负压对石墨粉的输送、粉体细化和球化有着至关重要的作用。风力过大，设备中的气流过强，粒径较大的石墨粉在分级设备中被强制分离，随石墨粉尘送至脉冲粉尘回收装置，导致成品率低，得到的产品粒径较大，比表面积较小。同时，风力过大还导致石墨粉在设备中停留时间过短，没有足够的球化时间，得到的产品球形度低。风压过小，设备中的气流较弱，石墨粉在设备中停留时间过长，导致产品粒径过小，产生大量细小碎屑。同时，风压过小还导致分级效果降低，细小碎屑不能分离彻底，成品中细屑增多，石墨粉的粒度分布范围变宽，影响性能。并且风压过小，设备中的气流过弱，则没有足够的风力产生涡流、湍流带动石墨粉通过对撞、卷曲、揉搓、密实、团聚的作用完成球化过程，得到的产品球形度也不高。