[发明专利]一种粉体造粒技术

说明书

技术领域

本发明涉及一种粉体造粒技术，可在化工、医药、食品、电子、建筑、农业、环保等领域广泛地应用该技术对不同的粉体进行造粒，以改善粉体的加工特性、使用特性等。该技术利用两相互不相溶原理，使粉体所在分散相在剪切力的作用下、在连续相中可悬浮形成球形颗粒，并可控制条件使球形颗粒的形状固定保留下来。

背景技术

粉体在使用中容易出现起尘、雾化等现象，轻则引起操作者呼吸困难并会影响视野，同时造成原料浪费，重则引起爆炸；另一方面，粉体在应用中往往很难得到很好的使用。随着人们对有效利用资源、提高产品质量、加强环境保护的意识提高和生产过程自动化程度要求的不断提升，“粉体粒状化”已成为世界粉体后处理的必然趋势。

对粉状产品进行造粒的深度加工，其意义主要体现在以下四个方面：一是降低粉尘污染，改善劳动操作条件；二是满足生产工艺需求，如提高孔隙率和比表面积、改善热传递、减小流动阻力等；三是改善产品的物理性能，避免后续操作过程(干燥、筛分、计量、包装)和使用过程出现偏析、气泡、脉动、结块、架桥等不良影响，为提高生产和使用过程的自动化、密闭操作创造了条件；四是改善分离状物料的流动特性，有利于分离过程中的工艺操作和分离物质的重复使用。简言之，将粉体造成粒状，可以克服粉体的较多缺陷，在不影响粉体本身性能的条件下，粉体造成粒状将成为粉体应用的首选。

文献中有大量的专利对粉体造粒的方式进行描述，但都是对目前粉体造粒技术的改进，基本都与专有造粒设备分不开。目前常用的几种造粒方式有：

1.搅拌法造粒是将某种液体或粘结剂渗入固态细粉末并适当地搅拌，使液体和固态细粉末相互密切接触，产生粘结力而形成团粒。最常用的搅拌方法是通过圆盘、锥形或筒形转鼓回转时的翻动、滚动以及帘式垂落运动来完成的。

2.压力成型法是将要造粒的粉体物料限定在特定的空间中，通过施加外力而压紧为密实状态。压力成型的成功与否，一方面取决于施加外力的有效利用和传递，另一方面也取决于颗粒物料的物理性质。根据所施加外力的物理系统不同，压力成型法又可分为两大类，即模压法和挤压法。

3.喷雾和分散弥雾法是在特定的设备中使处于高度分散状态的液相或半液相物料直接成为固体颗粒。这种造粒设备有喷雾干燥塔、喷雾干燥器、造粒塔、喷动床和流化床干燥器以及气流输送干燥器等。

4.热熔融成型法是利用产品的低熔点特性(一般低于300℃)，将熔融的物料，通过特殊的冷凝方式，使其冷凝结晶成所要求的片状、条状、块状、半球状等形状。

除上述方法外，还有流动造粒、流化床造粒的方法等。

粉体造粒目前所采用的方法具有设备投资大、机械性能要求高、颗粒球形度低、表面光洁度差等缺点。本发明利用两相互不相溶原理，使粉体所在的分散相在剪切力作用下悬浮分散于连续相中形成球形颗粒，具有工艺简单、设备要求低、成球效率高、表面光滑等优点。

发明内容

本发明的目的是提供一种将粉体制备成球形颗粒的方法，其实施方法不需要采用挤压或其它机械力，不需要大型的专业造粒设备，在普通的带有搅拌的玻璃、搪瓷或不锈钢反应釜中进行即可，通过将粉体均匀分散于由粘结剂、增粘剂和/或分散介质构成的液相中形成分散相，在剪切力和表面张力作用下悬浮在不相溶的另一相(即连续相)中形成球形颗粒，并在适当条件下将其固形下来而将粉体制备成粒。

本发明的关键在于根据粉体性质选择合适的粘结剂、增稠剂和分散介质，粘结剂与粉体之间存在着相互作用力如氢键、范德华力、共价键合力、离子键合力等，宏观上表现为粘结力，在增粘剂(也叫增稠剂)及分散介质的协同作用下，粉体可均匀分散在由粘结剂、增粘剂和/或分散介质构成的液相中，形成分散相；选择与分散相不相溶的体系为连续相，分散相和连续相的体积比一般为1∶1.5-1∶10之间，优选为1∶2-1∶5之间，更为优选的比例为1∶2-1∶3.5。

具体而言，本发明是通过如下方式实现的：