专利名称：超细煤粉的粉碎方法
技术领域：
本发明涉及粉体科学与工程领域，具体涉及对粉体的粉碎与改性粉体、尤其是超细改性制备方法。
背景技术：
将粉体进行超细化和表面改性处理，可以提高粉体的化学反应活性以利于提高材料的性能；如通过改善粉体的界面亲和性以利于填充材料的力学性能；调控粉体表面各种凝聚力以利于粉体的分散应用；获得粉体表面特殊物理性能以利于功能性粉体制备。因此，粉体的超细化和表面改性是高性能材料制备工程的重要手段，也是新材料、新工艺和新产品开发的重要内容。
现有的超细改性粉体制备方法，主要采用的是先、后分步走的工艺，即先超细粉碎，后表面改性。在超细粉碎技术中，气流粉碎是目前公认的能有效获得最小颗粒的机械粉碎方法。但是，由于煤粉具有燃烧性，在气流粉碎过程中极易发生爆炸，用保护性气流的方法加工成本较高。
如CN03128399.3中药材冲击摩擦超细气流粉碎装置，包括涡轮分级机构、机座，机座(C)与涡轮分级机构(A)之间设置-冲击摩擦超细气流粉碎机构(B)，冲击摩擦超细气流粉碎机构(B)的上部与涡轮分级机构(A)由法兰连接，冲击摩擦超细它包括涡轮分级机构、机座。
CN03128258.X粉碎与改性复合化制备超细改性粉体的方法，在流化床气流粉碎过程中，利用粉碎所产生的颗粒新鲜表面因化学键被截断形成的大量高活性点，通过气流粉碎特有的高湍流作用和力-化学效应，及时与改性剂产生化学键合或物理吸附作用，实现气流粉碎-改性效果；同时，利用微波对粉体和改性剂的加热、激发的改性作用和微波对颗粒的晶间应力增强作用，实现微波改性-助磨效果。
CN02125271.8植物类物料超细粉碎与包覆保质组合加工方法1)先将物料在冲击式粉碎机中进行粗粉碎；2)将外加剂添加到所说的粗粉碎物料中，再用高频振动冲击式混研机进行表面抗氧化包覆处理和微细粉碎。
CN98111642.6公开了一种塑料、橡胶的常温超细粉碎工艺。其工艺流程为将原材料加水后进入高速剪切研磨机内粉碎，并且边粉碎边过滤，然后经干燥、分散，得到超细塑料、橡胶颗粒，平均粒径小于110μm。
发明内容
本发明目的是提出一种安全高效的超细煤粉制备方法。
本发明的目的是这样实现的一种超细煤粉制备方法，3-5mm以下粒径的煤粉加入球磨机，通过球磨的方式制备超细煤粉，100-1000转/分，时间为5-60分钟。球磨时通往保护气体，氮气、二氧化碳，打开进、排气阀门，并通入氮气，把氧气全部置换出去。再关紧阀门。或使用密封容器连续通入保护气体。
在球磨机外筒设计冷却水夹层，可通冷却水。在球磨机的基础上把加、排料口改为密封式。各运转部件均改为水密。使用内部搅拌器与外部筒体以相反方式旋转的球磨机来制备。
把煤粉加入密闭的球磨机，使得外部筒体和内部搅拌器反向运转，强化磨球对煤粉的冲击、碰撞、挤压、剪切和均化作用，从而实现煤粉的超细粉碎。其细度可达800～12500目。在球磨机的基础上把加、排料口改为密封式。各运转部件均改为水密。在球磨机上设置进气排气口及阀门。
把粗煤粉(直径2mm左右)加入球磨机，密封。
打开进、排气阀门，并通入氮气，把氧气全部置换出去，再关紧进、排气阀门。
本发明在于在加料后将球磨机密封，并充填氮气等惰性气体，彻底避免煤粉在超细粉碎过程中被打开的高活性界面发生氧化、甚至燃烧爆炸的危险。同时保持了超细煤粉的高化学活性，为下一步应用打下良好的基础。
本发明的改进在于在球磨机外壁通水强制冷却。由于本方法在高速下运行较长时间才能实现超细粉碎，磨球对煤粉的冲击、碰撞、挤压、剪切会产生大量的热量，如不及时导出，会促进煤粉温度急剧升高，从而增加产生化学反应的几率，降低超细煤粉表面的高活性，使其失去应用价值。为此我们在球磨机外壁强制通冷却水。在加工过程中通过水把热量带出，保持了超细煤粉的表面活性。
具体实施例方式
本发明的实施方法为1，在球磨机的基础上把加、排料口改为密封式。各运转部件均改为水密封、机械密封或盘根等。
2，在球磨机外筒设计冷却水夹层，可通冷却水。
3，在球磨机上设置进气排气口及阀门。
4，把粗煤粉(直径2mm左右较好)加入球磨机，密封。
5，打开进、排气阀门，并通入氮气，把氧气全部置换出去。再关紧阀门。
使球磨机运行，开通冷却水。根据需要确定运行时间。运行时间的长短与煤粉的细度成正比。运行时间越长，煤粉越细。
是采用侧出料的连续式操作方式.且连续通入保护气体。
本发明采用的设备形状特殊的搅拌臂，分流盘轴向安装在搅拌轴上，把所得到的超细煤粉进行表面改性处理，使其表面覆盖钛酸酯偶联剂或铝酸酯偶联剂、以及分散剂的包覆层。其配方为(重量)改性超细煤粉100份，
钛酸酯偶联剂0.1～1份，铝酸酯偶联剂0.1～1份，分散剂氧化聚乙烯蜡、乙撑双硬脂酰胺或/与微晶石蜡 0～2份，处理工艺在球磨机中加入上述物料钛酸酯偶联剂或/与铝酸酯偶联剂，在60-95℃、150RPM运转10-60分钟即可。
上述材料即为合格的改性超细煤粉，可用在以下塑料制品中聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯、聚苯乙烯和ABS的制品(包括薄膜)；且制品的颜色为黑色，具备一定的耐紫外老化功能，可取代碳黑母料。其生产工艺为在PVC制品中直接以粉末状在捏合工序中按比例添加即可，无需任何调整；在其他塑料中则必须先按比例计量混合后在平行同向双螺杆挤出机造粒后再按照原工艺加工成型，以确保质量的稳定。
本发明超细煤粉的制备方法，原料为煤粉，其理化指标为含碳量≥90％；莫氏硬度≤4；热值≥7000千焦/千克；细度为800～12500目(18～1.25微米)；所说的制造方法为密封式球磨粉碎，且充填氮气等惰性气体以避免粉尘爆炸；所说的密封式球磨粉碎机的外壳通冷却水强制冷却，以避免煤粉在高温下失去活性。
权利要求
1.一种超细煤粉制备方法，其特征是用3-5mm以下粒径的煤粉加入球磨机，通过球磨的方式制备超细煤粉，其工艺参数是100-1000转/分，时间为5-60分钟；在密封容器使用保护气体或连续通入保护气体。
2.根据权利要求1所述的超细煤粉制备方法，其特征是在球磨机外筒设有冷却水夹层，在球磨时通冷却水。
3.根据权利要求1或2所述的超细煤粉制备方法，其特征是所述保护气体是氮气、二氧化碳或氩气。
4.根据权利要求1所述的超细煤粉制备方法，其特征是球磨的转速优选150-800转/分，
5.根据权利要求1所述的超细煤粉制备方法，其特征是球磨时使用内部搅拌器与外部筒体以相反方式旋转的球磨机来制备。
6.根据权利要求1所述的超细煤粉制备方法，其特征是球磨的转速优选500-800转/分，
7.根据权利要求1所述的超细煤粉制备方法，其特征是时间为30-60分钟。
8.根据权利要求1所述的超细煤粉制备方法，其特征是是采用侧出料的连续式操作方式，且连续通入保护气体。
9.根据权利要求1所述的超细煤粉制备方法，其特征是使用密封式球磨机，加、排料口改为密封式，各运转部件均改为水密封或结构。
10.根据权利要求1所述的超细煤粉制备方法，其特征是将超细煤粉进行表面改性处理，使其表面覆盖钛酸酯偶联剂或铝酸酯偶联剂、以及分散剂的包覆层，添加改性超细煤粉100份、钛酸酯偶联剂0.1～1份或/与铝酸酯偶联剂0.1～1份、分散剂0～2份，在球磨机中加入上述物料，在60-95℃、150RPM运转10-60分钟。
全文摘要
超细煤粉制备方法，用3－5mm以下粒径的煤粉加入球磨机，通过球磨的方式制备超细煤粉，其工艺参数是100－1000转/分，时间为5－60分钟；在密封容器使用保护气体或连续通入保护气体。在球磨机外筒设有冷却水夹层，在球磨时通冷却水。将超细煤粉进行表面改性处理，使其表面覆盖钛酸酯偶联剂或铝酸酯偶联剂、以及分散剂的包覆层，添加改性超细煤粉100份、钛酸酯偶联剂0.1～1份或与铝酸酯偶联剂0.1～1份、分散剂0～2份，在球磨机中加入上述物料，在60－95℃、150RPM运转10－60分钟。
文档编号B02C17/18GK101024207SQ20061003848
公开日2007年8月29日 申请日期2006年2月24日 优先权日2006年2月24日
发明者蒋焘, 吴炳裔, 万青 申请人:江苏省金肯科技实业有限公司