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颗粒学简释

发布时间:2012-10-04 09:28    来源:未知

    在整个自然界中,人们可以看到固体物质大多以细小颗粒存在:土壤、沙、尘埃。人们食用的粮食、糖、盐、味精以及奶粉、咖啡也为颗粒。工业制品如煤炭、水泥、催化剂、颜料、炸药等均为颗粒产品。其他如粉末冶金陶瓷、电磁材料、火箭燃料以及其他高技术领域产品的生产中,均与颗粒技术有关。
    密集的颗粒散料,具有固体的力学特性。在运动时遵循独有的规律。若弥散于气体或液体中,颗粒与周围的流体不但在运动上相关,且在冷却、加热以及溶解、凝聚或化学反应方面,也多少可以预测。颗粒的运动和换热、反应行为,又取决于其粒度的大小和形状。各种颗粒的制备、粒径的控制、颗粒制备方法及设备的研究,对这些问题的研究就组成一门学问一颗粒学。
    颗粒学是一门综合性的技术学科,由于其跨学科的概括性,可看做是一门高于一般工程技术的工程学科,与若干基础科学相毗邻。另一方面,颗粒学有直接可供现有工艺技术应斥的侧面,立即在生产中产生效益。
   我国的颗粒学研究起步较晚,与世界水平相比,还存在一定的差距,要靠科技人员的加倍努力,学习国外先经验,开展颗粒学研究,将颗粒学的研究成果应用到工业中去,从而促进生产的发展。
表1-2整体和单位特性试验
颗粒加工过程与类别和特性之间的关系
基本特性测定 颗粒特性测定
整体密度 磨蚀 流动性 湿含量 颗粒大小的分布
夯粒密度 硬度 冲气特性 化学组成 颗粒形状和结构类别
颗粒密度 抗裂性 流化特性 电特性 比表面积
压缩性 剪切强度 渗透性 热特性 总表面积
空隙率 拉伸强度 成尘性 光学特性 空隙大小的分布
休止角 内聚力 爆炸性   表面组成
    从一般颗粒加工的流程可以看出颗粒生产的全过程,其最终产品后处理的各种加工过程中常常会遇到颗粒的流动性、凝聚、黏结、磨耗、离析等问题。表1-1可更清楚地看到某些旧工过程与颗粒特性的关系,表1-2引出了一部分表征颗粒特性的试验。
    在短短几十年的使用期间,颗粒大小从丸、大晶体和颗粒到几乎与分子差不多大的勿料。其特性从取决于牛顿第二定律的质量和惯性,发展到取决于表面化学性质。一些乏杂的颗粒产品要求生产多层、包覆、包胶甚至要求有控释功能,这就更需要颗粒技术向发展。化肥生产中,氮、磷、钾以及各种复合肥料都与颗粒技术有关。尿素喷雾造粒采用大型造粒塔,一直沿用至今。磷矿的粉碎及研磨,对矿粉的粒度及其分布要求很严格。磷肥和钾肥的结晶及过滤一直是液同分离的丰要课题,颗粒的均匀性和流动性足其核心同题之一。采用小颗粒喷洒的农药町满足剂量小、毒性大的要求。颗粒的粒度直接影响了涂料的光学特性,包括其着色力、遮盖力和色度等;颗粒的粒度还对农药的药效、活性物质的释放速率有直接影响。由此可见,颗粒技术在工业生产中有着举足轻重的影响,也正是由于生产发展的需要,促使了新兴学科一一颗粒学的发展。各行所需颗粒尺寸见表1-3。
    表1-3各行业所需颗粒尺寸
粒径/μm 类别
105 丸状产品、结晶工业化学药品、冷冻干燥咖啡、食品、颗粒化肥、除草剂、杀菌剂
104 结晶化学药品、洗涤剂、颗粒糖
103 喷雾干燥食品
102 粉体化学药品、粉糖、化妆品、面粉
101 调色剂、粉末金属、陶瓷、电泳材料
100 感光乳剂(照相乳剂)、磁性或其他颜料、炸药、涂料、纸张用填充物
10-1 胶乳
10-2 二氧化硅、金属催化剂、炭黑、橡胶和塑料用填充物
 

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