年产1万吨超细铝粉分级系统工艺设计摘要本文介绍了氮气雾化生产法铝粉的工艺和涡轮分级系统的设计，雾化法制粉和铝粉的分级都是在氮气保护中进行,保证了生产的安全性，通过调节分级机转速可以获得粒径符合要求的产品。
氮气雾化法是新发展起来的雾化生产工艺，与普通的空气雾化法所不同的是它生产设备完全密封并充满氮气，由于这种工艺采取了密封式的设备和氮气保护的方法，没有了氧气爆燃的条件,所以非常的安全。
涡轮分级系统是通过不同大小的颗粒受到的离心力的不同来实现分级，在离心力的作用下，大或重的颗粒被甩至分级轮外围至分级机边壁，自然下落到出料口进行收集；小或轻的物料受离心力作用小，在分级轮内部悬停，在引风机的引力下被带至高处被收集。
通过变频调节分级轮的转速便可调整分级机中离心力的大小，达到分出指定粒度的物料的目的。
关键词:氮气保护；雾化法；涡轮分级机；Design of Classification System Process of Annual Output One Million Ton Aluminum PowderAbstractThis paper introduces the design method of nitrogen atomization aluminum powder production process and the classification system .to ensure the safety i n production,Classification and atomized powder were protected by nitrogen.By adjusting the classifier speed can obtain the product of particle size meet the r equirements.Nitrogen atomization process is a new process.Different from the ordinary air atomization method is that it is completely sealed and filled with nitrogen. Due to this process adopts the method of sealing device and nitrogen protectio n .So it's very safe because without oxygen combustion conditions.This turbine classification system’s principle is different size of particles ha s different centrifugal force.Under the influence of centrifugal force,large or hea vy particles were thrown to the outside wall of the classifier wheel then fall i nto the outlet.Small or light material by the effect of centrifugal force is small, hovering in the the internal of classifier wheel and then powder was taken to the high be collected.By adjusting the classifier wheel speed can change the s ize of the centrifugal force to separation the powder has different particle size. Keywords: turbine classifier, nitrogen protect, Aluminum Powder目录第一章综述1.1 铝粉的物理性能和用途1.1.1 铝粉的物理性能1.1.2 铝粉的用途1.2 国内铝粉产业现状1.3 铝粉的制取方法1.3.1 机械球磨法1.3.2 空气雾化法1.3.3 离心雾化法1.4 铝粉的分级1.4.1 分级机的分类及发展1.4.2 旋风分级机1.4.3 涡轮分级机1.4.4 分级粒径推导1.5 本课题组设计的工艺流程第二章氮气雾化法工艺设计2.1第一章综述1.1 铝粉的物理性能和用途1.1.1 铝粉的物理性能铝粉的外观为银白色粉末，溶点为66℃，沸点为2056℃，相对密度(水=1) 2.70，饱和蒸气压0.13KPa (1284°C)，燃烧热822.9kJ/mol，且不溶于水，但溶于碱、盐酸、硫酸，引燃温度为645℃，最小点火能为15mJ，最大爆炸压力为0.415MPa。
微细铝粉是随着纳米技术及纳米材料的发展而发展起来的一种优良金属颜料。
不但表面光滑，金属光泽效应较强，而且还具有一般金属颜料所没有的优良反射光线和反射热量的能力。
虽然，铝粉有较多的优点，但是因为铝粉在空气中是导电的，能量传递的非常快，当铝粉在空气中达到一定的浓度时，遇到火星会发生爆炸。
同时长期吸入铝粉可致铝尘肺，对人体有健康一定的损害。
1.1.2 铝粉的用途微细球形铝粉主要应用于铝银装颜料，它是一种不可缺少的金属颜料。
其主要成分为雪片状锅粒子和石油溶剂，呈膏状。
其特点是铝片表面光滑平整，粒度分布集中，形状规则，具有优异的光反射能力和金属光泽，与透明彩色颜料混合使用，漆膜具有明显的“随角异色效应”，装饰效果非常华丽美观。
目前，主要用于汽车涂料、弱电塑料涂料、金属工业涂料、船舶涂料、耐热涂料、屋顶用涂料等。
上个世纪90年代初，美国Silberline公司率先研制出以雾化微细球型铝粉为原料，生产具有透镜状、高反射率和强韧性的铝银浆铝粉颜料新型产品，其它国际著名厂商随之也陆续研制开发与其类似的产品，目前国际上最有竞争力的铝银浆铝粉颜料生产商有美国Silberline公司、德国Eckart公司、日本东洋铝业株式会社等，如今高档铝银浆铝粉颜料已经成为铝粉颜料市场的主导产品。
铝粉产品还广泛应用于化工催化剂、农药、固体火箭推进剂、火药、金属闪光涂料、防腐材料、导电涂料、加气混凝土发气剂、炼钢脱氧剂、耐火材料、锅热法合金、热喷涂复合粉末、光伏太阳能电池浆料等领域，在建筑、电子、化工和国防工业中发挥了重要作用。
1.2 国内铝粉产业现状我国金属颜料的主要品种是铝粉,铝粉的生产能力从20世纪70年代后期的0.4万t上升到目前的2万t左右。
铝粉颜料的主要产地在山东济南周围,重要的生产企业有济南金属颜料总厂、济南雅思达化工公司和章丘金属颜料厂。
铝粉颜料有粉料和浆料2种形式,上述三企业的浆料产量占全国的90%。
湖南张家界的今天铝业高科技有限公司是我国最大的球形微细铝粉生产企业,为上述铝粉颜料厂提供原料。
由于铝粉市场一直是供大于求的面,而且粒径小于6μm超细铝粉的供需产生了很大的转变,严重供大与求,所以2008年的产品整体价格下滑,但2009年之后国外在中国铝银浆项目陆续投产,国内生产企业对粒径小于6μm超细铝粉需求量的增加,再加上韩国和新加坡等国家大量购买我微细铝粉,使得铝粉价格回升很大,产品整体价格打所提升,部分企业粒径3~5μm铝粉出口价格更高。
目前国内的铝粉生产企业较多，但是但是铝粉产品的生产水平参差不齐,虽然有部分生产技术落后,产品质量不高,无法满足高档铝粉制品的需求。
但还有部分企业加大生产资金的投入和对铝粉产品研发的重视，其产品质量水平也有很大的提高，甚至在国际上赶超欧美先进的铝粉生产企业。
1.3 铝粉的制取方法目前，铝粉的生产工艺有机械研磨法、雾化法、气雾化法、离心雾化法等。
随着生产工艺的改进和对安全生产的重视。
目前，微细球形铝粉生产多采用氮气雾化法，氮气雾化工艺法是在空气雾化工艺法基础上演变而来，以提高雾化铝粉的细粉率和化学活性。
氮气雾化制铝粉方法是近年发展起来的铝粉雾化生产方式，它与空气雾化法不同，在于它的生产设备是完全的密封并且充满了氮气，加压加热的氮气通过雾化器将溶融的铝液喷出形成雾状铝液滴，氮气环境迅速吸收铝液滴中的热量，呈雾珠状的铝液滴则迅速冷却凝结收缩为球形状的铝粉。
目前，大多企业采用氮气雾化生产的铝粉，其生产的铝粉细粉率高，球形铝粉成形率高，粉活性好，生产安全。
1.3.1 机械球磨法球磨法是始于1894年，德国的Hamtag开始使用球磨机生产铝粉。
该方法利用气体在铝粉球磨机内的循环过程进行物料的转移、分离。
但是由于铝粉太活泼，很容易与氧气发生软化放热反应，所以在生产过程中有一定的危险。
考虑到干磨有一定危险性，我们主要介绍机械球磨法中的湿法球磨。
采用湿法球磨工艺来进行球状铝粉制备过程中，不同的研磨介质，不同的球磨机的转速，不同的研磨时间，助磨剂的加入量都起到了不同的作用。
在球磨过程中，首先需要确定球磨机的生产时的转速。
当球磨机的转速低，其媒介随着筒体上升较低的高度，即沿着筒体的内壁下滑,或着球体以其本身的主线转动（图1.3.1）；图1.3.1 图1.3.2 图1.3.3当磨机转速太高时，磨球在离心力的作用下紧紧的贴在筒壁随着筒壁一起做圆周运动（图 1.3.2）。
所以这两种情况，都无法达到球磨的最佳效果。
当转速确定后，不同直径媒质的配比对铝粉粉碎起重要作用。
媒质磨球伴随着筒壁上升到一定高度后，然后离开简体内壁呈抛物线下落，这时磨球在球磨机内达到了最大的有效行程，具备了最大的冲击力（图 1.3.3）。
直径大的和直径小的磨球相互之间挤压，反复进行将大颗粒磨成小颗粒，最终形成成品。
其次，助磨剂的加入对铝粉的球磨过程也起一定的作用，它可以加速铝粉粉碎的速度及进程。
图1.3.4铝粉球磨工艺流程图1-提升机；2-料仓；3-变频进料；4-超细球磨机；5-分级机；6-旋风收集器；7-脉冲收尘器；8-引风机；9-空气压缩机；图1.3.4为铝粉的球磨工艺流程图，原料经过提升机进入料仓，通过变频进料进入球磨机中进行球磨，一段时间后对球磨后的物料进行分级，合格的物料被收集，粒度达不到要求的物料继续球磨。
在铝粉球磨工艺流程中，球磨粉碎物料是一个很慢的过程，特别是要粉碎成很细的粒度时，研磨时间就要很长。
因此，提高研磨效率，就需要强化研磨效果。
例如采用振动球磨和行星球磨。
振动球磨主要是惯性式，由于偏心轴旋转的惯性使得简体发生振动。
球体的运动方向与主轴的旋转方向是相反的，除了整体的运动之外，每个球还有自转运动。