聚合物氢氧化镁高分子复合材料生产工艺流程设计.doc

合 肥 学 院Hefei University粉体工程课程设计任务书 题 目：聚合物/氢氧化镁高分子复合材料生产工艺流程设计 合肥学院化学与材料工程系粉体工程及多相流课程论文及课程设计指导书设计题目聚合物/氢氧化镁高分子复合材料生产工艺流程设计指导教师班 级学 生目 的1. 了解粉体在高分子材料中的应用，掌握粉体的混合、造粒、表面处理等工艺的设计原理、方法和步骤；2. 了解本学科的新技术、新方法和新设备，学会使用技术手册和查阅设计资料，加深对粉体工程课程基础理论和基本知识的理解。任 务与要 求设计任务：根据设计任务书中给出的技术参数，综合应用粉体干法或湿法表面处理、混合、输送、挤出、造粒等粉体单元操作，设计一个粉体综合应用的工艺流程，提高聚合物与粉体之间的界面结合力，改善复合材料的综合性能。已知技术参数：1. 原料：高分子材料（如聚丙烯、聚乙烯等）、界面相容剂（如马来酸酐接枝聚乙烯）、3000目氢氧化镁粉体、其他助剂等。设计要求：1. 生产能力：日产215吨；2. 复合材料颗粒大小：直径25mm，长36 mm；2. 主要技术来源：粉体表面处理（干法、湿法）、混合、输送、挤出、造粒等。设 计步 骤设计步骤：1. 收集资料：根据设计任务，查阅资料和技术手册；2. 任务分析：按照设计要求，确定各操作单元需完成的任务，明确各单元操作之间的联系，确定生产工艺路线的实现方法；3. 计算与选型：正确进行物料、能量等衡算，合理进行设备选型；4. 工艺流程图：绘制工艺流程设计图（电子版图纸和手工绘制A2号图纸一张）；5. 撰写设计说明书：将主要设计依据和结论写入设计说明书。进 度安 排1、 18-19周全天进行设计工作；2、 周一周三：资料收集与整理，完成任务分析和设计创意；周四结束：正确计算与合理选型、绘制图纸并撰写说明书。一、工艺说明41.1产品性质4二、原料及预处理系统42.1原料来源42.2原料预处理5三、粉体的处理53.1粉体的混合.53.1.1混合均匀性概念.53.2粉体的造粒.5 3.2.1粉体的造粒概念.5 3.2.2粉体的造粒方法.6 3.2.3粉体的造粒机理.6 3.2.4粉体的造粒设备.73.3粉体的表面改性10 3.3.1粉体改性方法.10 3.3.2表面改性剂11 3.3.3表面改性工艺.113.3.4 表面改性设备.12 3.3.5粉体表面改性产品的检测与表征 .133.3.6 表面改性技术的发展13四、粉体应用工艺流程.144.1工艺设备144.1.1输送设备.144.1.2分级设备.151、螺旋分级机15 2、水力旋流器.163、布袋除尘器.16 4.1.3粉碎设备.16 1、颚式破碎机16 2、旋回破碎机173、圆锥破碎机.174、双辊破碎机174.2工艺流程.18六、环境保护及措施七、小结八、参考文献一、工艺说明1.1产品性质本次流程生产的产品为3000目氢氧化镁粉体，中文名称：氢氧化镁 英文名：Magnesium hydroxide 别称：苛性镁石 化学式：Mg(OH) 2分子量：58 外观 ：无色六方柱晶体或白色粉末 应用 ： 塑料、橡胶制品优良的阻燃剂1. 性状：无色结晶，属六方晶系。系六角形或无定形片状结晶，无气味2. 密度2.36（g/mL,20）： 3. 熔点（C）：350 4.折射率（n20/D）：1.561或1.581 5. 溶解性：溶于稀酸和铵盐溶液，几乎不溶于水和醇。6.水溶性：难溶于水和醇，溶于稀酸、铵盐。主要用途：氢氧化镁是一种新型填充型阻燃剂，通过受热分解时释放出结合水，吸收大量的潜热，来降低它所填充的合成材料在火焰中的表面温度，具有抑制聚合物分解和对所产生的可燃气体进行冷却的作用。分解生成的氧化镁又是良好的耐火材料，也能帮助提高合成材料的抗火性能，同时它放出的水蒸气也可作为一种抑烟剂。氢氧化镁是目前公认的橡塑行业中具有阻燃、抑烟、填充三重功能的优秀阻燃剂。广泛应用于橡胶、化工、建材、塑料及电子、不饱和聚酯和油漆、涂料等高分子材料中。特别是对矿用导风筒涂覆布、PVC整芯运输带、阻燃铝塑板、阻燃篷布、PVC电线电缆料、矿用电缆护套、电缆附件的阻燃、消烟抗静电，可代替氢氧化铝，具有优良的阻燃效果。氢氧化镁与同类无机阻燃剂相比，具有更好的抑烟效果。氢氧化镁在生产、使用和废弃过程中均无有害物质排放，而且还能中和燃烧过程中产生的酸性与腐蚀性气体。单独使用时，用量一般在40%60%。本工艺主要是利用蒙脱石为原料，通过原料预处理、鄂破、球磨（闭式）、分级塔式搅拌磨、分级分离、布袋收尘、包装。二、原料及预处理系统2.1原料来源 水镁石是由方镁石 (MgO)或蛇纹石等富镁的硅酸盐以及富镁碳酸盐矿物经低温热液蚀变而成。常与蛇纹石、菱镁矿等伴生而成脉状产出，也见于变质白云岩和变质灰岩中。水镁石矿主要为水镁石，常伴有蛇纹石、方解石、白云石、菱镁矿、镁硅酸盐矿物、方镁石、透辉石和滑石等，常用作镁质耐火原料，也是提炼金属镁的次要来源。2.2原料预处理 矿山上的矿石经过爆破等方式获得大的块状原料，通过汽车运输到生产地点。由于天然的矿石上面有很多像泥土一样的杂质存在，会严重影响生产粉的白度和质量。所以要事先对矿石进行预处理。将运来的矿石堆放在一起，用工业用水冲洗将矿石清洗干净，用掉的水通过回流收集沉淀后循环使用。清洗干净的矿石可以进入下道工序。三、粉体的处理3.1 粉体的混合3.1.1混合均匀性概念在混合过程中没更具混合的目的，要求混合物中一种或几种组分的浓度或其他物理性质的有一定的均匀性，为了评论混合治疗的好坏，提出了分离尺度和分离强度的概念。在整个混合过程中，整个物料体积不断地被分割成大量局部小区域，这些区域的组分浓度高于或低于物料平均浓度Cm：在混合过程中，同时进行着高浓度组分区域和低浓度组分区域之间的物质传递分配。在某一特定区域内，浓度C可视为定值：但对各个不同的局部区域，C又是一个变量，因此可用分离尺度和分离强度来说明混合的完善程度。粉体混合过程的目的与意义是多种多样的，不同的场合以及用途各不相同：1. 在玻璃生产中，有两个混合过程，即配合料的粉体混合和熔触玻璃的粘性流体的均化，以达到所要求的化学成分均匀。2. 陶瓷原料的均化是为固体反应创造条件，并获得均质的制品。3. 水泥工业原料的预均化和半成品的均化，有利于化学反应和提高产品的治疗均有较大的意义。4. 绘画颜料和涂料用颜料的调制，合成树脂同颜料粉末的混合则是为了调色。3.2 粉体的造粒3.2.1粉体的造粒概念生产中的粒化又叫造粒。即将小粒径的粉体（浆料）加工成较大粒级颗粒的过程，经造粒以后，得到的颗粒的形状尺寸较均匀，粒径约在几个厘米以下，最小可达几十个微米3.2.2 粉体的造粒方法1、造粒的方法按是否添加液体而分为湿法造粒，干法造粒两大类，现又将熔融造粒作为第三类，其中以湿法造粒为主。压缩造粒：分在一定模型中压缩成片剂和在两个对辊间压缩成团体两种，可制的梨子径均剂、表面光滑、密度大的颗粒两种。破碎造粒：由滚轮压缩制成的碎片，再用回转叶片粉碎制的细粒状的凝聚造粒粒子，有干法和湿法两种，尤其是湿法可制的0.10.3的细颗粒。熔融造粒：让熔融状的物质细化后冷却凝固，除了喷射或由板上滴下进行细化外，还有将熔融液粘附于冷却转筒凝固而成碎片状，以及将熔融液注入铸型等方法喷雾造粒：分溶液喷物造粒和喷雾冷却法2、按工艺过程可分为凝聚造粒。含少量液体的分子，因液体表面张力作用而凝聚，用搅拌。转动。振动或气流使干粉体流动，若再添加适量的液体粘结剂，则可像滚雪球似的使制成的颗粒长大，粒大的大小可达数毫米至几十毫米，常用盘式成球机来凝聚造粒挤压造粒，是利用挤压机对加湿的粉体加压，并从设计的网板孔中挤出的造粒方法，可得0.2mm至几十mm的颗粒。3.2.3造粒的成形机理粒子间的结合力，粒子间的结合力有以下五种：固体离子间引力：主要有范德华力。静力引力和磁力，这些作用随粒径的增大或颗粒间距离的增加而明显下降，（对d，50um的粒子较明显），范德华力只要在于干法造粒中有明显效果可自由流动液体：如水，主要产生界面张力和毛细管力：以可流动液体为粘接剂进行造粒时，粒子间的结合力由液体的表面张力和毛细管力产生，故受到液体加入量的影响不可流动液体：产生的粘接力。主要指高粘度的液体，如粘接剂。.粒子间的固体桥：包括以下几个方面，a结晶析出架桥机溶液中的溶剂蒸发后，析出的结晶起架桥作用;b：胶粘剂固体：液体的胶粘剂干燥固化而形成的固体架桥；c：熔融：由加热熔融液形成的架桥，经冷却后固结成固体桥；d；烧结和化学反应产生固体桥；造粒中常见的固体桥发生在胶粘剂固化或结晶析出，而熔融-冷凝固化架桥发生在压片。挤压造粒。喷雾凝固等操作中.粒子间机械镶嵌：发生在块状颗粒的搅拌压缩操作中，结合强度较大，在普通造粒过程中所占比例不大3.2.4造粒的设备 3.3 粉体的表面改性3.3.1 粉体改性方法表面改性的方法很多，能够改变非金属矿物粉体表面或界面的物理化学性质的方法，如表面物理涂覆、化学包覆、微胶囊包覆、机械力化学、等可称为表面改性方法。目前工业上非金属矿物粉体表面改性常用的方法主要有表面化学包覆改性法、微胶囊包覆改性法和机械化学改性法及原位聚合改性法。(1)表面化学包覆改性法 是目前最常用的非金属矿物粉体表面改性方法，这是一种利用有机表面改性剂分子中的官能团在颗粒表面吸附或化学反应对颗粒表面进行改性的方法。所用表面改性剂主要有偶联剂(硅烷、钛酸酯、铝酸酯、锆铝酸酯、有机络合物、磷酸酯等)、表面活性剂(高级脂肪酸及其盐、高级胺盐、非离子型表面活性剂、有机硅油或硅树脂等)、高分子分散剂改性和接枝改性。 （2）微胶囊包覆改性法 微胶囊的制备首先是将液体.固体或者气体囊心物质分细，然后以这些微粒为核心，使聚合物成膜材料在其上沉积.涂成形成一层膜，将囊心微粒包覆。依据囊壁形成机制合成囊条件，微胶囊化方法大致分为三类，即化学法（界面聚合法，原位聚合法，锐孔法），物理法（喷雾干燥法，空气悬浮法，真空蒸发沉积法，静电结合法，溶剂蒸发法，包结络合物法，挤压法等）和物理化学法（水相分离法、油相分离法融化分散冷凝法等）。（3）机械化学改性法 是利用超细粉碎过程及其他强烈机械力作用有目的地激活颗粒表面，使其结构复杂或无定形化，增强它与有机物或其他无机物的反应活性。机械化学作用可以强颗粒表面的活性点和活性基团，增强其与有机基质或有机表面改性剂的使用。以机械力化学原理为基础发展起来的机械融合技术，是一种对无机颗粒进行复合处理或表面改性，如表面复合、包覆、分散的方法。能够对颗粒进行激活的粉碎设备主要有各种类型的球磨机，气磨机和机械冲击式磨机等。 （4） 原位聚合改性法 利用粉体在乳液单体中均匀分散，然后用引发剂引发聚合，从而形成带有弹性包覆层的核一壳结构的纳米粒子。由于外层是有机聚合物，所以可以提高粉体与有机物的亲和力再者它是一种内硬外软的核一壳结构的纳米粒子可以填充到塑料或者橡胶中时可以改变它们的力学性能原位聚合改性法可分为无皂乳液聚合包覆法，预处理乳液聚合法和微乳液聚合法等。3.3.2 表面改性剂 粉体的表面改性，主要是依靠表面改性剂在粉体颗粒表面的吸附、反应，包覆或包膜来实现的。因此，表面改性剂对于粉体的表面改性或表面处理具前应用的表面改性剂主要有偶联剂、表面活性剂、有机硅、不饱和有机酸及有机低聚物，超分散剂、水溶性高分子等。 偶联剂：具有两性结构的化合物，按其结构可分为硅烷类，钛酸酯类，钛铝酸盐及配合物等几种。其分子中的一部分基团可与无机粉体表面的各种官能团反应，形成有力的化学键：另一部分基团则可与有机高聚物发生某些化学反应或物理缠结，从而将两种性质差异很大的材料牢固结合起来，使无机粉体和有机高聚物分子之间产生具有特殊功能的“分子桥“。 表面活性剂：它是一种能显著降低水溶液的表面张力或者液液界面张力，改变体内系的表面状态从而产生润湿和反润湿，乳化和破乳，分散和凝聚，起泡和消泡以及增溶等一系列作用的化学药品。 有机硅：它是以硅氧烷为憎水基，聚氧乙烯链，羧基，酮基或其他极性基团为亲水基的一类特殊类型的表面活性剂，俗称硅油或硅树脂。其主要品种有聚二甲硅氧烷，有机基改性聚硅氧烷及有机化合物的共聚物等。 水溶性高分子：它是一种亲水性的高分子材料，在水中能溶解性成溶液或分散剂。3.3.3 表面改性工艺 表面改性工艺依表面改性的方法、设备和粉体制备方法而异。目前工业上应用的表面改性工艺丰要有干法工艺、湿法工艺、复合工艺三大类。干法工艺根据作业方式的不同又可分为间歇式和连续式；湿法工艺又可分有机改性工艺和无机改性工艺；复合工艺又可分为机械化学与表面化学包覆改性复合工艺，干燥与表面化学包覆改性复合工艺，沉淀反应与表面化学包覆改性复合工艺等。 干法工艺：是一种应用最为广泛的非金属矿物粉体表面改性工艺。目前对于非金属矿物填料和颜料，如重质碳酸钙和轻质碳酸钙、高岭土与煅烧高岭土、滑石、硅灰石、硅微粉、玻璃微珠、氢氧化铝和轻氧化镁、陶土、陶瓷颜料等，大多采用干法表面改性工艺。其中，间歇式干法工艺的特点是可以在较大范围内灵活调节表面改性的时间，但颗粒表面改性剂难以包覆均匀，单位产品药剂耗量较多，生产效率较低，劳动强度大，有粉尘污染，难以适应大规模工业化生产，一般应用于小规模生产。连续式改性工艺的特点是粉体与表面改性剂的分散较好，颗粒表面包覆较均匀，单位产品改性剂耗量较少，劳动强度小，生产效率高，适用于大规模工业化生产。连续式干法表面改性工艺常常置于干法粉体制备工艺之后，大批量连续生产各种非金_属矿物活性粉体，特别是用于塑料、橡胶、胶粘剂等高聚物基复合材料的无机填料和颜料。 湿法工艺：与干法工艺相比具有表面改性剂分散好、表面包覆均匀等特点，但需要后续脱水(过滤和干燥)作业。一般用于可水溶或可水解的有机表面改性剂以及前段为湿法制粉(包括湿法机械超细粉碎和化学制粉)工艺而后段又需要干燥的场合，如轻质碳酸钙(特别是纳米碳酸钙)、湿法细磨重质碳酸钙、超细氢氧化铝与氢氧化镁、超细二氧化硅等的表面改性，这是因为化学反应后生成的浆料即使不进行湿法表面改性也要进行过滤和干燥，在过滤和干燥之前进行表面改性，还可使物料干燥后不形成硬团聚，改善其分散性。无机沉淀包覆改性也是一种湿法改性工艺。它包括制浆、水解、沉淀反应和后续洗涤，脱水、煅烧或焙烧等工序或过程。 复合工艺：1机械力化学与表面化学包覆复合改性工艺：是在机械力作用或细磨、超细磨过程中添加表面改性剂，在粉体粒度减小的同时对颗粒进行表面化学包覆改性的工艺。这种复合表面改性工艺的特点是可以简化工艺，某些表面改性剂还具有一定程度的助磨作用，可在一定程度上提高粉碎效率。不足之处是温度不好控制；此外，由于改性过程中颗粒不断被粉碎，产生新的表面，颗粒包覆难以均匀，要设计好表面改性剂的添加方式才能确保均匀包覆和较高的包覆率；此外，如果粉碎设备的散热不好，强烈机械力作用过程中局部的过高温升可能使部分表面改性剂分解或分子结构被破坏。2干燥与表面化学包覆改性复合工艺：这是一种在湿粉体干燥过程中添加表面改性剂，在湿粉体脱水的同时对粉体颗粒进行表面化学包覆改性的复合工艺。3沉淀反应表面化学包覆复合改性工艺：是在沉淀反应改性之后再进行表面化学包覆改性，实质上是一种无机有机复合改性工艺。这种复合改性工艺已广泛用于复合钛白粉表面改性，即在沉淀包覆SiO：或A1203薄膜的基础上，再用钛酸酯、硅烷及其他有机表面改性剂对Ti02Si02或A1203复合颗粒进行表面有机包覆改性。3.3.4 表面改性设备 粉体表面改性的方法很多，可采用的设备也是各种各样。目前在这些设备中专用设备较少，大多数是从化工，塑料，粉碎，分散等行业中引用过来的。根据所应用的表面改性工艺的不同，表面改性设备可分为干法设备和湿法设备两大类。其中干法设备主要有高速加热式混合机，卧式加热混合机，SLG型连续式粉体表面改性机，PSC型连续式粉体表面改性机，高速冲击式粉体表面改性机机械融合式粉体表面改性机，流态化床式粉体表面改性机，漩涡磨等，湿法设备主要是可控温反应釜，反应罐或搅拌反应筒。3.3.5 粉体表面改性产品的检测与表征 目前的表征方法大体上可分为直接法和间接法。 直接法：通过测定表面改性或者处理后粉体的表面物理化学性质如表面润湿能，表面能，表面电性光学性能包覆量表面结构，形貌和表面化学组成等来表征表面改性的效果。 间接法：通过测定表面改性后粉体在确定的应用领域中的应用性能如填充高聚物基复合材料的力学性能，电性能，涂料和涂层材料的光，电，热，化学性能等来表征表面改性的效果。3.3.6 表面改性技术的发展 (1)表面改性工艺与设备。发展适用性广、分散性能好、粉体与表面改性剂的作用机会均等、表面改性剂包覆均匀、改性温度和停留时间可调、单位产品能耗和磨耗应较低，无粉尘污染的先进工艺与装备集 成，并在此基础上采用先进计算机技术和人工智能技术对丰要工艺参数和改性剂用量进行在线自动调控，以实现表面改性剂在颗粒表面的单分子层吸附、减少改性剂用量、稳定产品质量和方便操作。 (2)表面改性剂。在现有表面改性剂的基础上、采用先进技术降低生产成本，尤其是各种偶联剂的成本；同时采用先进化学、高分子、生化和化工科学技术和计算机技术，研发应用性能好、成本低、在某些 应用领域有专门性能或特殊功能并能与粉体表面和基质材料形成牢固作用的新型表面改性剂。 (3)粉体表面改性“软技术”。在多学科综合的基础上，根据目的材料的性能要求选择粉体材料和“设计”粉体表面；运用现代科学技术，特别是先进计算方法、计算技术以及智能技术辅助设计粉体表面改性工艺和改性剂配方，以减少实验室工艺和配方试验的工作量，提高表面改性工艺和改性剂配方的科学合理性，达到最佳的应用性能和应用效果。四、粉体应用工艺流程4.1 工艺设备4.1.1输送设备输送机种类繁多，主要有带式输送机、板式输送机、小车式输送机、刮板输送机、埋刮板输送机、斗式输送机、斗式提升机、悬挂输送机和架空索道等。输送机的组成：通用带式输送机由输送带、托辊、滚筒及驱动、制动、张紧、改向、装载、卸载、清扫等装置组成。胶带输送机适用场合：可在环境温度-20至+40范围内的使用，输送物料的温度在50以下。胶带输送机种类：形式多样，有槽型胶带机、平型胶带机、爬坡胶带机、侧倾胶带机、转弯胶带机等多种形式。胶带输送机优点：具有输送量大、结构简单、维修方便、部件标准化等优点，它广泛地应用在矿山、冶金、煤炭等部门，用来输送松散物料或成件物品，根据输送工艺要求，可以单台输送，也可多台组成或与其他输送设备组成水平或倾斜的输送系统，以满足不同布置型式的作业线需要。该输送机可在环境温度-20至+40范围内的使用，输送物料的温度在50以下。带式输送机：又称胶带输送机，俗称胶带输送机。目前输送带除了橡胶带外，还有其他材料的输送带(如pvc、PU、特氟龙、尼龙带等)。 带式输送机由驱动装置拉紧输送带,中部构架和托辊组成输送带作为牵引和承载构件，借以连续输送散碎物料或成件品。胶带输送机主要用途：胶带输送机又称胶带输送机，本公司生产的胶带输送机具有输送量大、结构简单、维修方便、部件标准化等优点，它广泛地应用在矿山、冶金、煤炭等部门，用来输送松散物料或成件物品，根据输送工艺要求，可以单台输送，也可多台组成或与其他输送设备组成水平或倾斜的输送系统，以满足不同布置型式的作业线需要。技术参数胶带宽度(mm)输送长度(m)功率(kw)输送速度(m/s)输送量(t/h)40012312-202.2-420-253-5.51.3-1.630-6050012312-204-5.520-305.5-7.51.3-1.660-8065012412-207.520-307.5-111.3-1.680-120800646-157.515-307.5-151.3-1.6120-2001000105.510-207.5-1520-4011-301.3-2.0200-3201200107.510-2011-2220-4015-451.3-2.0320-4801400101110-2018.520-4022-551.3-2.0588-14271600101510-202220-4030-751.3-2.0700-1850附件：1、表中输送量是在物料密度为1.0t/m3-1.6t/m3，输送机倾角18，物料堆积角为30的条件下得出。 2、可输送物料密度在2.5t/m2以下。 3、输送长度不局限于表中所列值，可根据用户的需要进行制造。4.1.2分级设备1、螺旋分级机原理：螺旋分级机外观为一个底部呈半园形，上部为长方形，倾斜安装的钢制槽。槽的下端封闭，形成一个矿浆池，上端敞开，倾角1219，槽内沿纵向装有一根或两根有固定的螺旋叶片的长轴，由电动机带动旋转。矿浆从矿浆池的上方连续进入矿浆池，分级就在矿浆池中进行，沉降速度慢的细矿粒随液流越过溢流堰，成为溢流产品；沉降速度快的粗矿粒沉到矿浆池底部，被旋转的螺旋叶片沿倾斜的底面往上带出矿浆池，经过一段脱水行程，由螺旋分级机的上端排出，成为沉砂产品，直接返回近旁的磨矿机再磨。影响因素：影响螺旋分级机分离粒度的主要因素是：矿浆池液面的面积、进入矿浆池的矿浆流量及浓度、螺旋轴的转速和矿石性质。2、水力旋流器 水力旋流器是一种应用广泛的离心力分级设备，适合处理较细的物料，分离粒度一般在0.25mm0.01mm。原理：水力旋流器由园筒体和园锥体两部分组成，园筒体一侧沿切线装有供料管，中心有溢流管可以排出溢流，园锥体底部有沉砂口可以排出沉砂。矿浆以一定的压力从供料管进入水力旋流器后，在水力旋流器的内部形成快速绕中轴旋转的液流，由于高速旋转的原因在内部形成负压，因此从沉砂口吸入空气，使液流中央形成空气柱。液流中的粗粒受离心力较大，向器壁运动，在外圈旋转向下从沉砂口排出；液流中的细粒受离心力较小，在内圈从中心溢流管排出。影响因素：影响水力旋流器分级的主要因素包括结构参数和操作工艺两方面。水力旋流器的园锥体的锥角一般为1240，最普遍的是1520。当进料矿浆压力一定时，水力旋流器的处理量与园筒体的直径成正比，分离粒度与园筒体直径的平方根成正比。因此，分离粒度大，需要用较大直径的水力旋流器；反之，则用较小直径的水力旋流器。 在多数情况下，采用多个直径不同的水力旋流器联结，以满足分离粒度的需要。一般水力旋流器的直径为10mm1500mm。直径为75mm的水力旋流器，可以分离的粒度为10m19m；直径为125mm的水力旋流器，可以分离的粒度为19m37m；直径为300mm的水力旋流器，可以分离的粒度为37m74m；直径为500mm的水力旋流器，可以分离的粒度为74m200m。3、布袋除尘器原理：工作原理是含尘烟气通过过滤材料，尘粒被过滤下来，过滤材料捕集粗粒粉尘主要靠惯性碰撞作用，捕集细粒粉尘主要靠扩散和筛分作用，滤料的粉尘层也有一定的过滤作用。滤料：布袋除尘器除尘效果的优劣与多种因素有关，但主要取决于滤料。布袋除尘器的滤料就是合成纤维、天然纤维或玻璃纤维织成的布或毡。根据需要再把布或毡缝成圆筒或扁平形滤袋。根据烟气性质，选择出适合于应用条件的滤料。通常，在烟气温度低于120，要求滤料具有耐酸性和耐久性的情况下，常选用涤纶绒布和涤纶针刺毡；在处理高温烟气(250)时，主要选用石墨化玻璃丝布；在某些特殊情况下，选用炭素纤维滤料等。 布袋除尘器运行中控制烟气通过滤料的速度(称为过滤速度)颇为重要。一般取过滤速度为0.52m/min，对于大于0.1um的微粒效率可达99%以上，设备阻力损失约为980I470Pa。4.1.3粉碎设备1、颚式破碎机 PE系列颚式破碎机（粗破）广泛应用于矿山、冶炼、建材、公路、铁路、水利和化学产业等众多部分，破碎抗压强度不超过320兆帕的各种物料，被破碎物料的最大块度不得大于技术参数表参数所规定的值。本系列颚式破碎机，具有破碎比大、产品粒度均匀、结构简单、性能可靠、维修简便、运营费用经济等特点。 PEX系列颚式破碎机（细破）该设备广泛用于选矿、建材、采石场和化工等行业的物料破碎。适用于粗、中级破碎，抗压强度极限（2000kg/cm2）的各种矿石、岩石及其他物料。机能特点：1.破碎腔深而且无死区，进步了进料能力与产量；2.其破碎比大，产品粒度平均；3.垫片式排料口调束装置，可靠利便，调节范围大，增加了设备的灵活性；4.润滑系统安全可靠，部件更换利便，保养工作量小；5.结构简朴，工作可靠，运营用度低。6.设备节能：单机节能15%30%，系统节能一倍以上；7.排料口调整范围大，可知足不同用户的要求；8.噪音低，粉尘少。2、旋回破碎机 旋回破碎机是由旋转立盘式破碎发展形成的，用于各种硬度岩矿的粗碎。旋回破碎机的工作部件是两个相反放置的截头园锥形环体（内园锥体为动锥体，外园锥形环体为固定锥体），它们所形成的工作区称为破碎腔，被破碎的物料从破碎腔底部排出。3、圆锥破碎机园锥破碎机具有破碎比大、效率高、功耗少、产品粒度均匀等优点，适用于对硬岩物料的中碎、细碎和超细破碎。园锥破碎机的工作原理与旋回破碎机相似，不同的是两个锥体的放置方式。园锥破碎机的两个锥体顶点都在同一个方向（向上），而旋回破碎机的动锥体顶点向上，固定锥体顶点向下。园锥破碎机具有比旋回破碎机高2.5倍的旋摆频率和4倍大的摆动角，由于高摆动频率和大冲程的原因，园锥破碎机的破碎腔中的物料有95%的时间处于沿锥间下滑的运动状态，就是在任意瞬间只有5%的物料处于被破碎的状态。因此，园锥破碎机的物料通过能力大、产量高、功耗少。4、双辊破碎机 双辊破碎机是利用两组单独传动的辊轴,相对旋转产生的挤轧力和磨剪力来破碎物料。当物料进入机器的破碎腔以后,物料受到转动辊轴的啮力作用,使物料被逼通过两辊之间,同时受到辊轴的挤轧和剪磨,物料即开始碎裂,碎裂后的小颗粒沿着辊子旋转的切线,通过两辊轴的间隙,向机器下方抛出,超过间隙的大颗粒物料,继续被破碎成小颗粒排出。用途：双辊破碎机,可供选矿，化工，水泥，耐火材料，磨料，建筑材料等工业部门中，细碎高中硬度以下的矿石，岩石及耐火材料之用。双辊破碎机尤其在耐火材料和采矿行业中比一般破碎机2gps双辊破碎机械更优异的效果。近几年来，还广泛被应用于破碎钢砂等行业。 破碎生产线配套设备包括：颚式破碎机（颚破机），锤式破碎机（锤破），反击式破碎机（反击破），复合式破碎机（复合破），辊式破碎机（双辊破），对辊破碎机，双辊破碎机，冲击式破碎机（冲击破），复摆细碎颚式破碎机，环锤式破碎机，PCL破碎机，自击式破碎机，冲击式破碎机，立式复合破碎机，卧式复合破碎机，圆锥破碎机，冲击式破碎机，碎石机，粉碎机，及破碎生产线上使用的振动给料机（喂料机），摆式给料机，复摆式给料机，输送机，胶带输送机，输送设备，直线振动筛（直线筛），圆振动筛（圆筛），筛分设备。筛选设备，皮带输送机等各种矿山机械破碎设备。工作原理及结构（1）该系列对辊式破碎机主要由辊轮组成、辊轮支撑轴承、压紧和调节装置以及驱动装置等部分组成。 （2）出料粒度的调节：两辊轮之间装有楔形或垫片调节装置，楔形装置的顶端装有调整螺栓，当调整螺栓将楔块向上拉起时，楔块将活动辊轮顶离固定轮，即两辊轮间隙变大，出料粒度变大，当楔块向下时，活动辊轮在压紧弹簧的作用下两轮间隙变小，出料粒度变小。垫片装置是通过增减垫片的数量或厚薄来调节出料粒度大小的，当增加垫片时两辊轮间隙变大，当减少垫片时两辊轮间隙变小，出料粒度变小。 （3）驱动机构是由两个电动机，通过三角皮带传动到槽轮上拖动辊轮，按照相对方向运动旋转。在破碎物料时，物料从进料口通过辊轮，经碾压而破碎，破碎后的成品从底架下面排出。 （4）为了安全，传动部分应根据实际情况自行安装安全罩。4.2工艺流程 采矿得到的矿石块度一般在600mm1500mm左右（露天采矿的矿石块度比地下采矿的矿石块度大），而后续的磨矿机进料要求矿石粒度为30mm左右，由于破碎比比较大，采用单段破碎不可能达到要求，因此工业生产都采用多段破碎，形成破碎流程。破碎的分段：粗碎（第一段破碎）：供料为600mm1500mm，破碎到250mm125mm。中碎（第二段破碎）：供料为400mm125mm，破碎到100mm25mm。细碎（第三段破碎）：供料为100mm25mm，破碎到25mm5mm。超细碎（第四段破碎）：供料为50mm25mm，破碎到6mm占60%左右。破碎段由筛分作业和筛上物所进入的破碎作业组成，有五种基本形式，见图4-1。 由破碎段组成破碎流程，按破碎段数可以分为一段二段三段和四段，按筛子之间的联系可以分为开路和闭路。应用较广泛的破碎流程是三段一闭路流程，见图4-2。（1）测定矿石的球磨功指数WiB。WiB8，矿石软，易碎，进行自磨时磨矿介质数量可能不足；WiB=814，可以考虑自磨，可以进入第二步试验（介质适应性试验）；WiB=2025，矿石很硬，采用自磨时磨机的处理能力低，功耗高，由于产品粒度很细，容易形成难磨粒子。（2）介质适应性试验。用小型自磨机进行试验，判断矿石是否适合采用自磨。根据原料的性质，通过对比本次流程采用破碎系统采用颚式破碎机。六、环境保护及措施基于超细重质碳酸钙粉在生产过程中会产生粉尘、噪声等污染，针对该问题采取以下措施：（1）对厂房的选择，应达到规定的要求，并保证其通风、废水处理等合理化。、实现废气、废水的循环利用，例如：废气的热量可供员工洗浴等。（2）生产过程中添置粉尘除尘设备（脉冲反吹袋式除尘器），以及时对产生的粉尘进行处理。并增强绿化面积，减少粉尘对空气的污染，同时吸附噪声。脉冲布袋除尘器采用脉冲喷吹的清理方式，具有清灰效果好、净化效率高、处理风量大、滤袋寿命长、维修工作量小、运行安全可靠等优点。广泛用于粉尘的除尘净化。LFBC-I-24型脉冲反吹袋式除尘器履带数量24条，除尘效率达到99.9。七、小结 通过这次课程设计，让我们对所学专业知识，进行了再次的巩固与加强，为我们今后走向事业岗位奠定了基础。在此期间，我在我校图书馆专业书籍借阅处查阅了大量的有关孤独死现象的相关资料，并进行了整理。我又登录了中国知网等学术论文网站，认真总结前人研究，为自己的论文写作提供参考。从最初的茫然，到慢慢的进入状态，再到对思路逐渐的清晰，历经了两个星期的奋战，紧张而又充实。这次工艺流程图的设计，让我懂得一般工厂的工艺设备具体的设计过程，同时了解到我们所学的专业知识与实际生产生活中的联系。这次由鲁红典老师指导，大家共同参与的设计过程，给我以及其他同学带来了巨大的收获，感到特别的充实。八、参考文献【1】陶珍东，郑少华.粉体工程与设备.北京：化学工业出版社，2010.【2】胡福增,郑安呐,张群安. 聚合物基复合材料的表界面M.北京:中国轻工业出版社,2001.【3】吴人洁. 高聚物的表面与界面M.北京:科学出版社,1998.【4】郑水林. 粉体表面改性M.北京:中国建材工业出版社,1995.【5】刘伯元. 粉体表面改性A.塑料加工,2002,(4):13-20.