三种用于含能材料超细粉碎的设备及技术[1]

日期: 2024-06-04

作者: 华体会中国

  与普通材料不同， 对含能材料超细粉碎时， 要解决干 燥、 包装 、 运输等问题， 其研究难度较大。为解决这类

  材料 的超 细 化问题 ， 京理工 大学李风 生教授 自 ８ 南 ０年 代初就 开展 了这方 面的研究工作 ， 已设计 出三种类 型

  收稿 日期 ：１９－３３ ９９ ．０ ０ 修回 日期：１９． Ｔ￣ ９９ｆ－ （

  Ｅｑ ｍｐｍｅ ｔａ ｃ ｎｏｏ ｙ ｆ ｒ ｎ ｎｄ Ｔｅ ｈ ｌｇ ｏ

  Ｐ ｅ ａ ｉｇ Ｓ ｐ ｒｉ ｅＥｎ ｒ ｅｉ ａ ｅ ｉ ｌ ｒ ｐ ｒｎ ｕ ｅ ｆ ｅ ｇ ｔ Ｍ ｔｒａｓ ｎ ｃ

  生 产 能力 可 达 １ ｔ以上 ， 产 品粒径 可 达 ２ 以下 ， ０ ０ 其 伽

  而且产品粒度可根据自身的需求调节。这些设备已实际使用 了５ ８ ， ～ 年 其稳定性很高 ， 质量 良 。 好

  ｓｏｎｔ ｔｈｅ ｔ ｅ ｏ ｊｔ ｌ ，ｈａｉ ｉｓ ｎ ｈｉ —ｆｃ ｎｙｏ ｎ ｅ ｒ ｓｉｂｅｆｒ ｒ ａ— ｈｗ ｈ ｔ ｎｗ ｙ ｓ ｆｅ ｍｉ ｓｅｒ ｇｍｌ ｄｔｅ ｇ ｅｆｉ ｃｆ ｄｍ ａ ｔ ｌ ｏ ｅ ｒ ａ ｅ ｐ ｌ ｓ ｎ ｌａ ｈ ｈ ｉｅ ｅｕａ ｐｐ

  ｉ ｇｓ ｐ ｒ ｎ ｘｄ ｅ ｇ ｉｄ ｎ ｏ ｕ ｔ ｌ Ｆ ｘ ｌ ｉｅ ｎ ｕ — ｃｏ ｏ ｄ ｒ ｆ ｉ ｅ ｅ ｔ ｎ ｒｅｉ ｒ ｅ ｎ ｕ ｅｆ ｅ ｏ ｉｚ ｍ， ｒ ｉｇ ｃ ｍｂ ｓ ｂｅ Ｏ ｐｏ ｖ ｓａ ｄ ｓ ｂ ｍｉｒｎ ｐ ｗ ｅ ｓ ｆ ｒｎ ｅｇ ｔ ￣ — ｉ ｎ ｉ ｓ ｅ ｓ ｏ ｄ ｅ ｃ ｍｔ ｒ ｌ ，ｅ ｐ ｃｉ ｌ ． ｉ ｓ ｒ ｓ ｅ ｔ ｅ ｙ ａ ｖ Ｋｅ ｒ ｓ ｎ ｒｅｉ ｔｒ ｌ；ｓ ｐ ｒ ｎ ｏ ｅ ； ｎ ｉｇ ｔ ｈ ｉｕ ； ｎ ｉｇ ｅ ｕ ｐ ｙ ｗｏ ｄ ：ｅ ｅｇ ｔ ｍａｅｉ ｓ ｕ ｅｆ ｅ ｐ ｗｄ ｒ ｃ ａ ｉ ｄｎ ｅ ｎｑ ｅ ｃ ｄ ｎ ｑ ｉ￣ ｔ

  粒 径 小 于 ２ 时 ， 相 同 条 件 下 的燃 速 可 达 ８ 胛 在 ０～

  超细化。然而有些易燃易爆材料 由于本身性 质所决 定， 也只能在干燥状态超细化 ， 如易溶 于水的氧化剂高

  氯酸铵 、 硝酸 铵和某 些 可 燃 物 等 。氧 化 剂在 超 细 粉 碎 过程 中关 键是 要避免 与 可燃成 分 接触 ， 避免 超 细 粉 碎 过程 中的高温 、 静电及 火花 等 。对可燃 物来 说 ， 键是 关 要避免 超细粉碎 过 程 中超 细物 料 与 氧接 触 ， 防止 粉 尘 爆 炸 。因为当这些 超 细 粉末 与 氧接 触 时 ， 比表 面 积 其

  ｌ］ 李凤生 超 细 粉碎过 程 中的静 电问题 ［］ 化 工进 展， 】 Ｊ．

  ［ ］ Ｃ ｅｕｎ ｎ ｕｎｅｏ ｌ ｇｍ ｔ ａ ｎｃｍｂｓｏｆ ３ ｈｎＳｌＩ ｅｃｆ ｏ ｅ ｌ＇ｍｓ ｏ ｕ ｎ０ ｉ ｆ ｌ ｎ ａ ｉ Ｏ ｉ ｔ

  上 ； 间在无 灯光情 况下 ， 粉 碎机 出 口收集袋 ３ 夜 距 ｍ远 处就可 观 察到许 多明亮 的静 电放 电 火花 ， 能 听到 清 并

  基 金项 目： 兵器科技预先研究项 目（ ９７ ） Ｙ ６８ 作者简介 ： 宏英 （９４一） 女 ， 刘 １５ ． 高级工 程师 ． 发表 论 文 ２ ０余

  ＬＵ Ｈ ｎ —ｉ ，Ｌ Ｃ ｕ — ｎ ＡＩ ｕ —ｉ ，Ｌ Ｆ ｎ —ｈ ｎ Ｉ ｏ ｇ ｙ ｇ Ｉ ｈ ｎｊ ，Ｂ ａ ｐ ｇ Ｉ ｅ ｇｓ ｅ ｇ ｎ ｕ Ｈ ｎ

  （ｎ￣ｕ 。 啪 Ｐ Ｍｅ 矾ｄ５ ｔ．ｔ， ，５ ｒ ｔ ｅ ￣ ＂ 咖 删 Ｔｃ ｏ ｇ ， ｅｈ ｔ ｙ ａｏ ＾ ２０ ９ ，Ｏｄａ 岵 １０４ ｎ）

  发就可立 即燃烧 或爆 炸 。在 目前 技 术 水平 下 ， 要使 上 述材料超 细化 ， 往还 是 采 用 气 流 粉 碎 。由 于普 通 气 往 流粉碎机 多采用压 缩 空 气 作粉 碎介 质 ， 而压 缩 空气 中 含有 大量 的氧 ， 高压 下 与超 细可 燃 物 接触 时极 易 产 在 生燃 烧 或爆炸 。为解 决 此 问题 ， 国外 多采 用 高 压 惰性

  ｌＯ ｎｓ提高了 ５ ０ Ｏｒ ／， ｍ ～１ 倍。典型的强可燃物赤磷超 细化后 ， 可制成发火点低 、 灵敏度较高的高性能燃烧剂、 烟火刺； 炸药超细化后 ， 可使其燃烧或爆炸性能更优 良。例 如 ， 以炸 药 作 为燃 气发 生 器 （ 汽 车 安 全气 当 如 囊） 的气源时， 往往要求炸药 的粒径控制在 ５ ｒ以下 ， ｔｔ ａ 因为炸药越细， 点火燃爆越容易。 上 述这些易燃 易爆材 料 的发 火温度较低 ， 对热 、 温 度、 、 冲击 摩擦 、 静电 、 火花极敏感 ， 因此， 采用通常的超 细粉碎方法如硬性强冲击 、 剪切、 摩擦 、 挤压等手段使

  脆 的放 电爆 响声 ， 种 现象对 粉 碎 易燃 易爆 品来说 是 这

  前南 京理工 大学 己设 计 出 多种 规格 的 Ｌ Ｇ型超 细 粉 碎

  机， 最小 的 Ｌ － 型 机 每 小 时 能 生 产 ５ Ｇ１ Ｏ～５ ０ 超 细 干 ０ｇ

  采用上述粉碎设备无法使韧性及坚硬型含能材料 Ｒ Ｘ等超细化到 ５ ｉ 以下 。为此南京理 工大学设计 Ｄ ｇ ｎ 出了一种 Ｌ Ｇ型湿式超细粉碎机。该机借助流体与机 械的强剪切剥削力使物料超细化 ， 它可使韧性较强的 Ｒ Ｘ粉碎到 ２ ａ Ｄ ｔ 以下。由于粉碎过程 中该机所产生 ｍ 的力场不断剪切剥削掉颗粒外表的凸起尖棱部分， 生 产出的产品（ Ｄ ） ｂ Ｒ Ｘ ）形大多数都呈球形（ 见图 １。目 ）

  易吸湿性 含 能 材料 只 能 以 干 燥 方 式 进 行 超 细 粉 碎 ， 这是 不安全 的 但 对猛 炸药 更严禁 以干燥 方式进 行

  体火箭 推进剂 的一 种重要成 分 ， 当其 粒径在 １０～ ０ ２０ ｍ时， ０￣ 固体推进剂燃速 仅为 １ ～ ０ ｍｓ 而当其 ０ ２ｍ ／；

  为此 ， 京理 工大学 对 这 种气 流 粉碎 机 的腔 体及 南 内衬材 料进行 了改 进 ， 设计 出两种新 型气流粉碎 机 ， 并 获得 了两项专利’。 以普通 压缩空 气作 介 质时 ， 这 两种新 型气 流粉 用

  粉 ，Ｇ２型机每 小 时 能 生 产 １ ０ ｇ超 细 干 粉 ，Ｇ３ Ｌ－ ０～５ｋ Ｌ － 型 机每小时 能生产 １０ｇ 细干 粉 ０ｋ 超

  的超细粉 碎设备 ， 专用 于氧 化剂 、 燃物 及 炸药 的超 细 可

  ｄｕｌ ｂｓｒ ｅａｔ Ｊ Ｃ ｎ ｔｉ ｎｌ ｅ １８ ．５ ０ｂ ａｅｐｏ ｌｒｓ ｏｔｔｏ ａｄＦ ｍ 、９２４ ： ｅ ｐ ｌｌ［ ｂｓ ｎ ａ

  ４ 李凤生 ． 我国超细粉体技术研 究 中一些重要 而急待解 决的问题 ：］ 化工进展 ，９４ ３ ： ６—４ Ｊ １９ （ ） ４ ９ ［］ 日本清新粉 体株式会社 ． 细粉碎技术综述 ［ ］ 中 日 ５ 超 Ｃ 超细掰 体技术研讨会论文集 ．宜兴 、９ ６ １９ ［ ］ 宋洪 昌 新 型气 流粉碎机磨 体 ］ Ｃ ８２９ ７ ． ６ Ｐ Ｎ ８ １ ２０ ４ ［ 李凤 生 ． ７ 多级流能超细粉碎 机［ ］ Ｃ ９ １２２９ Ｐ Ｎ ３ ｔ２７ ．

  合使 用 。 目前 国外 正在 研究 超临界 低 温粉 碎方 法 处 理此类 材料 ， 而这些 方法 成本 太 高 ， 然 现在我 国很 难 实 际推广应 用 。

  南京理工大学曾采用普通刚玉为衬里的气流粉碎 机对 高 氯酸铵进 行超 细化 试验 ， 测静 电压达 ３ ｋ 实 ０Ｖ以

  化。这些设备已在许多单位使用 ， 取得 了良好的社会 效益和经 济效益 。

  氧和可燃成分的物质 ， 有时也将某些氧化剂和可燃物 的混合物或其组分称为含能材料。固体含能材料超

  细 化后 ， 其能量 释放速率和 效率可 大幅度的提升 ， 因而可获 得 优 良的使 用 性能 。侧 如 ， 氧化 剂 高氯 酸 铵是 固 强

  Ｆｇ １ Ｓ Ｎ ｐ ｏ ｒｏ ｆｕｔ ｌ ｅ Ｒ ｉ Ｅ ｈ ｍｇａ ｈ ｏｌｒ ｉ ＤＸ ａｎ

  型三大类 ， 第一类 比后两类更易超细化。对 自身含有 氧和可燃 成分 的猛 炸药及着火点 较低 的赤磷一 般宜在 水中进行湿式超细粉碎 。国内关于这方面的研究 ， 如

  文章编号 ： （ ６ ９ １ １９ ）４０８—３ １ － ４ （９９０－ １５０ ￣ ９

  Ｅ Ｅ ＣＥ １ ｔ ．Ｅ Ｉ Ｓ Ｎ Ｒ １ Ｃ Ｉ ４ Ｒ ＡＬ ￣ Ｔ

  机专ｆ， ｑ Ｎ于脆性易燃易爆材料的细化 该机通过机械 及液流的冲击力、 剪切力使材料超细化， 根据设备规格 不同其每小时的生产能力可达 １ 一ｌ） ， ０ （ｋ 可将脆性猛 Ｘｇ

  炸药 Ｈ ｘ粉 碎到 ２， Ｍ ｔｎ以下 ． ａ ， 而对 韧性 材料 （ ｒ ） 如 ｍｘ 和坚硬材 料 的效 果 则不 够理 想。云 南 、 江苏 已建成 年 产 ｌ３ｔ ＯＯ 超细赤磷 生产线 ， 该设 备 已运行 ２— ５年 ， 产 生 稳 定 可靠 。

  Ａ￣ ｔ ａ ｔ ｈ ｅｅ ｒｈ ｐ ｏ ｒｓｎ ｐ ｅ ａ ｉ ｕ ｅ ｆ ｅ ｐ ｗ ｅ ｆ ｔｅ ｅ ｅｇ ｔ ｔｒ ｌｓ ｒｖ ｅ ｅ Ｉ ｉ ｒ ｃ ：Ｔ ｅ ｒｓａ ｃ ｒｇｅ ｓ ｉ ｒｐ ｒ ｇ ｓ ｐ ｒ ｎ ｏ ｄ ｒｏ ｎ ｒｅｉ ｍａｅｉ ｓ ｉ ｅｉ ｗ ｄ ｎ ｉ ｈ ｃ ａ ｔｓ

  采用低 温超 临界法 或超 声波 粉 碎 ， 大多仍 局 限于实 验 室阶 段 。南 京理工 大学 设计 的液 固式 Ｌ ｓ型超 细粉 碎

  超 细含能材 料 的市 场 需 求量 很 大 ， 国 自己设 计 我 的超 细粉碎设 备 ， 以适 应 不 同类 型 易燃 易 爆 材 料 的 可 超 细粉 碎 。

  获得 的产 品 比普通 气流粉 碎机细 化的产 品更 细 。其实 测静 电压 几 乎 为零 ， 夜 间粉 碎 时 ， 观察 到 静 电火 在 未

  花， 也未听到放电爆响声 这种新型气流机已建成多 条 生产线 ， 门用 于 强氧 化 剂细 化 每条 生 产线 的 年 专