关键词 粉体 造粒技术 现状 发展方向

粉粒体过程处理，是指生产中工艺物料是粉粒状及其混合物的、且以物理变化为主的诸多单元操作，包括造粒、粉碎、分级、除尘、过滤、沉淀、离心分离、干燥、结晶、混合、输送、给料、包装等操作过程。其装置称为过程处理装置。因主要用于反应合成后的生产流程，故亦称为后处理或后处理技术。

粉体造粒技术作为粉粒体过程处理的一个最主要分支，随着环保需求和生产过程自动化程度的提高，其重要性日益彰显。“粉状产品粒状化”已成为世界粉体后处理技术的必然趋势。对粉状产品进行造粒的深度加工，其意义主要体现在三大方面：一是降低粉尘污染，改善劳动操作条件（包括生产过程和使用过程）；二是满足生产工艺需求，如提高孔隙率和比表面积、改善热传递等；三是改善产品的物理性能（如流动性、透气性、堆比重、一致性等），避免后续操作过程（干燥、筛分、计量、包装）和使用过程（计量、配料等）出现偏析、气泡、脉动、结块、架桥等不良影响，为提高生产和使用过程的自动化、密闭操作创造了条件。

粉体造粒技术从广义上可分为两大类，一类是成型加工法，主要是将粉状物料通过特定的设备和方法，处理为满足特定形状、成分、密度等的团块状物料；另一类是粒径增大法，主要是把细粉末团聚成较粗的颗粒。限于篇幅，本文以粉体成型加工法为中心，论述我国粉体造粒技术的现状和今后的动向。

一．  粉体造粒技术的现状

粉体技术及其装备作为一门专门的学科和独立技术出现，在国外可追溯到二十世纪四十年代，在我国则从八十年代中期由化工部化工机械研究院粉体工程研究所最早进行专门系统研究^[1]。经过多年的努力，目前，我国粉体造粒技术已有相当的水平，其设备的规模也有较大发展，已能基本满足粉粒体颗粒化的要求。按照实现小颗粒团聚的基本原理，可以把现有的粉体处理技术分为搅拌法、压力成型法，喷雾和分散弥雾法、热熔融成型法等四类^[2]。

1．  搅拌法

搅拌法造粒是将某种液体或粘结剂渗入固态细粉末并适当地搅拌，使液体和固态细粉末相互密切接触，产生粘结力而形成团粒。最常用的搅拌方法是通过圆盘、锥形或筒形转鼓回转时的翻动、滚动以及帘式垂落运动来完成的。根据成型方式又可分为滚动团粒、混合团粒及粉末成团三类。典型的设备有造粒鼓、斜盘造粒机、锥鼓造粒机、盘式造粒机、滚筒造粒机、捏合机、鼓式混料机、粉末掺合机（锤式、立轴式、带式）、落幕团粒机（鼓式、振动给料器、连续流动喷射混合系统）等。其优点是成型设备结构简单、单机产量大、所形成的颗粒易快速溶解、湿透性强，缺点是颗粒均匀性不好，所形成的颗粒强度较低。目前这类设备单机处理能力最大可达500t/h，颗粒直径最大可到600mm^[2]，多适用于选矿业、化肥、精细化工、助剂、食品等行业。图1为YQ型圆球状搅齿造粒机工作原理图。

 图1  YQ型圆球状搅齿造粒机工作原理图

2．  压力成型法

压力成型法是将要造粒的粉体物料限定在特定的空间中，通过施加外力而压紧为密实状态。压力成型的成功与否，一方面取决于施加外力的有效利用和传递，另一方面也取决于颗粒物料的物理性质。

根据所施加外力的物理系统不同，压力成型法又可分为两大类，即模压法和挤压法。典型的模压法设备有重型压块机、台式压榨机、混凝土块压制机、压砖机、重型制片机等。其优点是可制造较大的团块，所制成的物料也有相当的机械强度，缺点是设备的适用范围较小，对有的物料不易脱模。这类设备多用于建筑、制药等行业。

挤压法是目前我国粉体工业中压力成型法造粒的主要方法，挤压法造粒设备根据工作原理和结构可分为真空压杆造粒机、单（双）螺杆挤压造粒机、模型冲压机、柱塞挤压机、辊筒挤压机、对辊齿轮造粒机等。这类设备可广泛适用于石油化工、有机化工、精细化工、医药、食品、助剂、染料、农药、饲料、肥料、催化剂等行业。具有适应能力强、产量大、造粒品粒度均匀、颗粒强度好、成粒率高等优点。以SE系列螺杆造粒机为例，该系列按机内螺杆数量可分为单螺杆和双螺杆两类；按出料形式可分为前挤出和侧挤出。螺杆直径最大为240mm，成品颗粒直径可在0.8mm-15mm内选择，颗粒强度最高可达160N，单机处理能力最大可达2t/h以上。图2为SE系列单螺杆挤出造粒机示意图。