【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及静电分选，并具体涉及一种粉体颗粒分层流化碰撞荷电装置、方法和荷电粉体颗粒。
技术介绍
1、静电分选技术是利用静电现象来进行物质的分离和提纯，利用物质间的导电特性、介电常数以及功函数差异，使得分选物料中的不同物质带上异种电荷，然后在高压电场进行分选得到分级物料的技术。静电分选技术属于干法分选，其污染小，分选过程中耗水量小，而且工艺简单，操作方便，在缺水地区的资源开发利用方面有明显优势。
2、静电分选技术包括荷电和分离两个步骤，荷电是分选的前提，保证粉体颗粒带上充足的电荷量。常见的荷电方式有摩擦荷电、感应荷电以及电晕荷电，其中电晕荷电和感应荷电是基于分选物料的导电性差异，通常适用于导体和非良导体物料间的分选。当分选物料为食物或者药品时，电晕电场会破坏物料的表面性质。当分选物料为颗粒物时，由于颗粒粒径是影响荷电的重要因素，电晕荷电和感应荷电技术一般适合分选粒径大于100μm的物料，对粒径较小的微细颗粒，由于微细颗粒容易吸附而发生团聚现象，导致颗粒不能充分暴露，颗粒的电荷转移受到抑制，因此荷电效果较差。因此在粉体颗粒荷电分选时，普遍采用摩擦荷电的方式。
3、摩擦荷电的适用范围广，对微细颗粒有较好的荷电效果，选择合适的摩擦材料，利用摩擦材料和分选物料间的功函数差异使颗粒带电。摩擦荷电是通过物料颗粒间的接触碰撞进行带电，可以避免微细颗粒间的团聚现象，使物料颗粒充分带电。摩擦荷电的常见装置包括固态单相荷电装置和气固两相荷电装置，固态单相荷电装置依靠颗粒间的摩擦碰撞进行荷电，如滚筒、振动类装置等；气固两相荷
技术实现思路
1、为解决上述现有技术中存在的问题，本专利技术提供一种粉体颗粒分层流化碰撞荷电装置、方法和荷电粉体颗粒。
2、本专利技术的技术方案为：
3、一种粉体颗粒分层流化碰撞荷电装置，包括扰动机构、荷电筛分机构和给料结构；所述扰动机构用于向所述荷电筛分机构提供扰动气流；所述荷电筛分机构包括摩擦荷电筒、固定筛板、格挡筛板和出口管；所述固定筛板靠近所述摩擦荷电筒底部设置；所述格挡筛板设置于所述摩擦荷电筒中心位置；所述出口管位于所述摩擦荷电筒顶部；所述固定筛板、格挡筛板和摩擦荷电筒构成第一筛分腔室，用于将进入其中的粉体颗粒破碎分散形成小粒径粉体颗粒，并完成粉体颗粒第一次荷电；所述格挡筛板和摩擦荷电筒的顶板构成第二筛分腔室，用于将进入其中的粉体颗粒完成第二次荷电，并随扰动气流由所述出口管逸出；所述给料机构用于将粉体颗粒输送至所述第一筛分腔室。
4、进一步地，所述扰动机构包括风机和进风管，所述进风管连接所述风机和所述摩擦荷电筒底部，用于将风机提供的气流输送至所述摩擦荷电筒；所述摩擦荷电筒的底端设置有颈缩管，颈缩管呈喇叭形，与进风管连接，用于增强进入摩擦荷电筒的气流速度。
5、进一步地，所述出口管的顶端设置有颈缩管，颈缩管呈喇叭形。
6、进一步地，所述给料机构包括给料机构包括上料机、料斗、螺旋给料机和输送管；所述输送管的一端连接所述螺旋给料机，另一端伸入至所述第一筛分腔室内，近自由端设置下料口；所述上料机用于将粉体颗粒料输送至所述料斗，再经由所述螺旋给料机将粉体颗粒料由所述输送管运输至所述第一筛分腔室。
7、进一步地，所格挡筛板安装于摩擦荷电筒高度的中心位置；
8、所述第一筛分腔室的净高度约等于所述摩擦荷电筒的直径尺寸；
9、所述给料机构的下料口位于所述第一筛分腔室内，下料口与摩擦荷电筒的轴线的距离为摩擦荷电筒直径的17%~30%，优选25%；
10、所述给料机构的下料口与所述格挡筛板底面的距离为第一筛分腔室室内高度的10%~20%，优选17%；
11、所述固定筛板底面与所述摩擦荷电筒底端面的距离与摩擦荷电筒的直径成正比设置，该距离不小于6cm，其与颈缩管长度的总和不大于第一筛分腔室的净高度。
12、进一步地，所述输送管上设置有阀门，通过调整该阀门开合的角度，用于控制进入所述第一筛分腔室的粉体颗粒给料量；所述输送管位于所述第一筛分腔室内部的管道设置槽口。
13、进一步地，所述固定筛板和格挡筛板采用绝缘材料制作；所述固定筛板的网孔直径为0.2~0.7mm；所述格挡筛板的网孔直径为0.1~0.5mm；并且，所述固定筛板的网孔直径大于所述格挡筛板的网孔直径。
14、进一步地，所述出口管呈梯形设置，其大口径端与所述摩擦荷电筒的顶端通过法兰连接。
15、进一步地，所述摩擦荷电筒的顶部还设置有第三筛板，所述第三筛板的网孔直径设置为0.07~0.1mm。
16、进一步地，在摩擦荷电筒的顶部靠近出口管处，还可设置有第三筛板，第三筛板的网孔直径设置为0.07~0.1mm，优选为0.074mm，用于对粉体颗粒进一步筛分；或0.11~0.5mm，优选为0.4mm，用于使粉体颗粒逸出时保持分散状态。
17、一种粉体颗粒分层流化碰撞荷电方法，包括以下步骤：
18、s1，开启扰动机构作业并输出扰动气流，具体为：开启风机，气流通过进风管自摩擦荷电筒的底端送入摩擦荷电筒；
19、s2，给料机构作业，向荷电筛分机构投放设定量的粉体颗粒原料，具体为：上料机将粉体颗粒原料投放至料斗，料斗将粉体颗粒原料输送至螺旋给料机，螺旋给料机将粉体颗粒原料通过输送管输送至第一筛分腔室；
20、s3，粉体颗粒原料在气流扰动的作用下，在荷电筛分机构的第一筛分腔室内部进行第一次摩擦碰撞荷电，在此过程中，大粒径粉体颗粒和团聚的粉体颗粒团破碎分散形成小粒径粉体颗粒；
21、s4，小粒径粉体颗粒在气流扰动的作用下，经过荷电筛分机构的格挡筛板筛选后，进入至第二筛分腔室；
22、s5，小粒径粉体颗粒在第二筛分腔室内，进一步在气流的作用下进行第二次摩擦碰撞荷电，经过两次碰撞荷电后的粉体颗粒随气流自出口管处逸出。
23、进一步地，所述的扰动气流的风速设置为5~20 m/s范围。
24、进一步地，所述的粉体颗粒原料的粒径设置在1~100 μm范围。
25、本专利技术利用上述装置和方法获取一种分层流化碰撞荷电粉体颗粒，所述荷电粉体颗粒正负极产物的烧失量分别为12.77%和44.40%。
26、本专利技术的有益效果为：
27、本专利技术采用流化分层和气流扰动等方式对粉体颗粒进行摩擦碰撞荷电。
28、本专利技术在摩擦擦荷电筒内沿粉体颗粒运行的方向设置固定筛板和格挡筛板形成第一筛分室和第二筛分室。
29、气流穿过固定筛板进入第一筛分室，固定筛板使风流更均匀地作用于粉体颗粒，粉体颗粒在进入第一筛分室时即受到气流扰动的作用，产生分散的效果，并在气流扰动下与摩擦荷电筒碰撞荷电，本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种粉体颗粒分层流化碰撞荷电装置，其特征在于，包括扰动机构、荷电筛分机构和给料结构；
2.根据权利要求1所述的一种粉体颗粒分层流化碰撞荷电装置，其特征在于，
3.根据权利要求1或2所述的一种粉体颗粒分层流化碰撞荷电装置，其特征在于，所述摩擦荷电筒的底端和进风管之间以及出口管的顶端分别设置有颈缩管，颈缩管呈喇叭形，所述颈缩管用于增强进入摩擦荷电筒的气流速度，引导气流沿着颈缩管的内斜面从摩擦荷电筒的中心向四周扩散，使气流均匀进入第一筛分腔室，防止第一筛分腔室的四周产生气流死角，防止粉体颗粒沉积于摩擦荷电筒的底部，并对粉体颗粒的逸出起到引导作用，并防止其在逸出时受到阻碍。
4.根据权利要求1所述的一种粉体颗粒分层流化碰撞荷电装置，其特征在于，
5.根据权利要求1或4所述的一种粉体颗粒分层流化碰撞荷电装置，其特征在于，
6.根据权利要求5所述的一种粉体颗粒分层流化碰撞荷电装置，其特征在于，
7.根据权利要求1至6任一项权利要求所述的一种粉体颗粒分层流化碰撞荷电装置，其特征在于，
8.据权利要求7所述的
9.根据权利要求7所述的一种粉体颗粒分层流化碰撞荷电装置，其特征在于，在摩擦荷电筒的顶部靠近出口管处，还设置有第三筛板，第三筛板的网孔直径设置为0.07~0.1mm，用于对粉体颗粒进一步筛分；或0.11~0.5mm，用于使粉体颗粒逸出时保持分散状态。
10.一种粉体颗粒分层流化碰撞荷电方法，其特征在于，包括以下步骤：
11.根据权利要求10所述的一种粉体颗粒分层流化碰撞荷电方法，其特征在于，所述的扰动气流的风速设置为5~20 m/s。
12.根据权利要求10所述的一种粉体颗粒分层流化碰撞荷电方法，其特征在于，所述的粉体颗粒原料的粒径设置在1~100μm。
13.一种分层流化碰撞荷电粉体颗粒，其特征在于，利用权利要求1-11任意一项权利要求获取，所述荷电粉体颗粒正负极产物的烧失量分别为12.77%和44.40%。
...【技术特征摘要】
1.一种粉体颗粒分层流化碰撞荷电装置，其特征在于，包括扰动机构、荷电筛分机构和给料结构；
2.根据权利要求1所述的一种粉体颗粒分层流化碰撞荷电装置，其特征在于，
3.根据权利要求1或2所述的一种粉体颗粒分层流化碰撞荷电装置，其特征在于，所述摩擦荷电筒的底端和进风管之间以及出口管的顶端分别设置有颈缩管，颈缩管呈喇叭形，所述颈缩管用于增强进入摩擦荷电筒的气流速度，引导气流沿着颈缩管的内斜面从摩擦荷电筒的中心向四周扩散，使气流均匀进入第一筛分腔室，防止第一筛分腔室的四周产生气流死角，防止粉体颗粒沉积于摩擦荷电筒的底部，并对粉体颗粒的逸出起到引导作用，并防止其在逸出时受到阻碍。
4.根据权利要求1所述的一种粉体颗粒分层流化碰撞荷电装置，其特征在于，
5.根据权利要求1或4所述的一种粉体颗粒分层流化碰撞荷电装置，其特征在于，
6.根据权利要求5所述的一种粉体颗粒分层流化碰撞荷电装置，其特征在于，
7.根据权利要求1至6任一项权利要求所述的一种粉体颗粒分层流化碰撞荷电装...
【专利技术属性】
技术研发人员：周慧，姚杰，陈思危，李海生，陈英华，陈聚凯，夏雷，吴肖文，张勋，董省生，
申请(专利权)人：中国矿业大学，
类型：发明
国别省市：
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