高純度物料(如醫(yī)藥中間體、電子級(jí)化工原料)因雜質(zhì)含量≤0.1%、無(wú)黏結(jié)性助劑添加,在大型干法造粒中常面臨流動(dòng)性差、成粒率低、易污染等難題。
大型干法造粒機(jī)需通過(guò)“設(shè)備定制化升級(jí)+工藝精準(zhǔn)調(diào)控+潔凈管控”三維解決方案,在保障物料純度不破壞的前提下,實(shí)現(xiàn)造粒粒徑均勻(20-80目占比≥90%)、強(qiáng)度達(dá)標(biāo)(抗壓強(qiáng)度≥5N/粒),滿(mǎn)足后續(xù)生產(chǎn)需求。
破解流動(dòng)性難題:定制化進(jìn)料與預(yù)壓系統(tǒng)。高純度粉末常因粒徑細(xì)(D50≤10μm)出現(xiàn)團(tuán)聚結(jié)塊,導(dǎo)致進(jìn)料不均。造粒機(jī)需配備“真空上料+雙螺旋攪拌”進(jìn)料單元,真空上料避免物料與空氣過(guò)度接觸引發(fā)靜電團(tuán)聚,雙螺旋攪拌槳采用變頻調(diào)速(5-30r/min),配合槳葉表面特氟龍涂層(摩擦系數(shù)≤0.04),實(shí)現(xiàn)輕柔分散。預(yù)壓階段采用漸變式壓輥設(shè)計(jì),將物料先預(yù)壓成密度均勻的薄料帶(密度0.8-1.0g/cm³),為后續(xù)造粒奠定基礎(chǔ),較傳統(tǒng)進(jìn)料方式成粒率提升25%。
提升成粒穩(wěn)定性:精準(zhǔn)控溫與壓輥優(yōu)化。無(wú)黏結(jié)劑的高純度物料成粒依賴(lài)顆粒間擠壓作用力,需通過(guò)壓輥參數(shù)精準(zhǔn)調(diào)控實(shí)現(xiàn)。壓輥采用“碳化鎢涂層+溝槽紋理”設(shè)計(jì),涂層硬度≥HRC65,避免物料磨損產(chǎn)生雜質(zhì),溝槽深度2-3mm、間距5mm,增強(qiáng)物料咬合力;同時(shí)配備循環(huán)水控溫系統(tǒng),將壓輥溫度穩(wěn)定在25-35℃,防止物料因摩擦生熱出現(xiàn)軟化或降解。壓輥壓力采用閉環(huán)控制(0-20MPa可調(diào)),根據(jù)物料特性實(shí)時(shí)反饋調(diào)整,確保料帶厚度偏差≤±0.1mm。

保障純度不污染:全流程潔凈設(shè)計(jì)。高純度物料對(duì)設(shè)備材質(zhì)與密封性要求嚴(yán)苛,大型干法造粒機(jī)接觸物料部件需采用316L不銹鋼或哈氏合金,表面粗糙度Ra≤0.2μm,且經(jīng)過(guò)電解拋光處理,減少物料附著殘留。設(shè)備采用“氮?dú)饷芊?負(fù)壓除塵”系統(tǒng),氮?dú)夥諊乐寡趸晕锪献冑|(zhì),負(fù)壓除塵(負(fù)壓值-50Pa)實(shí)時(shí)收集造粒過(guò)程中產(chǎn)生的微粉,微粉回收率≥98%,可重新返回進(jìn)料系統(tǒng)循環(huán)利用。停機(jī)后通過(guò)CIP在線(xiàn)清洗系統(tǒng)(采用純化水+壓縮空氣交替沖洗),確保設(shè)備殘留量≤0.001%。
優(yōu)化后處理系統(tǒng):分級(jí)與防團(tuán)聚設(shè)計(jì)。造粒后的物料需通過(guò)“振動(dòng)分級(jí)+氣流冷卻”單元,振動(dòng)分級(jí)篩采用三層篩網(wǎng)設(shè)計(jì),精準(zhǔn)分離合格顆粒、微粉與大塊料,分級(jí)效率≥95%;氣流冷卻系統(tǒng)將顆粒溫度從造粒后50-60℃降至室溫,避免高溫下顆粒粘連。對(duì)于易吸潮的高純度物料,冷卻后立即進(jìn)入氮?dú)獗Wo(hù)的密閉儲(chǔ)料倉(cāng),倉(cāng)內(nèi)濕度控制在≤40%RH,防止顆粒吸潮變質(zhì)。
工藝適配要點(diǎn):個(gè)性化參數(shù)匹配。針對(duì)不同高純度物料特性,需建立參數(shù)數(shù)據(jù)庫(kù):如脆性物料(如陶瓷粉末)采用低壓力(5-8MPa)、高轉(zhuǎn)速(15-20r/min)造粒;韌性物料(如某些醫(yī)藥中間體)采用高壓力(12-15MPa)、低轉(zhuǎn)速(8-12r/min)。通過(guò)設(shè)備PLC控制系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)參數(shù)一鍵調(diào)用與實(shí)時(shí)監(jiān)控,配合在線(xiàn)粒徑檢測(cè)儀(檢測(cè)精度±0.5μm),確保造粒質(zhì)量穩(wěn)定。該方案已在電子級(jí)氧化鋁造粒中應(yīng)用,成粒率從傳統(tǒng)工藝的60%提升至92%,顆粒純度保持99.99%以上,有效破解了高純度物料造粒難題。