高純度物料(如醫(yī)藥中間體、電子級化工原料)因雜質(zhì)含量≤0.1%、無黏結(jié)性助劑添加,在大型干法造粒中常面臨流動性差、成粒率低、易污染等難題。
大型干法造粒機需通過“設(shè)備定制化升級+工藝精準調(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,實現(xiàn)造粒粒徑均勻(20-80目占比≥90%)、強度達標(抗壓強度≥5N/粒),滿足后續(xù)生產(chǎn)需求。
破解流動性難題:定制化進料與預(yù)壓系統(tǒng)。高純度粉末常因粒徑細(D50≤10μm)出現(xiàn)團聚結(jié)塊,導致進料不均。造粒機需配備“真空上料+雙螺旋攪拌”進料單元,真空上料避免物料與空氣過度接觸引發(fā)靜電團聚,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),實現(xiàn)輕柔分散。預(yù)壓階段采用漸變式壓輥設(shè)計,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)進料方式成粒率提升25%。
提升成粒穩(wěn)定性:精準控溫與壓輥優(yōu)化。無黏結(jié)劑的高純度物料成粒依賴顆粒間擠壓作用力,需通過壓輥參數(shù)精準調(diào)控實現(xiàn)。壓輥采用“碳化鎢涂層+溝槽紋理”設(shè)計,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,增強物料咬合力;同時配備循環(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)物料特性實時反饋調(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。高純度物料對設(shè)備材質(zhì)與密封性要求嚴苛,大型干法造粒機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)過電解拋光處理,減少物料附著殘留。設(shè)備采用“氮氣密封+負壓除塵”系統(tǒng),氮氣氛圍防止氧化性物料變質(zhì),負壓除塵(負壓值-50Pa)實時收集造粒過程中產(chǎn)生的微粉,微粉回收率≥98%,可重新返回進料系統(tǒng)循環(huán)利用。停機后通過CIP在線清洗系統(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):分級與防團聚設(shè)計。造粒后的物料需通過“振動分級+氣流冷卻”單元,振動分級篩采用三層篩網(wǎng)設(shè)計,精準分離合格顆粒、微粉與大塊料,分級效率≥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。對于易吸潮的高純度物料,冷卻后立即進入氮氣保護的密閉儲料倉,倉內(nèi)濕度控制在≤40%RH,防止顆粒吸潮變質(zhì)。
工藝適配要點:個性化參數(shù)匹配。針對不同高純度物料特性,需建立參數(shù)數(shù)據(jù)庫: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)。通過設(shè)備PLC控制系統(tǒng)實現(xiàn)參數(shù)一鍵調(diào)用與實時監(jiān)控,配合在線粒徑檢測儀(檢測精度±0.5μm),確保造粒質(zhì)量穩(wěn)定。該方案已在電子級氧化鋁造粒中應(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。