造粒是指将各类粉状、块状、溶液或熔融状原料制成具有一定形状和强度的固体颗粒, 是增大粒径的过程，为颗粒技术的重要组成部分，这种物质存在形式上的转化过程在很早以前就被用于原始的农业生产和生活中，如今造粒过程遍及许多工业部门。

各类混合机示意图

颗粒群的凝聚

许多颗粒相互黏结形成二次颗粒，并结合成团块的现象称为凝聚。凝聚现象对收尘、沉降浓缩、过滤等操作来说.可以增大粒径，有一定好处，但对分级、混合、粉碎等操作而言, 都是不良的现象。造粒是有效地利用这一现象的操作。

使颗粒凝聚，颗粒之间的结合力必须起作用，其可能的机理可分为以下五种。

1.固体架桥。由于烧结、熔融、化学反应而使一个颗粒的分子向另一个颗粒扩散。

2.液体架桥和毛细管压强。在液体架桥中，界面力和毛细管压强可产生强键合作用, 但如果液体蒸发则此种结合会消失。

3.不可自由移动结合剂架桥处的黏附和内聚力。如焦油等高黏度结合介质能形成和固 体架桥非常相似的结合力，其吸附层是固定的并在某些环境下能促进细粉粒的结合。

4.固体粒子间的吸引力。如固体颗粒间距离足够短，则范德华力、静电力、磁力等，可 以导致粉粒黏附在一起。

5.封闭型结合。如小片状细粒，可相互交叉或重叠而形成“封闭型”结合。

由上述这些力凝聚而成的颗粒强度是评价造粒的重要指标。强度分为抗压强度和抗拉强 度。抗压强度易于试验测定，抗拉强度则便于从理论上进行分析。

粉体的造粒方法

由于各工业部门特点和造粒目的及原料的不同，使这一过程体现为多种多样的形式。总体上可将其分为突出单个颗粒特性的单个造粒和强调颗粒群散体集合特性的集合造粒两类。 前者侧重每一个颗粒的大小、形状、成分和密度等指标，因而产量较低，通常以单位时间内 制成的颗粒个数来计量。后者则考虑制成的颗粒群体的粒度大小、分布、形状的均一性及容 重等指标，处理量以kg/h或t/h来计量，属大规模生产过程。

造粒方法可按照原料、状态分类，也可按照造粒形式进行分类。

从工艺上说，根据原始微细颗粒团聚方式的不同，造粒大致可分为压缩造粒、挤出造粒, 滚动造粒、喷浆造粒、流化造粒。此外，还有某些特殊造粒方式，如热融造粒、液相和气相凝聚造粒等。

1.压缩造粒

压缩造粒是将混合好的原料粉体放在一定形状的封闭体模中，通过外部施加压力使粉体 团聚成型，这是较为普遍和容易的方法。它具有颗粒形状规则、均一、致密度高、所需黏结 剂用量少和造粒水分低等优点。其缺点是生产能力低，模具磨损大，所制备的颗粒粒径有一 定的下限。该造粒方法多被制药打锭、食品造粒、催化剂成型和陶瓷行业等静压制微粒磨球 等工艺所釆用。

2.挤出造粒

挤出造粒是将与黏合剂捏合好的粉状物料投入带有多孔模具的挤出机中，在外部挤压力 的作用下，原料以与模具开孔相同的截面形状从另一端排出，再经过适当的切粒和整形即可 获得各种柱形或球形颗粒。这是较为普遍和容易的造粒方法，它要求原料粉体能与黏结剂混 合成较好的塑性体，适合于黏性物料的加工。颗粒截面规则均一，但长度和端面形状不能精 确控制。致密度比压缩造粒低，黏结剂、润滑剂用量大，水分高，模具磨损严重，但其生产 能力很大，被广泛地用于农药颗粒、催化剂载体、颗粒饲料及食品的造粒过程。

3.滚动造粒

在希望颗粒形状为球形、颗粒致密度要求不高的条件下，多釆用滚动造粒。该造粒过程 中.粉料微粒在液桥和毛细管力的作用下团聚在一起，形成微核。团聚的微核在容器低速转 动所产生的摩擦和滚动冲击作用下不断地在粉料层中回转、长大，最后成为一定大小的球形 颗粒而滚出容器。该方法的优点是处理量大、设备投资少和运转率高；缺点是颗粒密度不 高，难以制备粒径较小的颗粒。该方法多被用于冶金团矿、立窑水泥生料成球、粒状混合化 肥以及食品的生产，也用作颗粒多层包覆工艺制备功能性颗粒。

4.喷浆造粒

喷浆造粒是借助于蒸发直接从溶液或浆体制取细小颗粒的方法，它包括喷雾和干燥两个 过程 料浆首先被喷洒成雾状微液滴，水分被热空气蒸发带走后，液滴内的固相物就聚集成 了干燥的微粒。对用微米和亚微米级的超细粉体制备平均粒径为几十微米至数百微米的细小 颗粒来说，喷浆造粒几乎是唯一而且很有效的方法。所制备的颗粒近似球形，有一定的粒度 分布 整个造粒过程全部在封闭系统中进行，无粉尘和杂质污染，因此该方法多被食品、医 药、染料、非金属矿加工、陶瓷催化剂和洗衣料等行业采用。不足之处是水分蒸发量大，喷 嘴磨损严重。

喷浆造粒工艺流程示意图

5.流化造粒

流化造粒是让粉料在流化床床层底部空气的吹动下处于流态化，再把水或其他黏结剂雾 化后喷入床层中，粉料经过沸腾翻滚逐渐形成较大的颗粒。这种方法的优点是混合、捏合、 造粒、干燥等工序在一个密闭的流化床中一次完成，操作安全、卫生、方便。该方法建立在 流态化的技术的基础上，经验性较强。作为一种新的造粒技术，正在食品、医药、化工、种子 处理等行业中得到普及推广。

流化床造粒的示意图

6.热融造粒

热融造粒是将物料熔融细化，然后冷却凝固，通过不同的途径制粒，如铁矿的烧渣。

造粒的目的

造粒的目的和带来的好处可大致分为以下几点：

1.将物料制成理想的结构和形状，如粉末冶金成型和水泥生料滚动制球；

2.为了准确定量、配剂和管理，如将药品制成各类片剂;

3.减少粉料的飞尘污染，如将散状废物压团处理；

4.制成不同种类颗粒体系的无偏析混合 体，如炼铁烧结前的团矿过程；

5.改进产品的外观，如各类形状的颗粒食品和用做燃料的各类型煤；

6.防止某些固相物生产过程中的结块现象，如颗粒状磷胺和尿素的生产；

7.改善粉 粒状原料的流动特性，如陶瓷原料喷雾造粒后可显著提高成型给料时的稳定性；

8.增加粉料 的体积质量，便于储存和运输，如超细的炭黑粉需制成颗粒状散料；

9.降低有毒和腐蚀性物 料处理作业过程中的危险性，如将烧碱、铭酊类物料压制成片状或粒状后使用；

10.控制产品 的溶解速度，如一些速溶食品；

11.调整成品的孔隙率和比表面积，如催化剂载体的生产和陶 粒类多孔耐火保温材料的生产；

12.改善热传递效果和帮助燃烧，如立窑水泥生料的成球燃烧过程；

13.适应不同的生物过程，如各类颗粒状饲料的生产。

造粒时通常使用黏结剂，加入填料机后让黏结剂蒸发或升华，还可回收原微粉颗粒。

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