表面改性設備
礦物表面改性所采用的設備各式各樣，而且依表面改性工藝方法不同而異。在這些設備中專用設備較少，大多是從化工、塑料、粉碎等行業中引用過來的。
1.高速加熱混合(捏合)機
高速加熱混合(捏合)機是表面化學包覆改性常用的設備之壹，它由回轉蓋、混合鍋、折流板、攪拌裝置、驅動電機、排料裝置、機座等組成。混合室呈圓筒形，由內層、加熱冷卻夾套、絕熱層和外套組成。其結構見圖4－1。內層具有很高的耐磨性和光潔度;上部與回轉蓋相連接，下部有排料口。為了排去混合室內的水分與揮發物，有的還裝有抽真空裝置。葉輪是高速加熱混合(捏合)機的攪拌裝置，與驅動軸相連，可在混合室內高速旋轉。折流板斷面呈流線型，懸掛在回轉蓋上，可根據混合室內物料量調節其懸掛高度。折流板內部為空腔，裝有熱電偶，測試物料溫度。混合室下部有排料口，位於物料旋轉並被拋起時經過的地方。排料口接有氣動排料閥門，可以迅速開啟閥門排料。
圖4－1 高速加熱混合機結構
當捏合機工作時，高速旋轉的葉輪借助表面與物料的摩擦力和側面對物料的推力使物料沿葉輪切向運動。同時，由於離心力的作用，物料被拋向混合室內壁，並沿壁面上升到壹定高度後，因重力作用又回到葉輪中心，接著又被拋起。這種上升運動與切向運動的結合，使物料實際上處於連續的螺旋狀上、下運動狀態。由於葉輪轉速很高，物料運動速度也很快。快速運動著的顆粒之間相互碰撞、摩擦，使得團塊分散，物料溫度相應升高，同時迅速地進行交叉混合。這些作用促進了物料的均勻分散和對液態添加劑(如表面改性劑)更均勻地吸附。混合室內的折流板進壹步攪亂了物料流態，使物料形成無規則運動，並在折流板附近形成很強的渦流。對於高位安裝的葉輪，物料在葉輪上下都形成了連續交叉流動，使混合更快、更均勻。混合結束後，經冷卻，物料在葉輪作用下由排料口排出。
高速加熱混合(捏合)機的改性效果與許多因素有關，主要有葉輪的形狀與回轉速度、物料溫度、物料在混合室內的充滿程度(即充填率)、混合時間、添加劑(表面改性劑)的加入方式和用量等。
2.HYB高速氣流沖擊式表面改性機
圖4－2 HYB主機的結構
2. HYB 高速氣流沖擊式表面改性機
HYB 系統主要由高速旋轉的轉子、定子、循環回路、翼片、夾套、給料和排料裝置等部分組成。其主機結構見圖 4 － 2。投入機內的物料在轉子、定子等部件的作用下被迅速分散，同時不斷受到以沖擊力為主的包括顆粒相互間的壓縮、摩擦和剪切力等諸多力的作用，在短時間內即可均勻地完成包覆、成膜或球形化處理。加工過程是間隙式的，計量給料機與間隙處理連動，從而可實現系統連續、自動運行。
整套 HYB 系統由混合機、計量給料裝置、HYB主機、產品收集裝置、控制裝置等組成。用這個系統進行粉體表面改性處理的特點是被處理物料可以是無機物、有機物等，適用範圍較廣，而且是短時間幹式處理。
HYB 系統可用於粉體物料如顏料、無機填料、藥品、金屬粉、墨粉等的包覆改性、膠囊化或包膜和球形化等處理。
3. 三筒連續表面改性機
待改性物料及表面改性劑從入料口給入第壹混合室，壹次經過三個強烈混合室後從排料口排出。這種改性機依靠轉子葉片和定子與粉體物料的沖擊、剪切和摩擦作用產生表面改性所需的溫度，轉子的高速旋轉強制物料松散並形成渦旋二相流，使表面改性劑能迅速與顆粒表面作用，所以包覆效果好。該改性機連續生產、自動加藥、操作簡單、處理能力大，特別適合用硬脂酸類表面改性劑、各種偶聯劑對碳酸鈣、滑石、雲母、高嶺土、石英、矽灰石、矽線石等非金屬礦物填料進行連續表面改性處理。目前，我國也已研制出這種高性能的三筒式連續表面改性機，其結構見圖 4 －3，混合室結構見圖 4 －4，工作原理見圖 4 －5。
圖 4 －3 三筒連續表面改性機結構
圖 4 －4 混合室結構
圖 4 －5 三筒連續表面改性機工作原理
4. 幹燥式粉碎及表面改性機
這是壹種連續操作的具有加熱、粉碎和表面改性多種功能的設備，用於粉碎和表面改性時，運轉過程的溫度、壓力、停留時間等均可嚴格控制。
由於這壹系統具有快速幹燥功能，加入其中的表面改性劑的溶劑組分能迅速地被氣化，留下來的活性成分易吸附在顆粒表面。這種設備可用於雲母、滑石、碳酸鈣及矽灰石等非金屬礦物填料的表面化學包覆處理，可以使用硬脂酸、偶聯劑等表面改性劑。
5. 機械融合改性機
機械融合技術是壹種加工新型復合材料的新技術。機械融合改性機由靜止的搓料和撥料件及旋轉的圓筒構成。物料在離心力的作用下向圓筒內壁運動，並被迫通過圓筒內壁和圓形搓料器之間的間隙，在這裏物料受到擠壓、摩擦、剪切等應力等的作用，表面改性劑或其他顆粒材料便包覆在待改性顆粒表面。撥料器及時刮去黏附在內壁上的物料，使其受到進壹步的融合處理。
這種改性機可用於粉末冶金、陶瓷、觸媒轉化劑、顏料及化妝品等的處理。