在工业技术飞速发展的当下,微纳米粉体凭借独特的体积效应和表面效应,在光学、磁学、声学等多领域展现出特殊性能,成为功能新材料的关键基础原料。与之相伴,微纳米粉体加工技术迎来爆发式增长,其中,气流粉碎机(气流磨)凭借高效粉碎能力脱颖而出,能制备出粒度细、分布集中、活性高的粉体,且密闭系统可有效减少粉尘与物料污染。不过,面对市场上类型繁多、原理各异的气流粉碎机,如何精准选型成为行业关注焦点。
对撞式气流粉碎机通过两股加速物料在水平直线上对撞实现粉碎,典型如美国 Donaldson 公司 Majac 型和 Plastoiner 公司 Trost 型。工作时,细颗粒经分级转子随气流进入外部分级机,气固分离后成产品;粗颗粒留在分级室外缘,返回粉碎室再加工。其依靠颗粒高速碰撞的破碎方式,利用气流撞击速度叠加,具备撞击力强、粉碎快、能量利用率高的特点,尤其擅长处理硬度大、脆性或粘性物料,还能避免冲击部件磨损,产出高纯度粉体。
扁平式气流粉碎机,即水平圆盘式气流磨,是工业应用最早且广泛的类型。它以圆盘粉碎腔为核心,周围均布高压工质喷嘴,搭配文丘里管加料器和成品捕集器。物料在气体带动下经文丘里管加速进入粉碎室,在高速旋流中,通过颗粒间及与内壁的冲击、碰撞、摩擦完成粉碎。粗颗粒受离心力甩向周壁循环粉碎,细颗粒则被旋风分离器收集。该设备结构简单、操作方便、自带分级功能,适合脆性软质物料,但粉碎高硬度物料时内壁易损,能量利用率低,粒度通常只能加工至 D50=1μm 左右 。
作为主流型号,流化床式气流磨融合对喷原理与流化床气体喷射流,广泛用于化工、医药等领域。运行时,空气经逆向喷嘴喷入,物料被高压气流流化加速,在喷嘴交汇处碰撞摩擦粉碎。细小物料由上升气流带入分级器,合格细料被旋风分离器收集,粗料沉降回粉碎区。它在粉碎中维持腔体常温,适合热敏性物料,兼具对撞式优点,粒度分布窄、效率高、能耗低、污染小,但造价高,对物料细度有要求,密度大的材料表现更明显。
Jet-O-Mizer 变截面循环管式气流磨是典型代表,其主体为 “O” 形循环管道。压缩气体从加料喷射器射出形成负压吸料,物料经文丘里管加速进入粉碎腔,在多个超音速喷嘴作用下碰撞粉碎。粉碎后物料进入分级腔,粗料因离心力返回,细料流出环道二次分级。该设备无需外接动力即可完成粉碎与分级,体积紧凑、产能大,适合脆性低硬度物料,可粉碎至 3 - 0.2μm,但管内壁磨损大,粉碎效率低、能耗高,不适合高硬度物料。
靶式气流磨,又称单喷气流磨,利用高速气流携带物料冲击靶板,结合与内壁的反弹碰撞实现粉碎,粉碎后物料经分级器分离。它能根据物料特性和粒度需求灵活调整靶板形状与入料方位,擅长处理韧性大、低熔点热敏性、纤维状物料。不过,靶板和混合管易磨损,会污染物料,产品粒度分布宽且动能消耗大。
针对易燃、易爆、易氧化粉体,惰性气体是干式超细粉碎的理想介质。操作时,先向系统充入惰性气体排空气,待氧探测仪达设定值,再启动加料粉碎,确保生产安全。
对于低熔点或热敏性物料,低温深冷气流粉碎技术是关键。冷媒与物料热交换使其脆化,在粉碎腔多次撞击研磨后达微米级细度(600 - 2000 目) 。冷媒选择需依物料特性,液态氮适用于冷却脆化温度要求严苛的物料,压缩空气或预冷空气则是要求不高时的替代方案。该技术广泛应用于多领域,虽成本略高于惰性气体保护法,但能实现超微粉碎,满足特殊物料加工需求。
以上从类型特点和粉碎介质选择等方面,为气流粉碎机的选型提供了参考。若你觉得某些部分还需细化,或想补充案例,欢迎随时告诉我。
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