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| 氣流粉碎設備特點(diǎn)介紹及選型指南 |
| 來(lái)源：中國粉體技術(shù)網(wǎng) 更新時(shí)間：2015-03-11 10:45:43 瀏覽次數： |
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1 前言
（中國粉體技術(shù)網(wǎng)/班建偉）超細粉體技術(shù)是近年來(lái)發(fā)展起來(lái)的一門(mén)新技術(shù)。它是指制備與使用超細粉體及其相關(guān)的技術(shù)。所謂超細粉體至今還沒(méi)有嚴格統一的定義，一般認為平均粒徑小于1 0μm 的粉體為超細粉體。氣流粉碎機又稱(chēng)氣流磨，是指利用高速氣流(300～500m/s)或過(guò)熱蒸汽(300～400℃)的能量，使顆粒相互沖擊、碰撞、摩擦而實(shí)現超細粉碎的設備。
與其他類(lèi)型的粉碎機相比具有以下優(yōu)點(diǎn)：①產(chǎn)品粒度好。物料的平均粒度(d50)一般在5μm以下，且粒度分布窄。②產(chǎn)品純度高，特別適用于藥品等不允許被污染的物料的粉碎。③可粉碎低熔點(diǎn)和熱敏性物料。④產(chǎn)品顆?；钚愿?，分散性好。⑤生產(chǎn)過(guò)程連續，生產(chǎn)能力大，自動(dòng)化程度高。
2 氣流粉碎機的分類(lèi)及評價(jià)
氣流粉碎機的種類(lèi)很多，目前尚沒(méi)有統一的分類(lèi)標準。按照顆粒被粉碎的方式可分為單氣流作用式和多氣流作用式，按照流體介質(zhì)種類(lèi)可分為高速氣流式和熱蒸汽流式等 。按原化工部制訂的ZBG90005-87專(zhuān)業(yè)標準-超細粉碎機械名詞術(shù)語(yǔ)，將目前的氣流粉碎機分為5 種，即：扁平式氣流粉碎機、O氣流粉碎機(循環(huán)式)、靶式氣流粉碎機、對沖式氣流粉碎機、流化床式氣流粉碎機。
2.1 扁平式氣流粉碎機
扁平(圓盤(pán))式氣流粉碎機(Micro-Jet-Mill)是一種早期開(kāi)發(fā)的氣流粉碎機，是一種利用顆粒間及顆粒與粉碎腔的內壁的碰撞、剪切、摩擦而實(shí)現粉碎的設備。它的主要部件是一個(gè)圓盤(pán)粉碎腔，布置在噴射環(huán)上與粉碎腔平面成一定角度的若干個(gè)(6～24個(gè))高壓工質(zhì)噴嘴，噴射式加料器、成品捕集器等。
這種機型結構簡(jiǎn)單，操作方便，而且具有自分級功能，特別適用于脆性軟質(zhì)物料的粉碎。突出的缺點(diǎn)是粉碎腔磨損嚴重，對產(chǎn)品構成一定污染，極限粒徑比較高。南京化工大學(xué)的錢(qián)海燕等通過(guò)對Al2O3和SiO2的粉碎實(shí)驗表明，Al2O3的極限粒徑為4.8μm，SiO2的極限粒徑為3.5μm。
長(cháng)沙礦山研究院的李關(guān)昌等通過(guò)在中心區設分級葉輪來(lái)降低粉碎粒徑并取得一定成功，據報道，所生產(chǎn)的超細鋯英粉平均粒徑可達0.4～3μm。目前這種機型的生產(chǎn)廠(chǎng)家主要有美國的Sturterant Mill公司、Jet Pulverizer公司、英國的Apex Construction公司、日本的清新企業(yè)(STJ型)、中國的上?；瘷C三廠(chǎng)(QS型)、南京理工大學(xué)江蘇省超細粉體工程技術(shù)研究中心試驗基地(STJ型和GQF型)等。
2.2 循環(huán)式氣流粉碎機
JOM循環(huán)式氣流粉碎機(Jet-O-Mizer)主要由O型循環(huán)管、高壓工質(zhì)噴嘴、文丘里管及加料噴射器等幾部分構成。物料進(jìn)入循環(huán)管后，通過(guò)顆粒和管壁的摩擦碰撞等實(shí)現物料的粉碎。
這種機型雖然體積小、生產(chǎn)能力大，但是對管道壁的磨損嚴重，不適合高硬度和高純度要求的物料的粉碎，通常需要使用超硬、高耐磨材料(剛玉、超硬合金等) 作襯里。
目前的主要生產(chǎn)廠(chǎng)家有美國Reduction公司、Aljet Engineering公司(PJ型)、日本清新企業(yè)、上?；瘷C三廠(chǎng)(QSB型，QON系列)等。據報道，Jet-OMizer型氣流磨獲得粉碎粒度可達3～0.2μm。
2.3 靶式氣流粉碎機
靶式氣流粉碎機是靠物料粒子高速撞擊沖擊部件(沖擊靶、沖擊環(huán)等)而使物料粉碎的一種氣流粉碎機。
固定靶式氣流粉碎機是最早出現的一種氣流粉碎機，它由高速氣流夾帶物料顆粒高速撞擊固定靶板而使物料粉碎。另外還有一種活動(dòng)靶式氣流粉碎機，它的靶呈圓柱形并且緩慢轉動(dòng)，從而使靶的磨損比較均勻。由于氣流夾帶物料對靶板的沖擊十分強烈，一般會(huì )使靶板的沖蝕非常嚴重，對產(chǎn)品造成一定的污染。
南京理工大學(xué)的工程技術(shù)人員曾采用碳化硅、碳化鎢、滲氮處理材料及剛玉等制作靶板進(jìn)行粉碎試驗，連續噴射石英10h后，靶上都沖蝕出了一個(gè)3～10mm深的射流孔。因此，沖擊靶式氣流粉碎機的工業(yè)化應用受到一定限制。一般只用來(lái)處理較粗的粒子，而且應用比較少，已經(jīng)趨于淘汰。
國內的呂烘燦等人研制了一種新型板式氣流粉碎機(中國實(shí)用專(zhuān)利CN2300452)，機內設置了內襯反射板，并設計了循環(huán)冷卻水套，粉體不堆積，廣泛應用于鎂鋁合金和橡膠等的粉碎。
2.4 對撞式氣流粉碎機
對撞式氣流粉碎機是一種利用兩股高速射流相互對撞來(lái)使其中固體顆粒被粉碎的裝置，成功解決了高速氣流對沖擊部件的嚴重磨損問(wèn)題，以美國Majac公司研制的馬亞克型氣流粉碎機(Majac JetPulverizer)為代表。
這種機型生產(chǎn)能力大，沖擊強度大，可以粉碎莫氏硬度9.5以下的硬質(zhì)、脆性、韌性的各種物料。由于避免了高速射流對固定沖擊部件的磨損，因此可生產(chǎn)較高純度的產(chǎn)品。用該機型生產(chǎn)云母粉細度可達325目以下。目前的主要型號有日本的TJ系列、國產(chǎn)的Q L M 型等。
2.5 流化床式氣流粉碎機
流化床式氣流粉碎機(Fluidized Bed Opposed JetMill)于1981年由德國的Apline公司首先研制成功(AFG型)，是目前氣流粉碎機的主導機型，應用廣泛，型號比較多。
流化床式氣流粉碎機按照給料方式可以分為重力給料式和螺桿給料式兩種。它的工作原理是，物料利用二維或三維設置的數個(gè)噴嘴(3～7個(gè))噴匯的氣流沖擊能，及其氣流膨脹呈流化床懸浮翻騰而產(chǎn)生的碰撞、摩擦進(jìn)行粉碎，并在負壓氣流帶動(dòng)下通過(guò)頂部設置的渦輪式分級裝置，細粉排出機外由旋風(fēng)分離器及袋式收集器捕集，粗粉受重力沉降返回粉碎區繼續粉碎。
它的突出優(yōu)點(diǎn)是，噪音低，占地小，產(chǎn)品細度高(d97可達3～10μm)，粒度分布窄，能耗低，與扁平式氣流粉碎機相比約可節能30%～40%，粉碎效率高，采用Al2O3、SiC等材料做易磨損件，
因而可生產(chǎn)莫氏硬度大于10的產(chǎn)品和高純度產(chǎn)品。
然而這種機型雖然涵蓋了多噴管、流場(chǎng)多元化、料層流態(tài)化、臥式分級化等技術(shù)，也并非沒(méi)有缺點(diǎn)，它的缺點(diǎn)主要表現在：①粉碎室底部為卸料方便,多設計成圓錐形狀，但是對于二維流場(chǎng)的機型來(lái)說(shuō)，由進(jìn)料裝置輸送的物料一旦進(jìn)入這個(gè)盲區，則無(wú)法粉碎；②粉碎腔內的流場(chǎng)只能部分實(shí)現流態(tài)化，噴嘴上部及粉碎腔邊緣則不能形成流態(tài)化；③由于物料在粉碎腔內流態(tài)化后才能被氣流束縛撞擊粉碎，因此對于進(jìn)料粒度上限有一定要求。對于密度大、纖維狀、片狀的物料更難于粉碎。生產(chǎn)廠(chǎng)家也比較多，主要有德國的Apline 公司(AFG型) ，Natzsch-Condux公司(CGS型)，上?；瘷C三廠(chǎng)，昆山市超微粉碎機廠(chǎng)(QYF型)等。
以上介紹了幾種常用的氣流粉碎機，各自有優(yōu)缺點(diǎn)，相比較而言，流化床式氣流粉碎機具有明顯的優(yōu)勢，代表了氣流粉碎設備發(fā)展的主流方向。
3 氣流粉碎設備展望
目前，我國超細氣流粉碎設備的研制和生產(chǎn)得到了很大發(fā)展，為我國粉體工業(yè)做出了重要貢獻，但 是和發(fā)達國家相比還存在不小的差距，主要表現在，自主創(chuàng )新的機型偏少，多數廠(chǎng)家還停留在仿制國外同類(lèi)產(chǎn)品的階段；大型化、專(zhuān)業(yè)化、能生產(chǎn)高純度、高細度的產(chǎn)品少。因此，我國超細氣流粉碎設備的發(fā)展應該注意以下幾個(gè)方面：
(1) 加強基礎理論研究，以指導設備的自主創(chuàng )新開(kāi)發(fā)。
(2) 在現有設備的基礎上，大力發(fā)展工藝優(yōu)化方面的研究，優(yōu)化工藝流程。對于大規模生產(chǎn)的粉體，可以有針對性的研制專(zhuān)用機型。
(3) 加強與粉體機械配套的自動(dòng)控制和在線(xiàn)檢測設備及相關(guān)軟件的研制開(kāi)發(fā)，以便提高設備的自動(dòng)化水平，降低能耗。
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