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1,、超細(xì)粉體及設(shè)備簡介

超細(xì)粉體技術(shù)是一門新興的技術(shù),，其基本概念至今尚無明確的定義,。依據(jù)粉體加工技術(shù)的深度和粉體物化性質(zhì)和應(yīng)用性能的變化,，國內(nèi)通常將粒徑小于10μm的粉體稱為超細(xì)粉體。

現(xiàn)代工程技術(shù)的發(fā)展需要許多呈粉體狀態(tài)的原料及制品,。例如在軍事,、航空、航天和電子領(lǐng)域,，利用超細(xì)粉體可制造隱身材料,；在化工領(lǐng)域，催化劑超細(xì)化后可使石油裂解速度提高1～5倍,；藥物經(jīng)超細(xì)粉碎后,，藥品的表面能得到極大的增加，提高了藥效的發(fā)揮,，有利于人體的吸收,。

超細(xì)粉碎設(shè)備按不同的粉碎方式可分為：機械沖擊式粉碎機、振動磨、氣流粉碎機,、攪拌磨等,。

2、氣流粉碎機簡介

氣流粉碎機又稱氣流磨,，是指利用高速氣流（300～500m/s）或過熱蒸汽（300～400℃）的能量,，使顆粒相互沖擊、碰撞,、摩擦而實現(xiàn)超細(xì)粉碎的設(shè)備,。與其他類型的粉碎機相比具有以下優(yōu)點：

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可粉碎低熔點和熱敏性物料,。④產(chǎn)品顆粒活性高,。⑤生產(chǎn)過程連續(xù),，生產(chǎn)能力較大。

氣流粉碎機

氣流磨也存在一些不足之處,，如：設(shè)備制造成本高，能耗大,，加工成本也較大,；單機處理能力較差，不適合大規(guī)模生產(chǎn),；產(chǎn)品粒度難以達到亞微米級,，在10μm以下時產(chǎn)量大幅度下降，加工成本急劇增加,。

3,、影響氣流粉碎設(shè)備工藝性能的參數(shù)

氣流粉碎機工藝性能的影響因素包括結(jié)構(gòu)參數(shù)和工藝參數(shù)。結(jié)構(gòu)參數(shù)是指機器自身的各種參數(shù),，包括噴嘴的結(jié)構(gòu),、分級設(shè)備的選型等。工藝參數(shù)指由于生產(chǎn)操作而影響設(shè)備工藝性能的各種參數(shù),，包括入料粒度的控制,、進料速度的控制、高壓工質(zhì)的選擇,、粒度極限等,。

（1）入料粒度的控制

多數(shù)氣流粉碎機對于入料粒度有一定的上限要求。以流化床式氣流粉碎機為例，物料進入粉碎腔后得到充分加速后才能與其他粒子碰撞而粉碎,。大粒子進入粉碎腔后難以得到充分加速,，會使其在機內(nèi)停留時間過長，造成能耗過高,。所以,，在大規(guī)模生產(chǎn)超細(xì)粉體時，對于粒徑過大的原料進行預(yù)粉碎是節(jié)能降耗的一個行之有效的辦法,。

（2）工作介質(zhì)

目前氣流粉碎機的工作介質(zhì)（簡稱工質(zhì)）主要有壓縮空氣,、過熱蒸氣、惰性氣體等,。工質(zhì)的選擇對于粉碎效果和經(jīng)濟性有一定的影響,。過熱蒸氣在流動性、臨界速度等方面優(yōu)于空氣,，能獲得較高的氣流速度和均勻的流場,。但是，采用過熱蒸氣作工質(zhì)必須保證其在進入產(chǎn)品捕集裝置以前仍處于過熱狀態(tài),，否則會引起物料的凝結(jié),。

（3）進料速度

進料速度是反映氣流粉碎機生產(chǎn)能力的重要參數(shù)。粉碎過程中合理選擇進氣流量和進料速度之間的最佳比例是提高粉碎效率的關(guān)鍵,。一般在進氣流量一定的條件下,，進料速度和產(chǎn)品粒度成正比。但進料速度過快,，會使粉碎區(qū)顆粒密度加大,，顆粒間相互干擾，不利于顆粒的加速,，難以實現(xiàn)顆粒間充分有效的碰撞而影響粉碎效果,；進料速度過慢，雖然可使顆粒在粉碎區(qū)停留時間延長,，但是這會使顆粒密度減小,，碰撞幾率也會減小，從而導(dǎo)致生產(chǎn)能力下降,，單位產(chǎn)量的能耗增加,。

（4）粒度極限

粉碎過程中，隨著物料粒度的減小,，被粉碎物料的結(jié)晶均勻性增加,，顆粒強度增大，達到一定程度后,，物料的粒度不再減小或者減小的速度非常慢,，也就是達到了物料的粉碎極限,。此時，還可能由于物料表面積的增大,，顆粒表面的活性能增高,，顆粒間的相互團聚與粉碎處于動平衡狀態(tài)，這樣即使延長粉碎時間,，也難以使物料粒度進一步減小,。

4、目前幾種超細(xì)氣流粉碎設(shè)備的應(yīng)用現(xiàn)狀

（1）對撞式氣流粉碎機

這種氣流粉碎設(shè)備也常被稱之為是對噴式氣流粉碎機,。其采用兩股高速氣流裹挾要粉碎的顆粒物互相碰撞來達到粉碎效果,，具備較高的能量利用率，能夠有效防止氣流粉碎機由于高速沖擊而導(dǎo)致部件受損,，可促使被粉碎顆粒污染的問題得以解決,。

此設(shè)備的優(yōu)勢主要體現(xiàn)在：粉碎速度快，撞擊力強,，能耗低等方面,。

對噴式氣流粉碎機

（2）扁平式氣流粉碎機

一種早期開發(fā)的氣流粉碎機，是一種利用顆粒間及顆粒與粉碎腔的內(nèi)壁的碰撞,、剪切,、摩擦而實現(xiàn)粉碎的設(shè)備。它的主要部件是一個圓盤粉碎腔,，布置在噴射環(huán)上與粉碎腔平面成一定角度的若干個（6～24個）高壓工質(zhì)噴嘴,，噴射式加料器、成品捕集器等,。

這種機型結(jié)構(gòu)簡單,，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。突出的缺點是粉碎腔磨損嚴(yán)重,，對產(chǎn)品構(gòu)成一定污染,，極限粒徑比較高。

扁平式氣流粉碎機

（3）流化床氣流粉碎機

此種粉碎設(shè)備的工作原理為：將物料添加到粉碎設(shè)備當(dāng)中采用二維設(shè)置多個噴嘴噴匯沖擊能量,，和氣流膨脹之后所產(chǎn)生出的懸浮翻騰碰撞,、摩擦并由此達到粉碎效果，并且于交匯點附近上部氣流,，于負(fù)壓氣流影響之下由頂端所設(shè)置出的分級裝置來進行等級劃分,，并將細(xì)粉排出，粗粉將會受到重力影響而回歸粉碎區(qū)域內(nèi)再次進行粉碎,。

此設(shè)備的優(yōu)勢主要體現(xiàn)在分散效果較好,、產(chǎn)品粒度可利用分級機予以調(diào)整且磨損、能耗均相對偏小，比較適合應(yīng)用在大規(guī)模的工業(yè)生產(chǎn)方面,。

流化床氣流粉碎機

（4）沖擊環(huán)式氣流粉碎機

將固定沖擊部件更換為可旋轉(zhuǎn)的沖擊環(huán),，能夠規(guī)避此前兩類氣流粉碎機當(dāng)中高速氣流亦或是氣固流對于某固定位置在持續(xù)沖擊影響下而導(dǎo)致的局部磨損，促使整體環(huán)面各位置輪流充當(dāng)被沖擊面,，整體環(huán)面將會受到較為接近的沖擊磨損,，由此能夠促使沖擊環(huán)的壽命盡可能的得到延長。

此設(shè)備的優(yōu)勢主要為：其沖擊環(huán)旋的運動方向和噴射氣流相反,，因而相對速度便可提升,，有助于增強粉碎效果。

（5）循環(huán)式氣流粉碎機

JOM循環(huán)式氣流粉碎機主要由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(gòu)成。物料進入循環(huán)管后,，通過顆粒和管壁的摩擦碰撞等實現(xiàn)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(yán)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。

循環(huán)式氣流粉碎機

5,、未來超細(xì)氣流粉碎設(shè)備的發(fā)展趨勢

目前,，我國超細(xì)氣流粉碎設(shè)備的研發(fā)和制造得到了很大發(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(xiàn)在：自主創(chuàng)新的機型偏少，很多廠家還停留在仿制國外同類產(chǎn)品的階段,；大型化,、專業(yè)化、能生產(chǎn)高純,、超細(xì)的產(chǎn)品較少,。

（1）加強基礎(chǔ)理論研究，優(yōu)化工藝流程

加強基礎(chǔ)理論研究,，以指導(dǎo)設(shè)備的自主創(chuàng)新開發(fā),，并在現(xiàn)有設(shè)備的基礎(chǔ)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(guī)模生產(chǎn)的粉體,，可以有針對性地研制專用機型。

（2）提高單機產(chǎn)量,，減小單位產(chǎn)品能耗

隨著市場對于超細(xì)粉體產(chǎn)品需求量的日益增多,，尤其是大規(guī)模用量用戶的增多及產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定性要求的不斷升高，對于大型設(shè)備的市場需求持續(xù)升高,。大型設(shè)備能夠更為有效地適應(yīng)超細(xì)粉體加工逐步擴大規(guī)模的發(fā)展趨勢,，同時還具備單位產(chǎn)品能耗低、產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定性優(yōu)異以及管理便捷等眾多優(yōu)勢,。

（3）提升產(chǎn)品細(xì)度,，加強設(shè)備粉碎極限

當(dāng)前市場上對于粒徑在1μm以下的超微粉體加工設(shè)備與技術(shù)需求性越來越強。超微粉體將是未來在超細(xì)粉體領(lǐng)域非常重要的一個發(fā)展趨勢,。這主要是由于目前大量的高新技術(shù)與新型材料的研發(fā)生產(chǎn)均需要應(yīng)用到超微粉體,，例如在環(huán)保建材的制造、生物醫(yī)藥材料的制造,、航空航天材料的研發(fā)等方面,。

（4）產(chǎn)品細(xì)度與粒度分布的在線調(diào)控

這一方面的發(fā)展是超細(xì)粉碎生產(chǎn)線能夠達到智能化控制極為關(guān)鍵的一項前提要求。加強與粉體設(shè)備配套的自動控制和在線檢測設(shè)備及相關(guān)軟件的研制開發(fā),，以便提高設(shè)備的自動化水平,，降低能耗。

參考文獻：

李珣等.超細(xì)氣流粉碎設(shè)備的現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢

侯運豐等.氣流粉碎設(shè)備的發(fā)展

俞成蛟等.超細(xì)氣流粉碎設(shè)備的現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢

注：文中圖片來源于知名氣流粉碎設(shè)備生產(chǎn)商,。