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粉體研磨設(shè)備和磨介的選擇與應(yīng)用

美國(guó)UP青島工廠--青島聯(lián)瑞 2022-09-23 | 閱讀：1248

Robert E.Schilling,，P.E.和Margaret Yang

Union Process股份有限公司

俄亥俄州阿克倫

簡(jiǎn)介

在本文中，我們將討論與化學(xué)應(yīng)用和化學(xué)工業(yè)相關(guān)的介質(zhì)研磨技術(shù),。化學(xué)應(yīng)用包括材料,、化學(xué)工藝和化學(xué)工業(yè)中使用的操作(包括介質(zhì)研磨技術(shù))的廣泛物理化學(xué)知識(shí),。介質(zhì)研磨技術(shù)在固體化學(xué)加工的三個(gè)主要領(lǐng)域具有重要意義。第一個(gè)領(lǐng)域是研磨物料的粒度減小;第二種是混合和研磨幾種物質(zhì)以形成新的混合物;第三個(gè)領(lǐng)域是原料的活化或釋放,。隨著研磨在化工行業(yè)的廣泛應(yīng)用,，正確選擇研磨設(shè)備變得至關(guān)重要。

有許多不同類型的研磨設(shè)備,，如球研磨設(shè)備,，更適合原材料的粗磨處理。這些工廠使用的“大”介質(zhì)的尺寸從20毫米不等,，并且可以生產(chǎn)大約10微米到網(wǎng)目尺寸的材料,。其他研磨設(shè)備，如Attritors(立式攪拌磨),，更適合“中等”粒度的顆粒,。使用3至10mm的磨介可生產(chǎn)出粒度約為1至10微米的材料。研磨技術(shù)的最新進(jìn)展是針對(duì)超細(xì)粒度亞微米或納米級(jí)的應(yīng)用,。這些高性能小磨介砂研磨設(shè)備通過(guò)使用0.1至1mm大小的磨介生產(chǎn)亞微米級(jí)的粒度,。

第一臺(tái)小型,、中型磨粉機(jī)是20世紀(jì)50年代杜邦公司開(kāi)發(fā)的立式砂研磨設(shè)備。從那時(shí)起,，出現(xiàn)了新的研磨技術(shù),，從球研磨設(shè)備到臥式磨，到窄間隙研磨設(shè)備,，再到近幾年開(kāi)發(fā)的高速循環(huán)砂研磨設(shè)備,。

2、磨介和研磨設(shè)備選擇

如前所述,，不同類型的研磨設(shè)備適用于不同的加工要求,。在選擇研磨設(shè)備類型和磨介尺寸時(shí)，需要考慮幾個(gè)重要因素,。一般來(lái)說(shuō),，進(jìn)料越粗，研磨介質(zhì)就應(yīng)該越大,、越致密,。由于可能產(chǎn)生更大的沖擊力，因此需要更大,、更重的介質(zhì),。還應(yīng)考慮最終粒徑，所需的末端粒度越細(xì),，研磨介質(zhì)應(yīng)越小,。由于可用于進(jìn)行精細(xì)研磨的表面積較大，因此小磨介對(duì)更細(xì)的端部顆粒尺寸更有效,。

一些高效的生產(chǎn)工藝是利用,、結(jié)合兩種研磨技術(shù)的優(yōu)勢(shì)進(jìn)行互補(bǔ)。高效研磨的一個(gè)例子是使用諸如Attritor(立式攪拌磨)之類的研磨設(shè)備進(jìn)行第一階段研磨,，最后的超細(xì)研磨使用小磨介砂研磨設(shè)備進(jìn)行的,。這兩個(gè)階段的過(guò)程最大限度地提高了兩種研磨技術(shù)的效率。

研磨設(shè)備和磨介選擇過(guò)程中需要考慮的另一個(gè)重要方面是與物料接觸的結(jié)構(gòu)材料,。加工高純或高活性材料時(shí),，通常需要研磨設(shè)備接觸部件盡可能純度一致、惰性和無(wú)污染,。在這些情況下,，研磨設(shè)備接觸零件和研磨介質(zhì)可以由各種類型的不銹鋼或陶瓷制成。一些研磨設(shè)備部件也可以內(nèi)襯或涂覆不同類型的聚合物,。

3,、高循環(huán)研磨設(shè)備(ATTRITOR和新型、小磨介砂磨機(jī)GT-MILL)

立式循環(huán)研磨設(shè)備—Q系列

近年來(lái),，許多涂料,、氮化硅,、氧化鋁等材料供應(yīng)商將他們的注意力集中在一種“新”類型的“高速循環(huán)研磨”上，以實(shí)現(xiàn)優(yōu)異的分散性,。實(shí)際上,，這種“高速循環(huán)研磨”并不是一種“新”技術(shù)。1976年,，Andrew Szegvari博士(UNION PROCESS的創(chuàng)始人)獲得了這種快速循環(huán)研磨的專利,。基于此技術(shù),，設(shè)計(jì)并制造了Q系列設(shè)備(圖1),。多年來(lái)，數(shù)百個(gè)不同行業(yè)在其研磨過(guò)程中成功應(yīng)用了Q系列設(shè)備,。

Q系列 Attritor(立式攪拌磨)將研磨主機(jī)與配備了高速分散器和低速掛壁攪拌的大型預(yù)混缸結(jié)合在一起,。(圖2),。研磨設(shè)備設(shè)計(jì)用于高速循環(huán)研磨,，預(yù)混缸中的所有研磨物料每7-8分鐘通過(guò)研磨室1次或每小時(shí)通過(guò)大約8次。這種泵速度高,，物料分散均勻,、粒度分布窄以及更快的研磨。Q系列中使用的磨介大小范圍為3mm到10mm,。

GT系列

GT是小磨介砂磨機(jī)家族的最新成員,。它可將部分物料研磨到100nm以下甚至更細(xì)，特殊設(shè)計(jì)的“TEETH”研磨結(jié)構(gòu)多組排列,。這種專有設(shè)計(jì)消除了軸擺動(dòng)和研磨振動(dòng),，同時(shí)提供了更大的隨機(jī)磨介運(yùn)動(dòng)，以提高研磨效率,。GT系列設(shè)計(jì)使用0.2mm至2.0mm的磨介,。

與Deltamill一樣，研磨齒可在整個(gè)研磨腔中提供定向均勻的磨介分布,。研磨設(shè)備可用于連續(xù)和循環(huán)模式,。所有研磨設(shè)備都可以使用無(wú)金屬部件生產(chǎn)，用于某些陶瓷應(yīng)用,，這可能是一個(gè)考慮因素,。

GT系列砂磨機(jī)采用研磨缸四周環(huán)形分離器設(shè)計(jì)。它由一系列圓環(huán)組成,，環(huán)之間有適當(dāng)尺寸的墊片,，這種新設(shè)計(jì)消除了分離器堵塞。

由于這一位于研磨缸末端的堅(jiān)固且大的開(kāi)放式篩網(wǎng)區(qū)域,，與其他研磨設(shè)備相比,，維護(hù)和清潔要容易得多,。將蓋子從研磨缸端部拉開(kāi)是一件簡(jiǎn)單的事情，這很容易將分離器取出來(lái)以便維修,。

GT系列優(yōu)勢(shì)

4.分批或連續(xù)模式下的干式研磨設(shè)備(SD系列和HSA 系列ATTRITORS)

干磨加工是出料粒度平均為2至3微米或更大的產(chǎn)品的理想選擇,。

干磨具有許多潛在的成本節(jié)約效益。

干法加工可以降低運(yùn)輸成本,，因?yàn)椴牧峡梢栽诓辉黾右后w重量的情況下運(yùn)輸;

它還可以降低生產(chǎn)成本和能源,，因?yàn)椴恍枰獜淖罱K產(chǎn)品中除去液體;

干磨還可以消除與廢液處理相關(guān)的成本，由于更嚴(yán)格的環(huán)境法規(guī),，廢液處理成本越來(lái)越高,。

SD系列 ATTRITORS(立式攪拌磨)可以在批處理或連續(xù)模式下操作。該系列設(shè)備適用于較難研磨的材料,，如金屬粉末,、金屬碳化物和玻璃熔塊。SD系列使用的磨介尺寸通常為5-13mm,，進(jìn)料尺寸可粗至1/2英寸,。如果以分批方式操作，最終產(chǎn)品的尺寸可以達(dá)到2-3微米,。

SD系列也用于制造彌散強(qiáng)化金屬(DSM),。在這一過(guò)程中(稱為機(jī)械合金化或冷焊)，運(yùn)動(dòng)孔隙導(dǎo)致研磨介質(zhì)首先將金屬和添加劑破碎成小顆粒,，然后將它們攪拌在一起形成團(tuán)聚體,。通過(guò)重復(fù)該過(guò)程，各種金屬均勻混合并分散,，形成新的合金成分(DSM),。

顏料行業(yè)也使用SD系列Attritors(立式攪拌磨)干粉研磨一些顏料，以進(jìn)行顏色開(kāi)發(fā),。

HSA系列-(高速干磨)

HSA系列使用2-3mm小磨介,，運(yùn)行速度更高，通常從400-2000 RPM,。具有獨(dú)特的專利設(shè)計(jì)概念,，包括新的軸/臂配置和側(cè)卸料濾網(wǎng)。這種特殊的設(shè)計(jì)組合允許研磨設(shè)備連續(xù)生產(chǎn)細(xì)粉,，這些細(xì)粉通過(guò)離心力從研磨設(shè)備中排出,。然而，由于使用的磨介尺寸較小,，進(jìn)料僅限于40目和更細(xì),，出料通常在2-5微米范圍內(nèi)。

SD和HSA研磨設(shè)備都可以設(shè)置空氣分級(jí)機(jī)或篩分機(jī)，以形成閉合的研磨工藝回路,。通過(guò)不斷對(duì)細(xì)料進(jìn)行分類,，并將過(guò)大的材料重新送回研磨設(shè)備，可以實(shí)現(xiàn)非常高效和細(xì)致的粒度分布研磨,。

干磨常見(jiàn)應(yīng)用：

5.總結(jié)

除了全系列的生產(chǎn)型研磨設(shè)備外,，Union Process股份有限公司還生產(chǎn)許多不同類型的研究和實(shí)驗(yàn)室型研磨設(shè)備。這些實(shí)驗(yàn)室型研磨設(shè)備是在各種研磨條件下確定可行性和測(cè)試不同配方的非常有用的工具,。

Union Process不僅可以提供廣泛的研磨設(shè)備,，還可以提供“專有技術(shù)”和支持，以滿足客戶的具體要求,。

1945年作為立式攪拌磨的發(fā)明人,，在美國(guó)俄亥俄州的Akron成立了Union Process Inc.，攪拌研磨技術(shù)成為Union Process 公司的起點(diǎn),。

2005年,，美國(guó)Union Process進(jìn)入了中國(guó)成立外資企業(yè)：青島聯(lián)瑞精密機(jī)械有限公司，致力于設(shè)計(jì)研發(fā)生產(chǎn)“立式攪拌磨&臥式砂磨機(jī)”,，可提供真空,、惰性氣體保護(hù)、低溫液氮,、防爆等特殊工況研磨分散混料和自動(dòng)化產(chǎn)線,，在硬質(zhì)合金,、先進(jìn)陶瓷,、納米材料、片狀金屬粉,、磁性材料等領(lǐng)域應(yīng)用廣泛,。