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深圳市叁星飛榮機(jī)械有限公司 2018-06-09 點(diǎn)擊5430次
隨著高新技術(shù)和新材料產(chǎn)業(yè)對粉體精細(xì)度的需求,，制備超細(xì)顆粒技術(shù)發(fā)展迅速,。介質(zhì)攪拌磨具有的制備超細(xì)顆粒、高效,、節(jié)能,、低污染、操作簡便等諸多優(yōu)越性能，廣泛應(yīng)用于建材,、涂料,、化工、醫(yī)藥,、食品,、農(nóng)藥、電子,、冶金,、陶瓷、顏料等領(lǐng)域,。根據(jù)工作時(shí),，研磨腔的方向（垂直或水平）不同，介質(zhì)攪拌磨可分為立式介質(zhì)攪拌磨（a）和臥式介質(zhì)攪拌磨（b）,。介質(zhì)攪拌磨通過其研磨腔內(nèi)攪拌輪的高速轉(zhuǎn)動(dòng)帶動(dòng)微細(xì)研磨介質(zhì)與被研磨物料作多維運(yùn)動(dòng)和自轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng),。研磨介質(zhì)和物料在磨腔內(nèi)不斷地上下、左右相互置換位置產(chǎn)生激烈的運(yùn)動(dòng),，在此過程中,，通過研磨介質(zhì)對物料中顆粒的擠壓、沖擊,、剪切等作用達(dá)到粉碎效果,，最終制備的產(chǎn)物細(xì)度可達(dá)到亞微米粒級甚至納米粒級。由于介質(zhì)攪拌磨的絕大部分能量用于直接高速攪動(dòng)微細(xì)研磨介質(zhì)達(dá)到超細(xì)研磨效果,，而非虛耗于轉(zhuǎn)動(dòng)或振動(dòng)笨重的磨筒,，因此，其研磨效率高于其他顆粒粉碎設(shè)備,。
當(dāng)進(jìn)行超細(xì)研磨時(shí),，介質(zhì)攪拌磨通過高速電機(jī)帶動(dòng)攪拌器激烈攪動(dòng)微細(xì)研磨介質(zhì)（磨珠）運(yùn)動(dòng)，并通過磨珠相互作用（如碰撞,、擠壓,、剪切等）粉碎顆粒。研磨介質(zhì)的種類,、密度,、直徑、介質(zhì)填充率,、攪拌轉(zhuǎn)子線速度,、料漿濃度、料漿流量,、分散劑種類和用量等均會(huì)影響單位時(shí)間內(nèi)研磨介質(zhì)間的相互作用次數(shù)和介質(zhì)對顆粒的研磨強(qiáng)度（動(dòng)量）, 進(jìn)而影響最終產(chǎn)物細(xì)度,。其中,，選擇適宜的研磨介質(zhì)是影響超細(xì)研磨效率最主要的因素之一，下面著重介紹下研磨介質(zhì)性質(zhì)對超細(xì)研磨效率的影響,。
1.種類
研磨介質(zhì)按種類可分為玻璃珠,，陶瓷珠（包括硅酸鋯珠、氧化鋁珠,，純氧化鋯珠,，稀土金屬穩(wěn)定的氧化鋯珠、氮化硅珠等）,、鋼珠等,。由于磨珠的化學(xué)組成及制造工藝的差異決定了磨珠的晶體結(jié)構(gòu)。致密的晶體結(jié)構(gòu)保證了其高強(qiáng)度,，高耐磨性和低吸油性等,。各種成份的百分比含量的不同決定了磨珠的比重。高比重為研磨高效率提供了保證,；磨珠的化學(xué)組成在研磨過程中的自然磨損對漿料品質(zhì)會(huì)有一定的影響,，所以除了考慮低磨損率外，還要顧忌化學(xué)元素因素,，研磨介質(zhì)對物料要有一定的化學(xué)穩(wěn)定性,，防止研磨過程中磨珠與被研磨顆粒間發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，造成產(chǎn)品污染和加速磨珠磨損,，一般非金屬類(如陶瓷)磨珠優(yōu)于金屬類磨珠,，磨珠的pH值應(yīng)盡可能接近中性。綜合考慮,，氧化釔穩(wěn)定氧化鋯珠是現(xiàn)代介質(zhì)攪拌磨的較為常用的磨珠,。
2.密度
密度在通常的真密度和堆積密度來表示，各種氧化物的分子量和百分組成決定了磨珠的密度,。堆積密度越大的磨珠,，動(dòng)能越大，沖量越大,，研磨效率越高,，當(dāng)然對介質(zhì)攪拌磨的接觸件磨損也相對較大。因此,，介質(zhì)攪拌磨的接觸件也要和磨珠介質(zhì)進(jìn)行匹配設(shè)計(jì)才能保證在提高效率的前提下,，減小磨損。
3硬度
一般地,，莫氏硬度越大的磨珠,，其磨損率越低,。從磨珠對介質(zhì)攪拌磨的接觸件磨損情況來看,，硬度大的磨珠對接觸件的磨耗雖大些，但可通過調(diào)節(jié)磨珠的填充量，漿料的粘度,、流量等參數(shù)以達(dá)最佳點(diǎn),。在正常情況下，磨珠應(yīng)研磨莫氏硬度小于或者等于其自身硬度的顆粒,，但是,，若研磨超硬顆粒材料如SiC、Si3N4,、B4C,、BN等時(shí)，可能應(yīng)考慮同質(zhì)自磨（即,，大顆粒磨小顆粒）或者用氮化硅珠作為磨介等,，金剛石則只能考慮同質(zhì)自磨（如，采用金剛石大顆粒作為磨介研磨粒度約2μm左右的小顆粒）,。
4.珠徑
介質(zhì)攪拌磨常用的氧化釔穩(wěn)定氧化鋯珠直徑有Φ0.1~0.2 mm,，Φ0.3~0.4 mm、Φ0.4~0.6 mm和Φ0.6~0.8 mm,。在相同填充率下,，使用直徑小的珠子，珠子與顆粒之間相互作用的次數(shù)更多,，但是小珠子質(zhì)量小動(dòng)量低,。當(dāng)換成直徑大的珠子時(shí)，珠子的動(dòng)量提高,，但與顆粒的相互作用次數(shù)降低,。因此，在選擇磨珠尺寸的時(shí)候,，需要考慮根據(jù)被研磨顆粒的尺寸以及其硬度,。另外，在研磨過程中磨珠間相互作用,，磨珠與攪拌器轉(zhuǎn)子,、定子的非彈性碰撞會(huì)導(dǎo)致能量損失，降低研磨效率,。相比較而言,，磨珠直徑越大，相應(yīng)的碰撞,、擠壓,、剪切、摩擦等相互作用導(dǎo)致的能量損失更高,。同時(shí),，當(dāng)研磨的料漿黏度較大時(shí),，小磨珠較易與料漿板結(jié)在一起并黏附在轉(zhuǎn)子的內(nèi)壁上，降低研磨效率,。因此,，選擇磨珠直徑需要兼顧提高研磨效率和節(jié)能。一般采用“大磨珠研磨粗顆粒,、小磨珠研磨細(xì)顆粒,、分段研磨”的方式進(jìn)行，這樣,，才能保證有效地研磨顆粒物料,，提高研磨效率。值得注意的是,，不同于其他研磨設(shè)備（如球磨機(jī)）,，介質(zhì)攪拌磨采用微細(xì)磨珠不宜采用不同珠徑磨珠配比進(jìn)行超細(xì)研磨，其因是在高速攪拌時(shí)粗珠極易磨碎細(xì)珠,。
5.介質(zhì)填充率
研磨介質(zhì)的填充率會(huì)影響研磨介質(zhì)（珠子）之間的相互作用次數(shù),，進(jìn)而影響最終產(chǎn)物的細(xì)度。若填充率過低,，則珠子之間相互作用的次數(shù)少,，能量密度低，研磨產(chǎn)物很難被破粉碎至目標(biāo)產(chǎn)品細(xì)度或者需要長時(shí)間的研磨才能達(dá)到目標(biāo)產(chǎn)品細(xì)度,。若填充率較高,，則珠子之間的作用次數(shù)多、能量密度大,，可對顆粒進(jìn)行有效粉碎,。但是，若過高填充率,，留給料漿的空間少,，造成珠子的流動(dòng)困難、珠子之間發(fā)生非彈性碰撞幾率大,，能量損耗高,。一般地，介質(zhì)攪拌磨的磨珠體積填充率為70%~85%,，最高不超過90%,。
總之，選擇研磨介質(zhì)必須綜合考慮被研磨顆粒物料的基本性質(zhì),、原始粒度,、設(shè)備的匹配情況、漿料固含量,、流量等諸多因素,，找出適合研磨此種物料的最佳工藝參數(shù),。
介質(zhì)攪拌磨與研磨介質(zhì)是相輔相成、相互影響的,。隨之被研磨顆粒的細(xì)度提高及介質(zhì)攪拌磨的料珠分離裝置的改進(jìn),，使微細(xì)磨珠用在介質(zhì)攪拌磨中得以有效利用,，必然驅(qū)使著研磨介質(zhì)朝著粒徑越來越小,、堆積密度越來越大、粒徑偏差愈來愈小的方向發(fā)展,。允許使用的最小研磨珠粒徑已成為評價(jià)介質(zhì)攪拌磨質(zhì)量檔次的一項(xiàng)重要指標(biāo),。分離裝置設(shè)計(jì)和制作材料的每一次改善，都帶來了使用更細(xì)磨珠研磨制備更細(xì)的顆粒產(chǎn)品,。如,，分離裝置從靜止傳統(tǒng)的扁平Nickel網(wǎng)到帶三角橫梁的Johnson網(wǎng)以及到動(dòng)態(tài)的環(huán)式分離器和套筒式Cartridge網(wǎng)，能使用磨珠珠徑越來越小,，而同時(shí)又不明顯影響物料的流量,。套筒式Cartridge網(wǎng)的代表（如美國Premier的速寶磨）所用的最小珠子達(dá)到0.2mm；環(huán)式分離器的代表（如瑞士的Dyno-mill實(shí)驗(yàn)室型）可用珠子粒徑也可達(dá)到0.2mm,；瑞士Buhler公司研制的離心式分離裝置,，使分離原理從區(qū)分珠子粒徑大小轉(zhuǎn)為區(qū)分珠子密度大小，使研磨珠的直徑更小,。但是,，有篩網(wǎng)的存在最終必然存在堵網(wǎng)及漏珠的情況發(fā)生。而深圳市叁星飛榮機(jī)械有限公司自主研發(fā)生產(chǎn)的具有獨(dú)立知識(shí)產(chǎn)權(quán)的無軸封無篩網(wǎng)立式介質(zhì)攪拌磨,，由于無軸封無篩網(wǎng),，不存在堵網(wǎng)及漏珠，無需清理磨珠等情況發(fā)生,，因此,，把磨珠的最小珠徑推向了新的極限（如，0.05mm）,，同時(shí),，也使被研磨顆粒粒徑通過物理方法能夠達(dá)到納米粒級。
