中國(guó)粉體網(wǎng)訊 氣流磨是利用高速氣流(300-500m/s)或過(guò)熱蒸汽的動(dòng)能使顆粒相互沖擊、碰撞實(shí)現(xiàn)超細(xì)粉碎的設(shè)備。
MQP圓盤式氣流粉碎機(jī)
來(lái)源:青島優(yōu)明科
1、氣流磨分類與工作原理
(1)扁平式氣流磨
結(jié)構(gòu):由粉碎室、氣流分配室、捕集器組成,高壓氣流經(jīng)拉瓦爾噴嘴加速后帶動(dòng)物料循環(huán)運(yùn)動(dòng),顆粒間及顆粒與靶板碰撞粉碎。
特點(diǎn):適用于中等硬度物料,產(chǎn)品粒度分布窄,但能耗較高,常用于陶瓷原料(如氧化鋁)的超細(xì)加工。
(2)流化床式氣流磨
結(jié)構(gòu):底部或側(cè)壁設(shè)噴嘴,物料在氣流中呈流態(tài)化,通過(guò)多股高速氣流交匯碰撞粉碎,頂部設(shè)分級(jí)輪分離粗細(xì)顆粒。
特點(diǎn):能量利用率高,可處理高硬度物料(莫氏硬度9級(jí)),常用于碳化鎢、碳化硅等粉體的制備。
(3)循環(huán)管式氣流磨
結(jié)構(gòu):跑道形粉碎腔,噴嘴布置在底部,物料在高速氣流帶動(dòng)下沿管道循環(huán)運(yùn)動(dòng),通過(guò)慣性分級(jí)器分離粗細(xì)顆粒。
特點(diǎn):適合脆性物料,如碳酸鈣、滑石粉,產(chǎn)品粒度均勻,但設(shè)備體積較大。
(4)對(duì)噴式氣流磨
結(jié)構(gòu):兩股高速氣流裹挾物料相向沖擊,避免顆粒與設(shè)備內(nèi)壁接觸,減少污染。
特點(diǎn):適用于高純度要求的物料,如醫(yī)藥、食品添加劑,但處理量較低。
(5)靶式氣流磨
結(jié)構(gòu):高速氣流夾帶物料撞擊固定靶板,通過(guò)沖擊粉碎。
特點(diǎn):適合粗顆粒預(yù)處理,但粒度分布較寬,靶板易磨損。
2、礦物粉體領(lǐng)域的應(yīng)用
(1)稀有金屬加工
金屬鈹粉:氣流磨可將金屬鈹粉碎至3-74μm,粒度均勻且純度高,用于航天、核工業(yè)等領(lǐng)域。
磁性材料:流化床氣流磨用于Nd-Fe-B永磁體生產(chǎn),通過(guò)優(yōu)化噴嘴壓力和分級(jí)輪轉(zhuǎn)速,可控制顆粒粒度分布(D50=3.794μm),提高磁體性能。
(2)新能源金屬粉體
鋰電池材料領(lǐng)域,氣流磨在正極材料(如三元材料、碳酸鋰)和隔膜涂層(高純氧化鋁)生產(chǎn)中不可替代。青島優(yōu)明科的千余套生產(chǎn)線通過(guò)優(yōu)化噴嘴結(jié)構(gòu),使碳酸鋰粉體D50穩(wěn)定在2-5μm,滿足電池級(jí)材料要求。2025年發(fā)布的蒸汽氣流磨更實(shí)現(xiàn)納米級(jí)氧化鋁(D97=4-5μm)的連續(xù)生產(chǎn),純度達(dá)99.999%(5N),推動(dòng)新能源材料國(guó)產(chǎn)化進(jìn)程。
碳酸鋰氣流粉碎機(jī)
來(lái)源:青島優(yōu)明科
在鉬粉制備中,微型流化床對(duì)撞式氣流磨可使松裝密度從2.1g/cm³提升至3.8g/cm³,同時(shí)消除團(tuán)聚體,使費(fèi)氏粒度可在0.5-3μm范圍內(nèi)精確調(diào)控。這種高性能粉體廣泛應(yīng)用于電子元件和高溫合金領(lǐng)域,附加值提升50%以上。
(3)陶瓷與填料
高嶺土、碳酸鈣:扁平式氣流磨生產(chǎn)超細(xì)粉體(D50=2-5μm),用于陶瓷釉料、塑料填料,提升產(chǎn)品白度和分散性。
硅灰石:通過(guò)調(diào)整分級(jí)機(jī)轉(zhuǎn)速(12000r/min)和氣流壓力(0.4MPa),可制備長(zhǎng)徑比達(dá)13的針狀粉體,用于增強(qiáng)塑料和涂料。
(4)新能源與環(huán)保
碳納米管:圓盤式氣流磨實(shí)現(xiàn)碳納米管的超微粉碎和解聚,提高其在導(dǎo)電漿料中的分散性,用于鋰電池電極材料。
大宗固廢處理:蒸汽動(dòng)能磨利用過(guò)熱蒸汽(230-360℃)處理鋼渣、粉煤灰,實(shí)現(xiàn)資源化利用,產(chǎn)品粒度可達(dá)D50=0.5-10μm。
(5)高硬度礦物
碳化硅、剛玉:流化床氣流磨在高壓(0.6-0.7MPa)下粉碎,產(chǎn)品純度高,用于磨料和耐火材料。
石墨烯:新型對(duì)撞式氣流磨通過(guò)內(nèi)外噴嘴設(shè)計(jì),縮短顆粒碰撞距離,提高粉碎效率,產(chǎn)品粒度達(dá)亞微米級(jí)。
3、設(shè)備研究進(jìn)展與技術(shù)創(chuàng)新
(1)結(jié)構(gòu)優(yōu)化與節(jié)能技術(shù)
過(guò)熱蒸汽應(yīng)用:蒸汽動(dòng)能磨以過(guò)熱蒸汽為介質(zhì),能量利用率提高30%,運(yùn)行成本降低20%,適用于熱敏性物料(如食品、醫(yī)藥)。
智能控制:基于LSTM網(wǎng)絡(luò)和粒子群算法的流化床氣流粉碎機(jī),實(shí)時(shí)優(yōu)化分級(jí)輪轉(zhuǎn)速和氣流參數(shù),實(shí)現(xiàn)“單位能耗有效產(chǎn)量”最大化,能耗降低15%。
(2)數(shù)值模擬與工藝優(yōu)化
三維FDEM模擬:大連理工大學(xué)通過(guò)耦合有限元和離散元方法,分析流化床氣流磨內(nèi)顆粒流動(dòng)特性,優(yōu)化噴嘴喉部直徑(11.2mm優(yōu)于12.0mm)和進(jìn)料口位置,提高粉碎效率10%。
CFD-DPM模型:研究氣固兩相流場(chǎng),揭示顆粒加速、碰撞行為,為設(shè)備設(shè)計(jì)提供理論依據(jù)。
(3)材料與應(yīng)用擴(kuò)展
納米材料制備:圓盤式氣流磨用于碳納米管解聚,產(chǎn)品分散性顯著提升;過(guò)熱蒸汽氣流磨實(shí)現(xiàn)石墨烯的干法納米粉碎,避免濕法污染。
固廢資源化:蒸汽動(dòng)能磨處理鋼渣、礦渣,生產(chǎn)高附加值微粉,替代天然礦物填料,推動(dòng)綠色制造。
(4)智能化與綠色化
物聯(lián)網(wǎng)(IoT)監(jiān)控:遠(yuǎn)程實(shí)時(shí)調(diào)整設(shè)備參數(shù),預(yù)測(cè)故障,減少停機(jī)時(shí)間。
低排放設(shè)計(jì):全密閉負(fù)壓系統(tǒng)、陶瓷內(nèi)襯和脈沖除塵技術(shù),粉塵排放低于15mg/m3,符合環(huán)保要求。
4、挑戰(zhàn)與未來(lái)方向
能耗與效率平衡:盡管過(guò)熱蒸汽和智能控制技術(shù)降低了能耗,但氣流磨整體能量利用率仍不足20%,需進(jìn)一步優(yōu)化流場(chǎng)設(shè)計(jì)和分級(jí)效率。
納米材料規(guī);杭{米粉體易團(tuán)聚,需開(kāi)發(fā)高效分散技術(shù)(如超聲輔助氣流磨)和表面改性工藝。
復(fù)雜物料適應(yīng)性:針對(duì)高粘性、高濕度物料(如生物質(zhì)),需改進(jìn)進(jìn)料系統(tǒng)和防堵塞設(shè)計(jì)。
智能化深度融合:結(jié)合AI算法和工業(yè)大數(shù)據(jù),實(shí)現(xiàn)全流程自主優(yōu)化,推動(dòng)“無(wú)人化工廠”建設(shè)。
結(jié)語(yǔ)
在超細(xì)粉碎“硬碰硬”的時(shí)代,氣流磨的“以柔克剛”成功突破了納米次元的限制。
參考來(lái)源:
汪光輝:超細(xì)粉體加工設(shè)備研究現(xiàn)狀
張軍:粉體加工中氣流粉碎技術(shù)的研究進(jìn)展
俞成蛟:超細(xì)氣流粉碎設(shè)備的現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì)
粉體網(wǎng):超細(xì)粉體制備中氣流粉碎機(jī)的研究進(jìn)展
粉體網(wǎng):氣流粉碎,你必須知道的5點(diǎn)內(nèi)容!
青島優(yōu)明科、專利之星、埃爾派等
(中國(guó)粉體網(wǎng)編輯整理/昧光)
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