中國粉體網(wǎng)訊  近年來隨著超細(xì)顆粒優(yōu)越的性能被不斷的肯定，越來越多的科研人員開始重視微細(xì)粉體制造的研究工作。氣流粉碎技術(shù)作為一種重要的超細(xì)粉體制備方法，目前已成為研制各種高性能微粉材料的首選方法之一。

氣流粉碎機(jī)的特點(diǎn)

氣流粉碎機(jī)又稱為氣流磨或者流能磨，是利用高速氣流使物料與沖擊部件發(fā)生碰撞、沖擊、剪切等作用而粉碎。

用氣流磨對物料進(jìn)行粉碎得到的產(chǎn)品細(xì)度均勻，粉體粒度分布較窄、純度高、顆粒的表面光滑，形狀規(guī)則，分散性好。粉碎過程中物料受到的污染少，甚至可以做到無污染及無菌的環(huán)境，所以可以應(yīng)用到食品、藥品等不允許被外物污染的領(lǐng)域的超細(xì)粉碎。氣流磨在粉碎過程中不會釋放大量的熱，所以相比其他粉碎設(shè)備，更適合用來粉碎低熔點(diǎn)或熱敏性的物料。生產(chǎn)過程中自動化程度較高，可以用于大規(guī)模工業(yè)化生產(chǎn)。氣流粉碎還可以實(shí)現(xiàn)粉碎及后續(xù)生產(chǎn)步驟的聯(lián)合操作，如可同時實(shí)現(xiàn)物料的粉碎及干燥，也可以在粉碎時噴入溶液，用來對粉體進(jìn)行包覆或表面改性。但存在能耗較大等缺點(diǎn)。

氣流粉碎機(jī)的應(yīng)用

憑借眾多優(yōu)點(diǎn)，氣流粉碎機(jī)在很多領(lǐng)域都發(fā)揮著極其重要的作用。

礦冶領(lǐng)域

氣流粉碎技術(shù)的應(yīng)用最早起源于礦冶領(lǐng)域，在超細(xì)金屬或非金屬粉體制備方向有著深入的研究。如廣泛用于滑石、大理石、高嶺土、云母等中等硬度以下的非金屬礦物以及碳化鎢粉、銀粉、碳化鉭等粉體的超細(xì)粉碎。除此之外，近年來氣流粉碎在物料的分離、固廢資源化等方向也開始展現(xiàn)出新的潛力。

軍事、航天等領(lǐng)域

超細(xì)粉體材料可以用于制造隱形飛機(jī)、隱形坦克等的隱身材料。將氧化劑、催化劑等氣流粉碎細(xì)化后得到的產(chǎn)品制成的火箭推進(jìn)劑，它的燃燒速度比普通可以提高一倍以上。

化工、能源等領(lǐng)域

作為顏料的鈦白粉，對粒度及純度要求較高，一般用氣流粉碎機(jī)作為鈦白粉的粉碎設(shè)備使其達(dá)到要求，氣流粉碎后的鈦白粉具有更好的穩(wěn)定性和光學(xué)性。氣流粉碎后得到的氫氧化鋁的催化性能等有所提高，且可以作為人造大理石、玻璃鋼的填料。在橡膠生產(chǎn)上，氣流粉碎得到的納米氧化鋅解團(tuán)聚效果好，且在有機(jī)溶劑中的分散性也有所提高，能有效的提高天然橡膠的硫化性能。在能源方面，通過粉碎預(yù)處理后的秸稈對發(fā)酵浮渣的形成有影響，對沼氣發(fā)酵有幫助，從而可以提高秸稈能源利用率。

醫(yī)藥領(lǐng)域

氣流粉碎機(jī)能粉碎常見的人參、菊花、三七、枸杞、連翹等中藥，它可將中草藥原料粉碎至1～5μm，并且所得藥粉粒度細(xì)、分布窄且污染小，對藥物的溶出和吸收都十分有利。此外，還能粉碎質(zhì)地堅(jiān)硬的貝殼類和骨類等藥材。

食品領(lǐng)域

蘋果皮、柑橘皮、小麥麩皮、玉米皮、豆皮、米糠、甜菜渣、甘蔗渣等含有豐富維生素和微量元素，具有很好的營養(yǎng)價值，直接食用口感不佳不說，吸收效果也要大打折扣，通過氣流粉碎機(jī)細(xì)化加工處理后，能顯著改善食用口感和吸收。

化妝品領(lǐng)域

著色劑和填充粉經(jīng)氣流粉碎后再添加到粉底液、眼影中會提高其壓粉的密實(shí)程度，且附著性、柔滑性也有所提高。護(hù)膚品中的穿心蓮內(nèi)酯經(jīng)氣流粉碎后水溶性更加，可以很快溶解，并且仍保持著抗菌活性。氣流超細(xì)粉碎后的VC粉、珍珠粉添加到護(hù)膚品中會更利于吸收。

電子領(lǐng)域

氧化鐵超細(xì)粉可以生產(chǎn)出高性能磁性材料。氧化硅超細(xì)粉可以生產(chǎn)高性能電阻材料。超細(xì)高純氧化鋁粉體可以用來制造LED芯片所用的藍(lán)寶石襯底，用超細(xì)粉制出的襯底具有穩(wěn)定性好、透光性好以及不吸收可見光的特點(diǎn)。鉬粉經(jīng)氣流粉碎技術(shù)處理后，鉬粉的粒徑變小，粒度分布變窄，形貌均勻且松裝密度、振實(shí)密度提高，可更好的用于生產(chǎn)燈泡、電子管以及集成電路等。

新能源領(lǐng)域

氣流粉碎后的物料平均粒度細(xì)，粒度分布較窄，顆粒表面光滑，顆粒形狀規(guī)整，純度高，活性大，分散性好，符合電極材料的制備要求，因而得到廣泛應(yīng)用。氣流粉碎機(jī)適用的典型物料有：錳酸鋰、鈷酸鋰、磷酸鐵鋰、碳酸鋰、球形石墨、石油焦、瀝青焦、三元材料、鎳氫合金、草酸亞鐵、鈦酸鋰、鎳錳酸鋰等。

氣流粉碎機(jī)的分類

1934年美國Fluid Energy公司研制了世界上第一臺氣流粉碎機(jī)（氣流磨）以來，其結(jié)構(gòu)形式得到了不斷地更新和發(fā)展，目前根據(jù)氣流粉碎機(jī)結(jié)構(gòu)或者工作方式的不同可將其劃分為：扁平式氣流粉碎機(jī)、對噴式氣流粉碎機(jī)、靶式氣流粉碎機(jī)、循環(huán)管式氣流粉碎機(jī)、流化床式氣流粉碎機(jī)。

扁平式氣流粉碎機(jī)

扁平式氣流粉碎機(jī)又稱水平圓盤式氣流磨是工業(yè)上應(yīng)用最早、最廣泛的氣流粉碎機(jī)。具有結(jié)構(gòu)簡單、操作方便、自行分級等優(yōu)點(diǎn)，但設(shè)備沖擊動能不大，粉碎強(qiáng)度較低，處理硬度較高的物料時，機(jī)體內(nèi)壁由于物料隨高速氣流的作用，物料與磨腔內(nèi)壁產(chǎn)生劇烈地碰撞、摩擦，會加劇磨腔污染，對產(chǎn)品造成一定污染。適用物料廣，特別是各種聚集體或凝聚體構(gòu)成的物料。

扁平式氣流粉碎機(jī)工作原理

對噴式氣流粉碎機(jī)

對噴式氣流粉碎機(jī)又稱對撞式氣流磨、逆向噴射磨，是一種能量利用率高的設(shè)備。由于破碎過程主要依靠顆粒間的高速碰撞，可以有效避免高速氣流對沖擊部件的磨損，同時改善物料被污染的問題，產(chǎn)品粒度也較細(xì)；但設(shè)備占地面積較大、能耗高、粒度分布較寬。常用于粉碎堅(jiān)硬、脆性、黏滯性的物料。

Majac型對噴式氣流磨結(jié)構(gòu)示意

Trost型對噴式氣流磨結(jié)構(gòu)示意

靶式氣流粉碎機(jī)

靶式氣流粉碎機(jī)又稱為單噴氣流磨。可入料方位可調(diào)性較好，粉碎力較大，能夠處理韌性比較大的物料；但設(shè)備靶板及混合管易磨損、沖蝕嚴(yán)重，需定期更換配件，對物料有一定污染，產(chǎn)品粒度分布較寬，動能消耗較大。常用于粉碎高分子聚合物、低熔點(diǎn)熱敏性、纖維狀的較粗物料。

靶式氣流磨結(jié)構(gòu)示意

循環(huán)管式氣流粉碎機(jī)

循環(huán)管式氣流粉碎機(jī)（立式環(huán)形噴射式氣流磨）具有粒徑分布小、無動力裝置、不易污染、物料不易黏壁等優(yōu)點(diǎn)；但該類型設(shè)備的粉碎效率低、能耗大、內(nèi)壁磨損嚴(yán)重。常用于脆性、低硬度物料粉碎，通常根據(jù)截面分成等圓截面和變截面循環(huán)管式。

變截面循環(huán)管式氣流磨的工作原理和外形

流化床式氣流粉碎機(jī)

流化床式氣流磨是一種新型氣流磨，具有粒度分布窄、粉碎效率高、能耗低、產(chǎn)品污染小、配件磨損小等優(yōu)點(diǎn)，但設(shè)備造價成本較高。由于物料需處理為流態(tài)化才能被氣流束碰撞粉碎，因此流化床式氣流磨通常要求被粉碎的物料需要有足夠的細(xì)度，對密度大的材料要求更為明顯。常用于合成樹脂、酚醛樹脂、醫(yī)藥、化妝品、高級陶瓷、磁粉、電池材料等行業(yè)的物料超細(xì)粉碎、打散及整形。

流化床式氣流磨結(jié)構(gòu)示意

小結(jié)

超細(xì)氣流粉碎設(shè)備有多種類型，且每種類型設(shè)備的結(jié)構(gòu)也存在著較為明顯的差異性，均有著相應(yīng)的優(yōu)缺點(diǎn)。未來，超細(xì)氣流粉碎設(shè)備的主流發(fā)展趨勢，將主要表現(xiàn)在提高單機(jī)產(chǎn)量，減小單位產(chǎn)品能耗；提升產(chǎn)品細(xì)度，加強(qiáng)設(shè)備粉碎極限；產(chǎn)品細(xì)度與粒度分布的在線調(diào)控等方面。

參考資料：

汪光輝等.超細(xì)粉體加工設(shè)備研究現(xiàn)狀

張軍等.粉體加工中氣流粉碎技術(shù)的研究進(jìn)展

蘇偲禹.氣流粉碎對粉體物性的影響及破碎機(jī)理研究

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

（中國粉體網(wǎng)編輯整理/黑金）

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