中國粉體網(wǎng)訊 近年來，隨著我國材料科學(xué)的飛速發(fā)展，各行業(yè)對(duì)精細(xì)材料需求日益增加。砂磨機(jī)是精細(xì)材料制備的關(guān)鍵設(shè)備之一，廣泛應(yīng)用于冶金、礦業(yè)、非金屬礦物材料、化工、陶瓷和新材料領(lǐng)域。
1、砂磨機(jī)簡(jiǎn)介
砂磨機(jī)屬于濕法超細(xì)研磨設(shè)備，因最初使用天然砂作為研磨介質(zhì)而得名，是從球磨機(jī)發(fā)展而來，主要分為敞開型和密閉型兩類，每一類又可分為立式砂磨機(jī)和臥式砂磨機(jī)兩種。臥式砂磨機(jī)由機(jī)座、主軸部件、研磨裝置、冷卻裝置、控制系統(tǒng)、輔助裝置等組成。
砂磨機(jī)通過腔體內(nèi)珠子之間的剪切力、碰撞力將流經(jīng)腔體的漿料分散、破碎、研磨、均質(zhì)、解聚，適用物料粒徑廣泛、先進(jìn)性強(qiáng)、研磨效率高，單位體積的能量密度大，結(jié)合高質(zhì)量的冷卻系統(tǒng)和自動(dòng)控制體系，可完成漿料的連續(xù)研磨和連續(xù)出料。
（1）立式砂磨機(jī)
立式砂磨機(jī)由進(jìn)料系統(tǒng)、研磨筒、研磨盤、傳動(dòng)系統(tǒng)和電控系統(tǒng)等組成。工作時(shí)研磨筒內(nèi)大部分裝填研磨介質(zhì)，其介質(zhì)是用陶瓷或特殊材料制成的粒徑不等球形顆粒。
高流量立式砂磨機(jī)
（2）臥式砂磨機(jī)
臥式砂磨機(jī)主要由機(jī)座、主軸部件、研磨裝置、冷卻裝置、控制系統(tǒng)、輔助裝置等部分組成，是具有水平筒體的可連續(xù)生產(chǎn)的超微粒研磨分散機(jī)械。
升臥式砂磨機(jī)優(yōu)化后結(jié)構(gòu)組成
臥式砂磨機(jī)的工作原理與立式砂磨機(jī)相同，但將立式砂磨機(jī)的研磨缸橫向放置，就會(huì)提高介質(zhì)的填充率，因此臥式砂磨機(jī)的研磨效率是立式砂磨機(jī)的2-9倍。例如，在相同的循環(huán)研磨工藝條件下，用400L的攪拌磨生產(chǎn)涂布級(jí)重鈣產(chǎn)量為100-200kg/（臺(tái)·h），而250L的國產(chǎn)臥式砂磨機(jī)產(chǎn)量可達(dá)到300-600kg/（臺(tái)·h）。
臥式砂磨機(jī)工作原理是：預(yù)先進(jìn)行分散潤(rùn)濕處理的固-液相混合物料經(jīng)計(jì)量泵，從臥式砂磨機(jī)上部進(jìn)料管輸入筒體內(nèi)，電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)主軸上的分散器旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生動(dòng)能，物料和筒體內(nèi)的研磨介質(zhì)一起被高速旋轉(zhuǎn)的分散器攪動(dòng)，從而使物料中的固體微粒和研磨介質(zhì)相互間產(chǎn)生強(qiáng)烈的碰撞、摩擦、剪切作用，介質(zhì)間的物料粒子受力變形并產(chǎn)生應(yīng)力場(chǎng)。當(dāng)應(yīng)力達(dá)到顆粒的屈服或斷裂極限時(shí)，便產(chǎn)生塑性變形或破碎。未被粉碎的顆粒受離心力作用被甩向砂磨機(jī)筒壁，此區(qū)研磨介質(zhì)密度最大，從而強(qiáng)化了粉碎作用，粉碎后的微小顆粒經(jīng)分離器與研磨介質(zhì)分離后，從出料管流出。
2、砂磨機(jī)選擇
首先，立式砂磨機(jī)由于避免了密封方面的問題，在制造上就較為容易，成本造價(jià)較低；所以立式砂磨機(jī)更加適合一些對(duì)產(chǎn)品要求比較低，但產(chǎn)量較大的研磨產(chǎn)品。其次，臥式砂磨機(jī)的制造成本較高，但它能保證物料的密封性，防止產(chǎn)品的污染，較好的保證產(chǎn)品的純度，適合一些要求高精度和高細(xì)度的產(chǎn)品。
3、研磨介質(zhì)的選擇和填充
為了達(dá)到好的研磨效果，選擇的研磨介質(zhì)的規(guī)格及材料要適當(dāng)。研磨介質(zhì)選擇參考三個(gè)依據(jù)：污染情況、介質(zhì)材料及直徑、效率。
在研磨生產(chǎn)過程中介質(zhì)通過速度改變來傳遞部分能量，達(dá)到研磨效果。當(dāng)攪拌速度一定時(shí)，能量的釋放與研磨介質(zhì)的數(shù)量有關(guān)。當(dāng)研磨介質(zhì)數(shù)量與攪拌速度一定時(shí)，還與介質(zhì)的密度有關(guān)。質(zhì)量相同時(shí)較大直徑的研磨介質(zhì)，也能夠達(dá)到相同的效果。但有一點(diǎn)，相同質(zhì)量研磨介質(zhì)數(shù)量減少，效率降低。在具體操作中必須考慮研磨介質(zhì)的效率，包括3個(gè)方面：研磨介質(zhì)的需求量、功率的消耗和研磨容量。
關(guān)于研磨介質(zhì)填充量，要考慮研磨介質(zhì)的材質(zhì)和粒徑再進(jìn)行選擇，最優(yōu)填充量為70%-80%；如果物料體質(zhì)顏料較多、細(xì)度要求不高、物料易發(fā)熱時(shí)，研磨介質(zhì)應(yīng)控制充填量在60%-70%，才能提高能量輸入和產(chǎn)品產(chǎn)量，提高研磨率。
4、砂磨機(jī)在粉體材料加工中的應(yīng)用
砂磨機(jī)最初應(yīng)用于油墨、涂料等化工領(lǐng)域，逐漸發(fā)展成為無機(jī)納米粉體材料常用的一種研磨和分散手段。
（1）碳酸鈣
以50L砂磨機(jī)與1m球磨機(jī)相比，裝球個(gè)數(shù)多700倍，單位時(shí)間摩擦碰撞率約為球磨機(jī)的1400倍。在研磨CaCO3、高嶺土、硫酸鋇混合顏料（固含量60%）時(shí)，達(dá)到相同研磨質(zhì)量時(shí)的單機(jī)產(chǎn)量比球磨機(jī)高16倍；用球磨機(jī)研磨細(xì)度最高只能達(dá)到60%<2μm，只能生產(chǎn)填料級(jí)或預(yù)涂級(jí)產(chǎn)品。需要注意的是，砂磨機(jī)基本上是精加工研磨，進(jìn)入臥式砂磨機(jī)的CaCO3物料必須是均勻的預(yù)混料。
（2）鈦白粉
對(duì)于鈦白粉行業(yè)，后處理砂磨工序可以有效的降低產(chǎn)品粒徑，更易控制粒徑和分布的穩(wěn)定性，最終直接影響產(chǎn)品質(zhì)量。例如，氯化法工藝的氧化工序決定了用該法生產(chǎn)的產(chǎn)品粒度較細(xì)，研磨階段并不需要大的能耗，但是因?yàn)檠趸瘞淼陌塘虾蜐穹▓F(tuán)聚因素，細(xì)磨成為必不可少的環(huán)節(jié)，砂磨機(jī)正是適合這種工藝的一類設(shè)備，經(jīng)過砂磨工序后，疤粒磨細(xì)，團(tuán)聚顆粒打開，粒子逐漸研磨成球形，粒度分布趨于集中，這樣能很好的保證包膜后的產(chǎn)品具有優(yōu)異的顏料和光學(xué)性能。
（3）鋰電材料
砂磨機(jī)作為目前制備超細(xì)粉體材料的主流設(shè)備，攻克了在加工超細(xì)、超硬、超純“三超”物料的技術(shù)難題，已廣泛應(yīng)用于磷酸鐵鋰的濕法研磨，加速了新能源材料向納米化方向發(fā)展。該領(lǐng)域生產(chǎn)過程中使用砂磨機(jī)的細(xì)分領(lǐng)域主要有：磷酸鹽系正極材料、導(dǎo)電漿料、硅碳負(fù)極材料及隔膜涂覆材料、導(dǎo)熱粉體材料等。
鋰電不同領(lǐng)域?qū)τ谏澳C(jī)的需求差異
鋰電材料用砂磨機(jī)按轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)分類主要有棒削式砂磨機(jī)和渦輪式砂磨機(jī)，磷酸鐵鋰正極材料、磷酸錳鐵鋰正極材料以及導(dǎo)電漿料使用棒削式砂磨機(jī)和渦輪機(jī)砂磨機(jī)，勃姆石和硅碳負(fù)極則使用棒削式砂磨機(jī)。從應(yīng)用效果來看，以某磷酸鐵鋰固相合成法生產(chǎn)工藝為例，其研磨環(huán)節(jié)采會(huì)采用砂磨機(jī)使?jié){料進(jìn)一步分散、混合均勻并完全細(xì)化物料。
5、砂磨機(jī)市場(chǎng)概況
據(jù)粉體網(wǎng)編輯了解，全球范圍內(nèi)砂磨機(jī)核心廠商僅寥寥十?dāng)?shù)家。例如：NETZSCH、Bühler Group、派勒智能、東莞瑯菱、井上制作所、東莞瑯馳、億富機(jī)械、Root Group、廣島金屬機(jī)械、品諾機(jī)械、VMA〨etzmann GmbH、Willy A. Bachofen、三尹實(shí)業(yè)、博億工業(yè)、東莞鴻凱、鴻凱智能、Sower Company等。
粉體網(wǎng)砂磨機(jī)/研磨配件品牌推薦
據(jù)業(yè)內(nèi)機(jī)構(gòu)預(yù)測(cè)，“十四五”至“十五五”期間，全球砂磨機(jī)市場(chǎng)規(guī)模將接近20億美元，年復(fù)合增長(zhǎng)率約為3%。并指出，鋰電材料、顏填料、涂料、納米材料等領(lǐng)域用砂磨機(jī)占據(jù)較大市場(chǎng)份額，并有進(jìn)一步增長(zhǎng)的趨勢(shì)。
參考來源：
王佳慶，等：臥式砂磨機(jī)的結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)，廣州大學(xué)
楊金霖，等：淺談臥式砂磨機(jī)在汽車涂料生產(chǎn)工藝過程中的應(yīng)用，沈陽沃爾瓦格涂料有限公司
周春暉，著：《碳酸鈣清潔加工和產(chǎn)品鏈》 化學(xué)工業(yè)出版社
鄭水林，孫志明，著：《非金屬礦加工與應(yīng)用（第四版）》 化學(xué)工業(yè)出版社
中國粉體網(wǎng)、各公司官網(wǎng)、高工產(chǎn)研等
（中國粉體網(wǎng)編輯整理/昧光）
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