Mit der Anerkennung der Überlegenheit ultrafeiner Partikel haben in den letzten Jahren immer mehr Forscher begonnen, der Forschung zur Herstellung von Mikropulver eine wichtige Bedeutung beizumessen. Strahlmühle Die Technologie, ein wichtiges Verfahren zur Herstellung von ultrafeinem Pulver, hat sich zu einer der bevorzugten Methoden für die Entwicklung von Hochleistungs-Mikropulvermaterialien entwickelt.
Eigenschaften der Strahlmühle
Eine Strahlmühle, auch Luftstrommühle oder Strahlpulverisierer genannt, ist eine Maschine, die einen Hochgeschwindigkeitsluftstrom verwendet, um Materialien zu zerkleinern und Komponenten durch Kollisionen, Stöße, Scherungen und andere Effekte zu bearbeiten.
Das durch Zerkleinern des Materials mit einer Luftstrommühle erzeugte Produkt hat eine gleichmäßige Feinheit, eine enge Partikelgröße Verteilung, hohe Reinheit, glatte Partikeloberfläche, regelmäßige Form und gute Dispergierbarkeit. Das Material wird während des Zerkleinerungsprozesses weniger verunreinigt und kann sogar in einer schadstofffreien und sterilen Umgebung hergestellt werden, sodass es sich für das ultrafeine Zerkleinern in Bereichen wie der Lebensmittel- und Medizinindustrie eignet, in denen keine externe Kontamination zulässig ist. Luftstrommühlen erzeugen während des Zerkleinerungsprozesses keine nennenswerte Wärmemenge und sind daher im Vergleich zu anderen Zerkleinerungsgeräten besser zum Zerkleinern von Materialien mit niedrigem Schmelzpunkt oder niedriger Wärmeempfindlichkeit geeignet. Der Produktionsprozess ist hochautomatisiert und kann in der industriellen Produktion im großen Maßstab angewendet werden. Die Luftstrompulverisierung kann auch gemeinsame Vorgänge der Pulverisierung und nachfolgender Produktionsschritte erleichtern, wie z. B. das gleichzeitige Zerkleinern und Trocknen von Materialien oder das Sprühen von Lösungen während der Pulverisierung, um die Pulveroberfläche zu beschichten oder zu verändern. Es gibt jedoch Nachteile, wie z. B. einen hohen Energieverbrauch.
Anwendung der Strahlmühle
Aufgrund ihrer zahlreichen Vorteile spielen Strahlmühlen in vielen Bereichen eine äußerst wichtige Rolle.
Bergbau und Metallurgie
Die Anwendung der Strahlzerkleinerungstechnologie entstand zunächst im Bereich Bergbau und Metallurgie, und es gab eingehende Forschungen zur Herstellung ultrafeiner Metall- oder nichtmetallischer Pulver. Beispielsweise wird es häufig für die ultrafeine Zerkleinerung von verwendet nichtmetallische Mineralien mit mittlerer Härte und darunter wie Talk, Marmor, Kaolin, Glimmer usw. sowie Wolframcarbidpulver, Silberpulver, Tantalkarbid und andere Pulver. Darüber hinaus hat das Luftstromzerkleinern in den letzten Jahren begonnen, neues Potenzial bei der Materialtrennung und dem Recycling von Feststoffen zu zeigen.
Militär, Luft- und Raumfahrt und andere Bereiche
Aus ultrafeinen Pulvermaterialien können Tarnmaterialien für Tarnkappenflugzeuge, Tarnkappenpanzer usw. hergestellt werden. Raketentreibstoff aus Produkten, die durch Zerkleinern und Verfeinern von Luftströmen gewonnen werden, wie etwa Oxidationsmitteln und Katalysatoren, kann die Brenngeschwindigkeit gewöhnlicher Treibstoffe mehr als verdoppeln.
Chemische Industrie, Energie und weitere Bereiche
Als Pigment werden an Titandioxid hohe Anforderungen an Partikelgröße und Reinheit gestellt. Um die Anforderungen zu erfüllen, wird in der Regel eine Strahlmühle als Zerkleinerungsgerät für Titandioxid verwendet. Das Titandioxid nach der Strahlzerkleinerung weist eine bessere Stabilität und bessere optische Eigenschaften auf. Die katalytische Leistung des nach der Zerkleinerung erhaltenen Aluminiumhydroxids Strahlzerstäubung wurde verbessert und kann als Füllstoff für Kunstmarmor und Fiberglas verwendet werden. Bei der Gummiherstellung hat das durch Luftstromzerkleinern gewonnene Nanozinkoxid eine gute Entklumpungswirkung, und seine Dispersion in organischen Lösungsmitteln wurde ebenfalls verbessert, was die Vulkanisationsleistung von Naturkautschuk effektiv verbessern kann. In Bezug auf die Energie beeinflusst das Zerkleinern und Vorbehandeln von Stroh die Bildung von Gärschaum, der für die Biogasfermentation hilfreich ist und so die Energieausnutzung von Stroh verbessert.
Medizinischer Bereich
Die Strahlmühle kann gängige chinesische Arzneimittel wie Ginseng, Chrysanthemen, Panax Notoginseng, Wolfsbeeren, Forsythien usw. zerkleinern. Sie kann die Rohstoffe chinesischer Kräutermedizin auf 1–5 μm zerkleinern, und das resultierende medizinische Pulver hat eine feine Partikelgröße, eine enge Verteilung und geringe Verschmutzung und löst und absorbiert Medikamente gut. Sehr vorteilhaft. Darüber hinaus kann es auch harte Schalentiere, Knochen und andere medizinische Materialien zerkleinern.
Lebensmittelbereich
Apfelschalen, Zitrusschalen, Weizenkleie, Maisschalen, Bohnenschalen, Reiskleie, Rübenschnitzel, Zuckerrohrbagasse usw. sind reich an Vitaminen und Spurenelementen und haben einen sehr guten Nährwert. Sie schmecken nicht nur nicht gut, wenn sie direkt verzehrt werden, sondern die Absorptionswirkung ist auch schlecht. Mit einem großen Rabatt können Geschmack und Absorption nach der Raffination und Verarbeitung durch eine Strahlmühle deutlich verbessert werden.
Kosmetikbereich
Der Farbstoff und das Füllpulver werden durch den Luftstrom zerkleinert und dann zu flüssiger Grundierung und Lidschatten hinzugefügt, um die Kompaktheit, Haftung und Glätte des gepressten Pulvers zu verbessern. Das Andrographolid in Hautpflegeprodukten ist nach dem Zerkleinern durch den Luftstrom wasserlöslicher und kann sich schnell auflösen, während es gleichzeitig seine antibakterielle Wirkung behält. Die Zugabe von VC-Pulver und Perlenpulver zu Hautpflegeprodukten nach dem ultrafeinen Mahlen durch den Luftstrom fördert die Aufnahme.
Elektronisches Feld
Aus ultrafeinem Eisenoxidpulver können hochleistungsfähige magnetische Materialien hergestellt werden. Aus ultrafeinem Siliziumoxidpulver können hochleistungsfähige Widerstandsmaterialien hergestellt werden. Aus ultrafeinem, hochreinem Aluminiumoxidpulver können Saphirsubstrate hergestellt werden, die in LED-Chips verwendet werden. Substrate aus ultrafeinem Pulver zeichnen sich durch gute Stabilität, gute Lichtdurchlässigkeit und keine Absorption von sichtbarem Licht aus. Nachdem das Molybdänpulver durch Luftstromzerkleinerungstechnologie verarbeitet wurde, wird die Partikelgröße des Molybdänpulvers kleiner, die Partikelgrößenverteilung wird enger, die Morphologie ist gleichmäßig und die Schüttdichte und Klopfdichte werden erhöht. Es kann besser bei der Herstellung von Glühbirnen, elektronischen Röhren, integrierten Schaltkreisen usw. verwendet werden.
Neues Energiefeld
Die durchschnittliche Partikelgröße des Materials nach dem Zerkleinern durch Luftstrom ist fein, die Partikelgrößenverteilung ist eng, die Partikeloberfläche ist glatt, die Partikelform ist regelmäßig, die Reinheit ist hoch, die Aktivität ist hoch, die Dispersion ist gut und es erfüllt die Herstellungsanforderungen für Elektrodenmaterialien, sodass es weit verbreitet ist. Typische Materialien, die für Strahlpulverisierer geeignet sind, sind: Lithiummanganat, Lithiumkobaltoxid, Lithiumeisenphosphat, Lithiumcarbonat, Kugelgraphit, Petrolkoks, Asphaltkoks, ternäre Materialien, Nickel-Metallhydrid-Legierung, Eisenoxalat, Lithiumtitanat, Nickel-Lithium-Manganat usw.
Klassifizierung des Strahlpulverisierers
Seit die American Fluid Energy Company 1934 den weltweit ersten Strahlpulverisierer (Strahlmühle) entwickelte, wurde seine Bauform kontinuierlich aktualisiert und weiterentwickelt. Derzeit können Strahlpulverisierer in folgende Typen unterteilt werden: Flachluftstrompulverisierer, Gegenstrahlluftstrompulverisierer, Zielluftstrompulverisierer, Umwälzrohrluftstrompulverisierer und Wirbelschichtluftstrompulverisierer.
Wirbelschicht-Strahlpulverisierer
Die Wirbelschicht-Luftstrommühle ist eine neue Art von Luftstrommühle, die die Vorteile einer engen Partikelgrößenverteilung, einer hohen Zerkleinerungseffizienz, eines geringen Energieverbrauchs, einer geringen Produktverschmutzung und eines geringen Zubehörverschleißes bietet, aber die Gerätekosten sind hoch. Da das Material verflüssigt werden muss, bevor es durch die Kollision des Luftstrahls zerkleinert werden kann, erfordert die Wirbelschicht-Luftstrommühle normalerweise, dass das zu zerkleinernde Material eine ausreichende Feinheit aufweisen muss, und die Anforderungen sind bei Materialien mit hoher Dichte offensichtlicher. Sie wird häufig zum ultrafeinen Zerkleinern, Aufbrechen und Formen von Materialien in Kunstharzen, Phenolharzen, Medikamenten, Kosmetika, Hochleistungskeramiken, Magnetpulvern, Batteriematerialien und anderen Industrien verwendet.
Flachstrahlpulverisierer
Der flache Luftstrompulverisierer, auch als horizontale Scheibenluftstrommühle bekannt, ist der älteste und am weitesten verbreitete Luftstrompulverisierer in der Industrie. Er hat die Vorteile einer einfachen Struktur, einer einfachen Bedienung, einer Selbstsortierung usw. Allerdings ist die Aufprallenergie des Geräts gering und die Zerkleinerungsintensität niedrig. Bei der Verarbeitung von Materialien mit höherer Härte erzeugt die Innenwand des Maschinenkörpers aufgrund der Einwirkung des Materials zusammen mit dem Hochgeschwindigkeitsluftstrom heftige Vibrationen zwischen dem Material und der Innenwand der Mahlkammer. Kollision und Reibung verschlimmern die Verschmutzung des Mahlraums und verursachen eine gewisse Verschmutzung des Produkts. Es ist für eine breite Palette von Materialien geeignet, insbesondere für Materialien, die aus verschiedenen Aggregaten oder Kondensaten bestehen.
Gegenstrahl-Zerkleinerer
Die Gegenstrahl-Luftstrommühle, auch als Gegenstrahl-Luftstrommühle und Rückstrahlmühle bekannt, ist ein Gerät mit hohem Energieverbrauch. Da der Zerkleinerungsprozess hauptsächlich auf Hochgeschwindigkeitskollisionen zwischen Partikeln beruht, kann der Verschleiß von Aufprallteilen durch Hochgeschwindigkeitsluftströme wirksam vermieden und gleichzeitig das Problem der Materialverunreinigung verbessert werden. Die Produktpartikelgröße ist auch feiner. Das Gerät nimmt jedoch eine große Fläche ein, hat einen hohen Energieverbrauch und eine schlechte Partikelgrößenverteilung. Es wird häufig zum Zerkleinern von harten, spröden und klebrigen Materialien verwendet.
Zielstrahlmühle
Die Zielstrahlmühle wird auch Einzelstrahlmühle genannt. Die Förderrichtung ist gut einstellbar, die Brechkraft groß und sie kann Materialien mit relativ hoher Zähigkeit verarbeiten. Die Zielplatte und das Mischrohr des Geräts sind jedoch anfällig für Verschleiß und starke Erosion, sodass Teile regelmäßig ausgetauscht werden müssen, was das Material bis zu einem gewissen Grad verunreinigen und zu einer schlechten Produktpartikelgröße führen kann. Die Verteilung ist breiter und der kinetische Energieverbrauch ist größer. Sie wird häufig zum Zerkleinern von hochmolekularen Polymeren, wärmeempfindlichen Materialien mit niedrigem Schmelzpunkt und faserigen groben Materialien verwendet.
Umwälzrohr-Luftstrompulverisierer
Die Umwälzrohr-Luftstrommühle (vertikale ringförmige Luftstrommühle) hat die Vorteile einer kleinen Partikelgrößenverteilung, benötigt kein Stromgerät, verschmutzt nicht so leicht und das Material bleibt nicht so leicht an der Wand haften; diese Art von Gerät hat jedoch eine geringe Zerkleinerungsleistung, einen hohen Energieverbrauch und einen ernsthaften Innenwandverschleiß. Sie wird häufig zum Zerkleinern von spröden und wenig harten Materialien verwendet. Sie wird normalerweise je nach Querschnitt in Umwälzrohrtypen mit gleichem kreisförmigen Querschnitt und variablem Querschnitt unterteilt.
Es gibt viele Arten von Geräten zur ultrafeinen Luftstromzerkleinerung. Die Struktur der einzelnen Gerätetypen weist ebenfalls deutliche Unterschiede auf und hat entsprechende Vor- und Nachteile. In Zukunft wird sich der Hauptentwicklungstrend bei Geräten zur ultrafeinen Luftstromzerkleinerung hauptsächlich in der Steigerung der Leistung einer einzelnen Maschine und der Reduzierung des Energieverbrauchs pro Produkteinheit widerspiegeln; die Produktfeinheit wird verbessert und die Zerkleinerungsgrenze des Geräts wird gestärkt; und die Produktfeinheit und Partikelgrößenverteilung werden online kontrolliert.