Molienda de polvo ultrafino Científicos de todo el mundo consideran que esta tecnología es una tecnología de vanguardia. Tras su refinamiento, las propiedades de los materiales cambian significativamente. Las propiedades ópticas, eléctricas, magnéticas y mecánicas se ven afectadas. Las características térmicas, superficiales y de interfaz también cambian. Con frecuencia, se logran efectos extraordinarios en su uso.
Molienda de polvo ultrafino Generalmente se divide en polvos de grado micrométrico, submicrónico y nanométrico. La comunidad científica internacional suele denominarlos polvos ultrafinos con un tamaño de partícula Polvos de grado micrométrico superiores a 1 μm. Los polvos con un tamaño de partícula de 0,1-1 μm (es decir, 100 nm-1000 nm) se denominan polvos de grado submicrónico. Los polvos con un tamaño de partícula de 0,001-0,1 μm (es decir, 1 nm-100 nm) se denominan polvos de grado nanométrico (también conocidos como nanomateriales). En sentido amplio, los nanomateriales se refieren a materiales con al menos una dimensión en el tamaño nanométrico.
La tecnología de molienda de polvo ultrafino se refiere a la preparación y el uso de dicho polvo y a las tecnologías relacionadas. Su investigación abarca las tecnologías de preparación de polvo ultrafino, clasificación, separación, secado, transporte, mezcla y homogeneización, modificación de superficies, compuestos de partículas, detección, envasado, almacenamiento, transporte y aplicación, y seguridad en los procesos de preparación, almacenamiento y transporte, entre otras.
Características del polvo ultrafino
- Tiene una enorme superficie específica. A medida que disminuye el tamaño de las partículas, se reduce el número total de átomos por partícula. El número de átomos en la superficie aumenta rápidamente con partículas más pequeñas. A medida que aumenta la superficie específica, también aumenta la energía superficial.
- Punto de fusión bajo, inestable. químico propiedades.
- Fácil formación de aglomerados. Debido a su pequeño tamaño y alta energía superficial, las partículas tienden a agregarse automáticamente para formar partículas más grandes y reducir así dicha energía. Esta propiedad dificulta considerablemente la preparación de polvos ultrafinos. Para evitar la aglomeración, se suelen añadir polímeros o iones electrolíticos como agentes protectores.
- Fuerte absorción de luz. Los metales a granel presentan baja absorción de luz visible, alta reflectividad y diferentes brillos. Sin embargo, los nanopolvos metálicos presentan alta absorción de luz visible, baja reflectividad, son casi completamente negros y la banda de absorción de luz presenta un desplazamiento al azul.
- Las nanopartículas presentan superparamagnetismo o alta coercitividad en tamaños críticos. Por ejemplo, las partículas de hierro α, Fe₃O₄, Fe₂O₃ y Ni se vuelven superparamagnéticas cuando sus tamaños de partícula son de 5 nm, 16 nm, 20 nm y 15 nm, respectivamente. Las nanopartículas de hierro tienen un magnetismo mucho más fuerte que los materiales a granel. Presentan superparamagnetismo o alta coercitividad. El polvo de hierro ultrafino (10 nm) es un dominio magnético único. Puede actuar como unidad de datos en dispositivos de almacenamiento magnético de alta densidad.
- Buena conductividad térmica. El polvo ultrafino prácticamente no presenta resistencia térmica a bajas temperaturas y posee una excelente conductividad térmica.
- Los micropolvos metálicos presentan una marcada disminución de la conductividad. Los polvos no metálicos presentan un marcado aumento de la conductividad. El polvo de plata, a 10-15 nm, se vuelve no conductor. El SiO₂, a 15-20 nm, se vuelve conductor.
- Las propiedades mecánicas se duplican. La dureza del cobre con un tamaño de partícula de 6 nm es 500% mayor que la del cobre a granel.
¿Cómo elegir el proceso de molienda ultrafina?
La molienda mecánica ultrafina tiene como objetivo un tamaño de partícula d97 ≤ 10 μm. Incluye métodos de procesamiento en seco y húmedo.
El proceso de molienda ultrafina en seco es ampliamente utilizado para materiales duros y quebradizos. El proceso de producción es corto y no requiere filtración, secado ni otros equipos de deshidratación para la producción de polvo seco. Por lo tanto, se caracteriza por su operación sencilla, fácil control, baja inversión y bajo costo operativo.
La molienda ultrafina húmeda utiliza agua como coadyuvante de molienda. La molienda húmeda facilita la dispersión del polvo. La alta densidad del agua mejora la clasificación fina. Ofrece alta eficiencia, granulometría fina y una distribución estrecha. La producción de polvo seco requiere equipos de filtración y secado. El polvo seco puede aglomerarse y requerir desaglomeración. El proceso requiere más equipos y es más complejo.
¿Cómo elegir un equipo de molienda de polvo ultrafino?
La selección del equipo es crucial para la molienda ultrafina. Depende de propiedades del material como dureza, densidad, humedad y tamaño de la alimentación. También influyen el rendimiento, la finura del producto y la distribución del tamaño de partícula. La pureza, la forma de las partículas y la configuración del proceso también son importantes. El equipo debe cumplir con los requisitos de tamaño del producto, capacidad y tamaño máximo de la alimentación.
Para productos industriales a granel mineral polvos ultrafinos, como los pesados carbonato de calcioTalco, caolín y wollastonita. Se debe priorizar el uso de equipos de molienda ultrafina en seco debido a su menor valor unitario. Los equipos de molienda ultrafina en húmedo son adecuados para la molienda fina de materiales de diversas durezas.
Molinos de chorro de aire Son uno de los principales equipos de molienda de polvo ultrafino. Son ideales para materiales finos, de alta pureza y alto valor. Pueden producir polvos con un d97 de 3 a 5 μm. Su capacidad de producción varía desde decenas de kilogramos hasta varias toneladas por hora. Se utilizan para minerales no metálicos como talco, grafito, wollastonita y caolín. También se emplean para abrasivos, productos químicos, pigmentos, productos farmacéuticos, metales y tierras raras.
Molinos clasificadores de aire Se utilizan ampliamente en la industria de minerales no metálicos. Se emplean comúnmente para caolín a base de carbón, calcita, mármol, tiza, talco y esteatita. También se emplean para productos químicos y pesticidas en molienda ultrafina. La finura típica del producto alcanza d97 = 10 μm (malla 1250). Con clasificadores de alto rendimiento, se pueden producir productos con d97 = 5-7 μm.
Molinos de bolas Se utilizan ampliamente para caolín, carbonato de calcio pesado, mica y talco. Utilizan bolas o segmentos de acero como medios de molienda. La distribución del tamaño de partícula del producto es generalmente amplia. Se utilizan a menudo en la molienda de circuito cerrado con clasificadores. molino de bolasEl proceso de circuito cerrado seco con clasificador se utiliza para la producción de carbonato de calcio pesado ultrafino. Tamaño de alimentación ≤ 5 mm, con una finura de producto de d97 = 5–45 μm.
El molino turbo Es un nuevo equipo de molienda de polvo fino y ultrafino en seco, desarrollado en China. Es adecuado para moler caliza, calcita, mármol, talco, wollastonita, caolín, barita, cuarzo y feldespato. Tamaño de alimentación ≤30 mm, con finura de producto ajustable entre d97 = 40-10 μm (malla 400-1250).
Conclusión
La clave para seleccionar el proceso y el equipo adecuados para la molienda de polvo ultrafino reside en comprender a fondo las características del material, los requisitos de producción y las especificaciones del producto. Al considerar factores como la eficiencia de molienda, la distribución granulométrica, el consumo energético y el mantenimiento del equipo, se puede elegir el proceso y el equipo más adecuados para mejorar la eficiencia de la producción, reducir costos y garantizar la calidad del producto.
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