Broyage de poudre ultrafine La technologie est considérée par les scientifiques du monde entier comme une technologie de pointe trans-siècle. Après raffinement, les propriétés des matériaux changent considérablement. Les propriétés optiques, électriques, magnétiques et mécaniques sont affectées. Les caractéristiques thermiques, de surface et d'interface changent également. Des effets extraordinaires sont souvent obtenus à l'usage.
Broyage de poudre ultrafine est généralement divisée en poudres de qualité micronique, submicronique et nanométrique. La communauté scientifique internationale appelle généralement poudres ultrafines avec un la taille des particules Poudres microniques de taille supérieure à 1 μm. Les poudres dont la granulométrie est comprise entre 0,1 et 1 μm (soit entre 100 et 1 000 nm) sont dites submicroniques. Les poudres dont la granulométrie est comprise entre 0,001 et 0,1 μm (soit entre 1 et 100 nm) sont dites nanomatériaux. Au sens large, les nanomatériaux désignent les matériaux dont au moins une dimension est de l'ordre du nanomètre.
La technologie de broyage des poudres ultrafines désigne la préparation et l'utilisation de ces poudres, ainsi que les technologies associées. Ses recherches portent notamment sur les technologies de préparation, de classification, de séparation, de séchage, de transport, de mélange et d'homogénéisation, de modification de surface, de composition de particules, de détection, de conditionnement, de stockage, de transport et d'application, ainsi que sur les technologies de sécurité des processus de préparation, de stockage et de transport.
Caractéristiques de la poudre ultrafine
- Sa surface spécifique est énorme. À mesure que la taille des particules diminue, le nombre total d'atomes par particule diminue. Le nombre d'atomes de surface augmente rapidement avec la taille des particules. À mesure que la surface spécifique augmente, l'énergie de surface augmente également.
- Point de fusion bas, instable chimique propriétés.
- Formation facile d'agglomérats. Du fait de leur petite taille et de leur énergie de surface élevée, les particules ont tendance à s'agréger automatiquement pour former des particules plus grosses, réduisant ainsi leur énergie de surface. Cette propriété complique considérablement la préparation de poudres ultrafines. Afin d'éviter l'agglomération, des polymères ou des ions électrolytes sont généralement ajoutés comme agents protecteurs.
- Forte absorption lumineuse. Les métaux massifs ont une faible absorption de la lumière visible, une forte réflectivité et des brillances variées. En revanche, les nanopoudres métalliques ont une forte absorption de la lumière visible, une faible réflectivité et sont presque entièrement noires, avec une bande d'absorption lumineuse décalée vers le bleu.
- Les nanoparticules présentent un superparamagnétisme ou une coercivité élevée aux tailles critiques. Par exemple, les particules de fer α, de Fe3O4, de Fe2O3 et de Ni deviennent superparamagnétiques lorsque leurs tailles de particules atteignent respectivement 5 nm, 16 nm, 20 nm et 15 nm. Les nanoparticules à base de fer ont un magnétisme beaucoup plus puissant que les matériaux massifs. Elles présentent un superparamagnétisme ou une coercivité élevée. La poudre de fer ultrafine (10 nm) constitue un domaine magnétique unique. Elle peut servir d'unité de données dans les dispositifs de stockage magnétique haute densité.
- Bonne conductivité thermique. La poudre ultrafine présente une résistance thermique quasi nulle à basse température et une excellente conductivité thermique.
- Les micropoudres métalliques présentent une forte baisse de conductivité. Les poudres non métalliques présentent une forte augmentation de conductivité. La poudre d'argent devient non conductrice à 10-15 nm. Le SiO₂ devient conducteur à 15-20 nm.
- Les propriétés mécaniques sont doublées. La dureté du cuivre avec une granulométrie de 6 nm est supérieure de 500% à celle du cuivre brut.
Comment choisir le procédé de broyage ultrafin ?
Le broyage mécanique ultrafin cible des particules d97 ≤ 10 μm. Il comprend des méthodes de traitement à sec et par voie humide.
Le procédé de broyage ultrafin à sec est largement utilisé pour les matériaux durs et cassants. Son processus de production est court et ne nécessite ni filtration, ni séchage, ni autre équipement de déshydratation. Il se caractérise par sa simplicité d'utilisation, son contrôle aisé, son faible investissement et ses faibles coûts d'exploitation.
Le broyage ultrafin humide utilise l'eau comme agent de broyage. Il favorise la dispersion de la poudre. La densité élevée de l'eau améliore la classification fine. Il offre un rendement élevé, une granulométrie fine et une distribution étroite. La production de poudre sèche nécessite des équipements de filtration et de séchage. La poudre séchée peut s'agglomérer et nécessiter une désagglomération. Le procédé nécessite davantage d'équipements et est plus complexe.
Comment choisir un équipement de broyage de poudre ultrafine ?
Le choix de l'équipement est crucial pour le broyage ultrafin. Il dépend des propriétés du matériau, telles que la dureté, la densité, l'humidité et la granulométrie. Il est également influencé par le débit, la finesse du produit et la granulométrie. La pureté, la forme des particules et la configuration du procédé sont également importantes. L'équipement doit répondre aux exigences de granulométrie, de capacité et de granulométrie maximale du produit.
Pour le vrac industriel minéral poudres ultrafines, comme les poudres lourdes carbonate de calciumtalc, kaolin et wollastonite. Les équipements de broyage ultrafin à sec sont à privilégier en raison de leur faible valeur unitaire. Les équipements de broyage ultrafin par voie humide conviennent au broyage fin de matériaux de dureté variable.
Broyeurs à jet d'air Les broyeurs à poudre ultrafine sont l'un des principaux équipements de broyage de poudres ultrafines. Ils sont idéaux pour les matériaux fins, de haute pureté et de grande valeur. Ils peuvent produire des poudres d97 = 3–5 μm. Leur cadence de production varie de quelques dizaines de kilogrammes à plusieurs tonnes par heure. Ils sont utilisés pour les minéraux non métalliques comme le talc, le graphite, la wollastonite et le kaolin. Ils sont également utilisés pour les abrasifs, les produits chimiques, les pigments, les produits pharmaceutiques, les métaux et les terres rares.
Broyeurs classificateurs à air Ils sont largement utilisés dans l'industrie des minéraux non métalliques. Ils sont couramment utilisés pour le kaolin, la calcite, le marbre, la craie, le talc et la stéatite à base de charbon. Ils sont également utilisés pour le broyage ultrafin de produits chimiques et de pesticides. La finesse typique du produit atteint d97 = 10 μm (1250 mesh). Des classificateurs haute performance permettent d'obtenir des produits d97 = 5–7 μm.
Broyeurs à boulets Ils sont largement utilisés pour le kaolin, le carbonate de calcium lourd, le mica et le talc. Ils utilisent des billes ou des segments en acier comme corps de broyage. La distribution granulométrique du produit est généralement large. Ils sont souvent utilisés dans le broyage en circuit fermé avec classificateurs. broyeur à billesLe procédé de classification en circuit fermé à sec est utilisé pour la production de carbonate de calcium ultrafin et lourd. La granulométrie de l'alimentation est ≤ 5 mm, avec une finesse du produit de d97 = 5–45 μm.
Le broyeur turbo Il s'agit d'un nouvel équipement de broyage de poudre fine et ultrafine sèche développé en Chine. Il convient au broyage du calcaire, de la calcite, du marbre, du talc, de la wollastonite, du kaolin, de la barytine, du quartz et du feldspath. La granulométrie d'alimentation est ≤ 30 mm, avec une finesse de produit réglable entre d97 = 40–10 μm (400–1250 mesh).
Conclusion
La clé du choix du procédé et de l'équipement de broyage de poudre ultrafine appropriés réside dans une compréhension approfondie des caractéristiques du matériau, des exigences de production et des spécifications du produit. En prenant en compte des facteurs tels que l'efficacité du broyage, la granulométrie, la consommation énergétique et la maintenance de l'équipement, il est possible de choisir le procédé et l'équipement les plus adaptés pour améliorer l'efficacité de la production, réduire les coûts et garantir la qualité du produit.
Poudre épique
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