La prestazione di un mulino a getto può essere valutato in base a diversi parametri chiave come dimensione delle particelle riduzione dell'efficienza, del consumo energetico e della qualità del prodotto.
La frantumazione a flusso d'aria è l'uso di flusso d'aria ad alta velocità o energia del vapore surriscaldato per la frantumazione ultrafine di materiali solidi; è uno dei metodi di frantumazione ultrafine più comunemente utilizzati, ampiamente utilizzato in minerali non metallici, prodotti farmaceutici, prodotti chimici, metallurgia, nuovi materiali, materiali ceramici, materiali al litio, materiali di terre rare, metalli rari, quarzo, materiali ignifughi e altre industrie di lavorazione ultrafine dei materiali.
A differenza dei mulini a sfere, dei mulini a vibrazione, dei mulini a impatto meccanico e di altre apparecchiature di frantumazione ultrafine, le apparecchiature di frantumazione a flusso d'aria hanno una struttura e parametri di processo unici, come il tipo e la forma delle dimensioni del mulino ad aria, la portata d'aria, la pressione di esercizio (pressione di ingresso dell'ugello), il tipo e le dimensioni dell'ugello, la disposizione dell'ugello (posizione spaziale), il tipo di ruota di classificazione e la velocità di rotazione, ecc., influenzeranno l'effetto dell'effetto di frantumazione in misura variabile.
Tipi di mulino a getto
Per i diversi tipi di mulini a getto è inevitabile che vi siano differenze nella struttura e nei parametri, il che determina differenze nel processo di frantumazione e nel meccanismo di frantumazione.
I mulini a getto mirato non sono adatti alla frantumazione di materiali con elevata durezza (durezza Mohs superiore a 5); l'inquinamento del prodotto è più grave, ma l'efficienza di frantumazione è elevata e la produzione è elevata.
Mulino ad aria piatta, mulino a getto a tubo circolante, bassa resistenza all'impatto, inadatto per la frantumazione di materiali con elevata durezza, area di classificazione semplificata per migliorare la resa. Tuttavia, la distribuzione delle dimensioni del prodotto è spesso più ampia.
Il mulino a getto d'aria a getto doppio e a letto fluido presenta le caratteristiche di particelle di dimensioni fini e distribuzione ristretta, e il prodotto è meno inquinato.
Pertanto, a seconda delle diverse esigenze, è molto importante scegliere diverse tipologie di apparecchiature di frantumazione ad aria, sia per ottimizzare il processo di frantumazione che per risparmiare energia.
Dimensioni del mulino a getto
Rispetto ad altre apparecchiature di comminuzione, le apparecchiature di comminuzione a flusso d'aria hanno una bassa resa e un elevato consumo energetico, adatte per la lavorazione di prodotti esigenti e ad alto valore aggiunto. Tuttavia, l'impatto delle dimensioni del mulino sull'efficienza di frantumazione rende molto promettente lo sviluppo di apparecchiature di frantumazione a flusso d'aria su larga scala.
Studi hanno dimostrato che aumentando la potenza del mulino ad aria, l'efficienza di frantumazione sarà maggiore. Il miglioramento della potenza del mulino ad aria dipende dall'ingrandimento delle dimensioni del mulino; si può prevedere che il mulino a getto sarà la tendenza di sviluppo futura.
Pressione di esercizio (pressione di ingresso dell'ugello)
La pressione di lavoro del mulino ad aria è un fattore importante che influenza la velocità del getto d'aria; spesso, maggiore è la pressione di lavoro, maggiore è la velocità del getto d'aria. Nel caso di un flusso d'aria regolare, le particelle con un flusso migliore sono più elevate, più elevata è la velocità del getto d'aria, spesso particelle accelerate della sua velocità di collisione è maggiore, e quindi maggiore è il grado di schiacciamento, minore è la dimensione del prodotto.
Tuttavia, con un'elevata pressione di ingresso, le particelle si urtano tra loro in modo più violento, le sottoparticelle prodotte dalla frammentazione delle particelle presentano bordi taglienti e il grado di rotondità è inferiore rispetto a quello ottenuto con una bassa pressione.
Inoltre, quando la pressione di lavoro è troppo alta, la dimensione delle particelle del prodotto non diminuisce in modo evidente. Allo stesso tempo, il consumo di energia aumenta bruscamente, quindi la pressione generalmente assunta dovrebbe essere ragionevole. Quando l'aumento della pressione di ingresso non determina una produttività corrispondentemente elevata, e una finezza sufficiente, il consumo di energia, i costi e l'efficienza del mulino devono essere considerati.
Velocità di avanzamento e capacità di mantenimento
La velocità di alimentazione e il flusso bifase di particelle di gas della camera di macinazione della concentrazione di particelle e la capacità di ritenzione delle particelle sono estremamente rilevanti; la velocità di alimentazione è bassa, la concentrazione di particelle nella camera di macinazione è bassa, le particelle trasportate dall'energia cinetica media sono elevate, la dimensione del prodotto può essere più fine; quando la velocità di alimentazione è alta, la concentrazione di particelle nella camera di macinazione, le particelle della velocità di collisione sono elevate, la resistenza di collisione è bassa, la velocità di frantumazione è ridotta o aumentata sono possibili. Pertanto, è necessario considerare l'equilibrio tra la probabilità di collisione delle particelle e l'energia cinetica media trasportata dalle due e scegliere la migliore velocità di alimentazione.
La relazione tra la capacità di tenuta e il diametro mediano del prodotto è una curva “ad amo da pesca”, vale a dire che esiste una capacità di tenuta (intervallo) che riduce al minimo il diametro mediano delle particelle del prodotto.
Ugelli a getto d'aria
L'ugello è la formazione di componenti del flusso d'aria a getto ad alta velocità; il tipo e le dimensioni dell'ugello determinano in larga misura la velocità, la forma e la stabilità del flusso d'aria a getto, mentre la distribuzione spaziale dell'ugello influenza l'accelerazione delle particelle e l'area di collisione del campo di flusso.
In un mulino ad aria a letto fluido generico, che di solito utilizza ugelli Laval, la finezza del prodotto sarà corrispondentemente inferiore a quella ottenuta utilizzando altri ugelli. Liscio, che soddisfa i parametri del flusso d'aria della forma dell'ugello, è favorevole all'ottenimento della minima perdita di energia del flusso d'aria a getto concentrato, liscio e ad alta velocità, migliorando così l'efficienza di frantumazione.
Agente di frantumazione
La frantumazione tramite flusso d'aria utilizza solitamente aria secca e priva di olio o vapore surriscaldato; in alcune circostanze particolari, è necessario frantumare materiali infiammabili ed esplosivi e utilizzare azoto e gas inerti come pezzo da lavorare.
Il pezzo in lavorazione è diverso; anche la velocità del getto e il campo di flusso di frantumazione saranno diversi; l'utilizzo di pezzi in lavorazione diversi per migliorare il processo di frantumazione del flusso d'aria è un'importante direzione di ricerca per il futuro.
Tipo di dispositivo di classificazione e relativi parametri
Il dispositivo di classificazione viene utilizzato per controllare la distribuzione delle dimensioni delle particelle dei componenti del prodotto di frantumazione del flusso d'aria; tramite il dispositivo di classificazione, i requisiti della polvere fine diventano il prodotto finale e il futuro per soddisfare i requisiti di finezza delle particelle viene isolato dal dispositivo di classificazione e riportato alla camera di macinazione per la frantumazione. Il dispositivo di classificazione rende la polvere finita più fine e compatta nella distribuzione delle dimensioni e riduce la macinazione eccessiva delle particelle, il che è importante per migliorare l'efficienza di frantumazione.
Il tipo di ruota di classificazione (orizzontale e verticale), la struttura della lama e il campo di flusso influenzeranno l'effetto di classificazione; in genere, solo attraverso la velocità della ruota di classificazione è possibile controllare la classificazione della dimensione delle particelle. La velocità della ruota di classificazione è un valore ottimale in modo che la dimensione del prodotto sia la migliore.
Tipi di materiali
Varie particelle di materiali a causa delle loro diverse caratteristiche fisiche e chimico proprietà, il processo di frantumazione presenta alcune differenze. Di solito, per la minore durezza del materiale, è più facile frantumare; nel caso di requisiti di mulino inferiori e consumo di energia, è possibile ottenere la finezza richiesta del prodotto; mentre la maggiore durezza del materiale, la sua frantumazione è molto più difficile e quindi le condizioni di lavoro del mulino richiedono di più (pressione di lavoro e dispositivo di classificazione, ecc.), la dimensione del prodotto sarà relativamente grossolana.
L'aggiunta di coadiuvante di macinazione e disperdente
L'aggiunta di coadiuvanti di macinazione contribuisce a migliorare la finezza del prodotto, ad aumentare l'efficienza di frantumazione, a ridurre il consumo energetico, a migliorare l'efficienza e la precisione della classificazione e a migliorare le prestazioni del prodotto.
Il tipo e la quantità appropriati di disperdente possono contribuire a migliorare la dispersione delle particelle nella camera di macinazione, migliorando così l'efficienza di frantumazione e la finezza del prodotto; inoltre, il disperdente ad alte prestazioni potrebbe rappresentare un prerequisito importante per la preparazione di particelle su scala nanometrica mediante polverizzazione a flusso d'aria in futuro.