초미분말 분쇄 이 기술은 전 세계 과학자들에 의해 세기를 초월하는 첨단 기술로 불립니다. 개량 후 재료의 특성은 크게 변화합니다. 광학적, 전기적, 자기적, 기계적 특성이 영향을 받습니다. 열적, 표면적, 계면적 특성 또한 변화합니다. 사용 과정에서 놀라운 효과를 얻는 경우가 많습니다.
초미분말 분쇄 일반적으로 마이크론급, 서브마이크론급, 나노급 분말로 구분됩니다. 국제 과학계에서는 일반적으로 초미립 분말 와 함께 입자 크기 1μm 이상의 미크론급 분말. 입자 크기가 0.1~1μm(즉, 100nm~1000nm)인 분말을 서브미크론급 분말이라고 합니다. 입자 크기가 0.001~0.1μm(즉, 1nm~100nm)인 분말을 나노급 분말(나노소재라고도 함)이라고 합니다. 넓은 의미에서 나노소재는 적어도 한 차원이 나노미터 크기인 물질을 의미합니다.
초미분말 분쇄 기술은 상기 초미분말의 제조 및 활용과 관련 기술을 지칭합니다. 연구 내용에는 초미분말 제조 기술, 분급 기술, 분리 기술, 건조 기술, 운송·혼합·균질화 기술, 표면 개질 기술, 입자 복합 기술, 검출 기술, 포장·저장·운송 및 응용 기술, 제조·저장·운송 과정의 안전 기술 등이 포함됩니다.
초미립분말의 특성
- 비표면적이 매우 큽니다. 입자 크기가 감소함에 따라 입자당 총 원자 수는 감소합니다. 입자 크기가 작을수록 표면 원자 수는 빠르게 증가합니다. 비표면적이 증가함에 따라 표면 에너지도 증가합니다.
- 낮은 녹는점, 불안정함 화학적인 속성.
- 응집이 쉽게 형성됩니다. 입자가 작고 표면 에너지가 크기 때문에, 표면 에너지를 줄이기 위해 입자들이 자동으로 응집되어 더 큰 입자를 형성하는 경향이 있습니다. 이러한 특성은 초미립 분말 제조에 큰 어려움을 초래합니다. 응집을 방지하기 위해 일반적으로 보호제로 중합체나 전해질 이온을 첨가합니다.
- 강한 광 흡수. 벌크 금속은 가시광선 흡수율이 낮고 반사율이 높으며, 광택이 다릅니다. 그러나 금속 나노분말은 가시광선 흡수율이 높고 반사율이 낮으며, 거의 모두 검은색이고 광 흡수 대역이 청색 편이됩니다.
- 나노입자는 임계 크기에서 초상자성 또는 높은 보자력을 나타냅니다. 예를 들어, α-철, Fe3O4, α-Fe2O3, Ni 입자는 입자 크기가 각각 5nm, 16nm, 20nm, 15nm일 때 초상자성을 나타냅니다. 철 기반 나노입자는 벌크 물질보다 훨씬 강한 자성을 가지며, 초상자성 또는 높은 보자력을 나타냅니다. 초미세 철 분말(10nm)은 단일 자구(magnetic domain)를 가지며, 고밀도 자기 저장 장치에서 데이터 단위로 작용할 수 있습니다.
- 우수한 열전도도. 초미립 분말은 저온에서 열 저항이 거의 없으며 열전도도가 매우 우수합니다.
- 금속 미세분말은 전도도가 급격히 감소합니다. 비금속 분말은 전도도가 급격히 증가합니다. 10~15nm의 은 분말은 비전도성이 됩니다. 15~20nm의 SiO₂는 전도성이 됩니다.
- 기계적 성질이 두 배로 향상됩니다. 입자 크기가 6nm인 구리의 경도는 벌크 구리보다 500% 더 높습니다.
초미세분쇄 공정을 어떻게 선택하나요?
기계적 초미분쇄는 입자 크기 d97 ≤ 10μm를 목표로 합니다. 여기에는 건식 및 습식 가공 방법이 모두 포함됩니다.
건식 초미분쇄 공정은 경질 및 취성 재료에 널리 사용되는 초미분쇄 공정입니다. 생산 공정이 짧고, 건조 분말 생산 시 후속 여과, 건조 및 기타 탈수 공정 장비가 필요하지 않습니다. 따라서 조작이 간단하고 제어가 용이하며, 투자비와 운영비가 저렴하다는 특징이 있습니다.
습식 초미분 분쇄는 분쇄 보조제로 물을 사용합니다. 습식 분쇄는 분말 분산에 도움이 됩니다. 물의 높은 밀도는 미세 분급을 향상시킵니다. 높은 효율, 미세 입자 크기, 좁은 분포를 제공합니다. 건조 분말을 생산하려면 여과 및 건조 장비가 필요합니다. 건조 분말은 응집될 수 있으며, 탈응집이 필요합니다. 이 공정은 더 많은 장비가 필요하고 더 복잡합니다.
초미분말 분쇄장비는 어떻게 선택하나요?
초미분 분쇄에는 장비 선택이 매우 중요합니다. 경도, 밀도, 수분, 공급량과 같은 재료 특성에 따라 달라집니다. 또한 처리량, 제품 미세도, 입자 크기 분포도 영향을 미칩니다. 순도, 입자 형상, 공정 설정 또한 중요합니다. 장비는 제품 크기, 용량, 최대 공급량 요건을 충족해야 합니다.
대량 산업용 광물 초미립 분말, 무거운 분말과 같은 탄산 칼슘, 활석, 카올린, 규회석 등이 있습니다. 건식 초미분 분쇄 장비는 단위 값이 낮으므로 우선적으로 사용해야 합니다. 습식 초미분 분쇄 장비는 다양한 경도의 재료를 미세 분쇄하는 데 적합합니다.
에어젯 밀 주요 초미분 분쇄 장비 중 하나입니다. 미세하고 순도가 높으며 부가가치가 높은 소재에 이상적입니다. d97 = 3~5μm의 분말을 생산할 수 있습니다. 생산량은 시간당 수십 킬로그램에서 수 톤에 이릅니다. 활석, 흑연, 규회석, 카올린과 같은 비금속 광물에 사용됩니다. 또한 연마제, 화학 물질, 안료, 의약품, 금속 및 희토류에도 사용됩니다.
공기 분류기 밀 비금속 광물 산업에서 널리 사용됩니다. 석탄계 카올린, 방해석, 대리석, 백악, 활석, 동석에 주로 사용됩니다. 또한 초미분쇄 시 화학 물질 및 살충제에도 사용됩니다. 일반적인 제품 미립도는 d97 = 10μm(1250메시)입니다. 고성능 분급기를 사용하면 d97 = 5~7μm의 제품을 생산할 수 있습니다.
볼밀 카올린, 중탄산칼슘, 운모, 활석에 널리 사용됩니다. 볼이나 강철 조각을 분쇄 매체로 사용합니다. 제품 입자 크기 분포는 일반적으로 넓습니다. 분급기를 이용한 폐쇄 회로 분쇄에 자주 사용됩니다. 볼밀-분급기 건식 폐쇄 회로 공정을 통해 초미립 중질 탄산칼슘을 생산합니다. 투입량은 ≤5mm이며, 제품 분말도는 d97 = 5–45μm입니다.
그만큼 터보 밀 중국에서 개발된 새로운 건식 미분말 및 초미분말 분쇄 장비입니다. 석회석, 방해석, 대리석, 활석, 규회석, 고령토, 중정석, 석영, 장석 등의 분쇄에 적합합니다. 투입량은 ≤30mm이며, 제품 입도는 d97 = 40~10μm(400~1250메시) 사이에서 조절 가능합니다.
결론
적절한 초미분말 분쇄 공정 및 장비를 선택하는 핵심은 재료 특성, 생산 요건 및 제품 사양을 철저히 이해하는 것입니다. 분쇄 효율, 입자 크기 분포, 에너지 소비량, 장비 유지보수 등의 요소를 고려하여 생산 효율 향상, 비용 절감, 제품 품질 보장을 위한 최적의 공정 및 장비를 선택할 수 있습니다.
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