超細(xì)粉碎設(shè)備借助機械力將物料磨碎到微米級并進(jìn)行分級，由于其加工性能好，因此被廣泛應(yīng)用于高檔涂料、食品、醫(yī)藥、化工、建材、藥材、礦業(yè)等行業(yè)。伴隨著全球經(jīng)濟的快速發(fā)展，我國粉體產(chǎn)業(yè)發(fā)展蒸蒸日上，粉體設(shè)備特別是超細(xì)粉碎設(shè)備在其中起到了關(guān)鍵作用。
攪拌研磨機（攪拌磨）是指由一個靜置的內(nèi)填研磨介質(zhì)的筒體和一個旋轉(zhuǎn)攪拌器構(gòu)成的一類超細(xì)研磨設(shè)備。攪拌研磨機的筒體一般做成帶冷卻夾套，研磨物料時，冷卻夾套內(nèi)可通入冷卻水或其他冷卻介質(zhì)，以控制研磨時的溫升。研磨筒內(nèi)壁可根據(jù)不同研磨要求鑲襯不同的材料或安裝固定短軸（棒）和做成不同的形狀，以增強研磨作用。攪拌器是攪拌磨最重要的部件，有軸棒式、圓盤式、穿孔圓盤式、圓柱式、圓環(huán)式、螺旋式等類型。其中螺旋式、棒式攪拌磨機主要為立式，盤式攪拌磨機有立式和臥式2種。
攪拌磨分類和應(yīng)用
立式攪拌磨機
立式攪拌磨機的代表為立式螺旋攪拌磨機，攪拌器是最核心的部分，襯板為最主要的耐磨件，主要靠研磨介質(zhì)（直徑12～30mm高鉻球或陶瓷球等）重力和螺旋攪拌器帶來的摩擦力實現(xiàn)細(xì)磨，工作時攪拌裝置的線速度較低，在2.5～4.0m/s，產(chǎn)品粒度可達(dá)到20μm左右。
臥式攪拌磨
臥式攪拌磨機的典型代表為Isa磨機，主要由8個安裝在軸上的磨盤組成，形成8個單獨的磨礦腔室，工作時磨盤線速度在21～23m/s，能量輸入密度可達(dá)300kW/m3，主要利用極高的研剝力和能量密度實現(xiàn)超細(xì)磨，大大增加了磨礦效率。
不同攪拌研磨工作原理和應(yīng)用
攪拌軸帶動攪拌臂高速運動迫使磨桶內(nèi)的介質(zhì)球與被磨物料作無規(guī)則運動；物料和介質(zhì)球之間因相互撞擊、剪切和摩擦被粉碎。其研磨作用主要發(fā)生在研磨介質(zhì)與物料之間。相比之下，普通臥式球磨機筒體旋轉(zhuǎn)消耗能量大，當(dāng)待磨物料粒度小于100μm時，攪拌磨細(xì)磨效率遠(yuǎn)高于普通球磨機，相同處理量下其規(guī)格更小，且更節(jié)能。應(yīng)用方面，攪拌磨一般可用來加工大多數(shù)非金屬礦：滑石粉、重質(zhì)碳酸鈣、高嶺土、石墨和膨潤土等，也可制備各種彩色顏料：雄黃、孔雀綠、朱砂、紅土、硅灰石、重晶石粉和云母粉等，比較不利的是生產(chǎn)中有一定的干燥成本。 根據(jù)作業(yè)方式不同，攪拌磨也可分為間歇式、循環(huán)式、連續(xù)式三種，雖然分類有差異，但每一類設(shè)備在生產(chǎn)中都各有優(yōu)勢。
循環(huán)式攪拌磨：由于漿料連續(xù)快速地通過旋轉(zhuǎn)的研磨介質(zhì)層和篩網(wǎng)，合格細(xì)粒級產(chǎn)品及時排出，避免因過磨而導(dǎo)致的微細(xì)顆粒的團聚，研磨效率較高，且可獲得窄粒級分布的研磨產(chǎn)品。循環(huán)缸還具有混合和分散作用，可在循環(huán)罐內(nèi)添加分散劑或助磨劑。此外，由于漿料每次在研磨筒內(nèi)的滯留時間短，從循環(huán)筒內(nèi)新泵入的礦漿足以平衡研磨筒內(nèi)的溫升，因此，這種攪拌磨的磨筒無須冷卻。
干法立式連續(xù)攪拌磨：可采用螺旋給料機上給料和下排料，與高長徑比攪拌磨相比，筒體“較矮”，但直徑較大，筒體內(nèi)部做成多角形（六邊形或八邊形），增加了顆粒被研磨的概率和研磨強度。由于漿料停留時間較短，一方面物料不容易過磨；另一方面，研磨過程溫升較小，不容易出現(xiàn)黏脹，因而研磨效率較高。這種攪拌磨機近幾年在重質(zhì)碳酸鈣漿料和超細(xì)煅燒高嶺土等非金屬礦物材料深加工生產(chǎn)中得到了越來越多的應(yīng)用。
臥式攪拌磨：憑借獨特的盤式攪拌器消除了磨機在運轉(zhuǎn)時的抖動并使研磨介質(zhì)沿整個研磨室均勻分布，從而提高能量利用率和研磨效率。此外，臥式攪拌磨可采用動力介質(zhì)分離篩消除介質(zhì)對篩的堵塞及篩面磨損。因此，這種攪拌磨的能量密度較大，研磨效率較高。
氣流粉碎機也稱氣流磨或者流能磨，是最主要的超細(xì)粉碎設(shè)備之一。依靠內(nèi)分級功能和借助外置分級裝置，氣流磨可加工d97=3～5μm的粉體產(chǎn)品，產(chǎn)量從每小時幾十千克到每小時幾十噸。氣流粉碎的產(chǎn)品具有粒度分布較窄、顆粒形狀規(guī)則、純度高等特點。目前氣流磨主要有扁平（圓盤）式、循環(huán)管式、對噴式、流化床逆向噴射式、氣旋式、靶式等幾種機型和數(shù)十余種規(guī)格，比較常用的有扁平、流化床式、對噴式等。
氣流磨成品粒度在1~30μm范圍之間，加工進(jìn)料粒度在正常情況下嚴(yán)格控制在1mm以下，可廣泛用于稀土、各種硬質(zhì)大理石、高嶺土和滑石等中等硬度的非金屬礦物等材料的超細(xì)加工。氣流磨粉碎產(chǎn)品粒度上限取決于混合氣流中的固體含量，與單位能耗成反比。固體含量較低時，產(chǎn)品的d95可達(dá)5～10μm；經(jīng)預(yù)先粉碎降低入料粒度后，可獲得平均粒度為1μm的產(chǎn)品。氣流磨產(chǎn)品除細(xì)度細(xì)外，還具有粒度較集中、顆粒表面光滑、形狀規(guī)整、純度高、活性高、分散性好等特點。同時由于粉碎過程中壓縮氣體絕熱膨脹產(chǎn)生焦耳湯姆遜降溫效應(yīng)，因而還適用于低熔點、熱敏性物料的超細(xì)粉碎。
扁平式氣流粉碎機：扁平式氣流粉碎機又稱水平圓盤式氣流磨。設(shè)備工作時，高壓氣流以超高速從噴嘴噴出，物料經(jīng)文丘里噴嘴加速后送至粉碎室作高速循環(huán)運動，通過沖擊、碰撞、摩擦而粉碎。在離心力作用下，粗顆粒被甩向粉碎室內(nèi)壁作循環(huán)粉碎，細(xì)顆粒隨氣流溢出被收集。該設(shè)備的優(yōu)點為結(jié)構(gòu)簡單、操作方便。缺點是粉碎硬度較大物料時會造成磨腔受損，產(chǎn)品受污染。能耗隨產(chǎn)品粒度變小而成倍提高，能量大部分為無用功，物料一般只加工到D50=1μm左右。
流化床式氣流粉碎機：常用于陶瓷、化工原料、耐火材料、電池材料、制藥等行業(yè)的物料超細(xì)粉碎、打散及整形。設(shè)備工作時，高壓空氣通過若干個噴嘴高速噴入粉碎室，給入的物料被粉碎室內(nèi)的高壓氣流加速，在各噴嘴交匯點處通過碰撞、摩擦完成粉碎，并隨氣流進(jìn)入分級室完成分級，粗物料沉降返回至粉碎區(qū)繼續(xù)粉碎，合格產(chǎn)品溢出由旋風(fēng)分離器收集。
對噴式氣流粉碎機：對噴式氣流粉碎機又稱對撞式氣流磨、逆向噴射磨，以Majac型為典型代表。設(shè)備工作時，兩股經(jīng)過加速的物料與高速氣流一起在水平直線上的某點相遇并發(fā)生對撞完成粉碎，隨氣流進(jìn)入分級室的固體顆粒在分級轉(zhuǎn)子的作用下，粗顆粒留在外緣并返回至粉碎室再粉碎，滿足粒度要求的細(xì)顆粒繼續(xù)上升，流出后經(jīng)氣固分離成為產(chǎn)品。由于破碎過程主要依靠顆粒間的高速碰撞，撞擊力強，粉碎速度快，能量利用率高，產(chǎn)品粒度也較細(xì)，可有效減輕部件的磨損及產(chǎn)品被污染，缺點是設(shè)備安裝所需場地面積較大，產(chǎn)品能耗高，且粒度分布范圍較寬。對噴式氣流粉碎機適用于粉碎硬度較大，具有脆性或粘性的物料。
目前，我國氣流磨機制造設(shè)備的自動化生產(chǎn)管理標(biāo)準(zhǔn)較高，生產(chǎn)能力強，在當(dāng)今世界型號最全、技術(shù)較為成熟。但美中不足的是設(shè)備單位生產(chǎn)能耗大、內(nèi)部零件材料磨損較大、機械設(shè)備體積大、適合的研磨產(chǎn)品種類較少，原料的硬度要求高，完全自主創(chuàng)新型的研磨機型較少。
砂磨機是另一種形式的攪拌磨或珠磨機，因最初使用天然砂作為研磨介質(zhì)而得名。砂磨機主要是靠研磨介質(zhì)和物料之間的高速旋轉(zhuǎn)作用來進(jìn)行研磨工作的，可分為敞開型和密閉型兩類，每種又可分為立式和臥式兩種。
一般而言，臥式砂磨機和立式砂磨機的區(qū)別是臥式砂磨機裝砂量更大，研磨效率更高，同時拆洗相對方便。應(yīng)用而言，砂磨機廣泛用于涂料、染料、油漆、油墨、醫(yī)學(xué)藥品、納米填料、磁粉、鐵氧體、感光膠片、農(nóng)藥、造紙以及化妝品等領(lǐng)域，用于納米粉體高效研磨。
砂磨機除具有滾動式球磨機沖壓、研磨、互相撞擊等作用外，還具有以下的特點。①攪拌式旋轉(zhuǎn)粉料與介質(zhì)球，避免研磨死角，使碎粉、料漿混合更加均勻。②轉(zhuǎn)速的提高，使研磨效果大大增強。③由于所選用的“砂”徑小，砂料比大，增加了相互接觸的概率，提高了效率。由于以上特點使得粉料的粒度分布和平均顆粒尺寸都優(yōu)于普通滾動球磨機。
立式砂磨機：主要由進(jìn)料系統(tǒng)、研磨筒、研磨盤、傳動系統(tǒng)和電控系統(tǒng)等組成。
從制造的難度來進(jìn)行比較立式砂磨機由于避免了密封方面的問題，在制造上就較為容易，成本造價也就較低，所以立式砂磨機更加適合一些對產(chǎn)品要求比較低，但是需要有高產(chǎn)量的產(chǎn)品制造。
從研磨的細(xì)度方面來比較立式砂磨機的磨腔內(nèi)的研磨介質(zhì)在受到重力的影響之后，介質(zhì)填充率較低，而且分布也不均勻，造成了研磨效果不理想。不過，立式砂磨機研磨轉(zhuǎn)子垂直結(jié)構(gòu)設(shè)計，也能避免傳統(tǒng)砂磨機橫向設(shè)計會出現(xiàn)的主軸形變問題，且研磨介質(zhì)堆積壓強增大，研磨效率有一定的提升空間。
臥式密閉砂磨機：相比與立式砂磨機，最大的區(qū)別是研磨轉(zhuǎn)子橫向設(shè)計。由于結(jié)構(gòu)、材質(zhì)、尺寸等差異，臥式砂磨機的制造成本較高，但是它能保證物料的密封性，防止產(chǎn)品的污染，很好地保證了產(chǎn)品的純度，因而適合生產(chǎn)一些要求高精度和高細(xì)度的研磨產(chǎn)品。與立式砂磨機相比，臥式砂磨機就能很好地克服重力對介質(zhì)的影響，從而具有較好的研磨效果，能夠達(dá)到產(chǎn)品對細(xì)度的要求。
結(jié)語
不管粉體行業(yè)如何發(fā)展，機械粉碎始終是獲得超細(xì)粉體的主要手段之一。“工欲善其事，必先利其器”，我們應(yīng)繼續(xù)加強基礎(chǔ)理論研究和科技投入，在現(xiàn)有設(shè)備的基礎(chǔ)上優(yōu)化工藝流程，不斷提高創(chuàng)新能力，開發(fā)出高技術(shù)含量、綠色經(jīng)濟、低能耗、低排放、具有高附加值的超細(xì)粉碎設(shè)備。
來源：中國粉體網(wǎng)
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