细说气流粉碎机的应用及设备选型

中国粉体网讯  近年来随着超细颗粒优越的性能被不断的肯定，越来越多的科研人员开始重视微细粉体制造的研究工作。气流粉碎技术作为一种重要的超细粉体制备方法，目前已成为研制各种高性能微粉材料的首选方法之一。

气流粉碎机的特点

气流粉碎机又称为气流磨或者流能磨，是利用高速气流使物料与冲击部件发生碰撞、冲击、剪切等作用而粉碎。

用气流磨对物料进行粉碎得到的产品细度均匀，粉体粒度分布较窄、纯度高、颗粒的表面光滑，形状规则，分散性好。粉碎过程中物料受到的污染少，甚至可以做到无污染及无菌的环境，所以可以应用到食品、药品等不允许被外物污染的领域的超细粉碎。气流磨在粉碎过程中不会释放大量的热，所以相比其他粉碎设备，更适合用来粉碎低熔点或热敏性的物料。生产过程中自动化程度较高，可以用于大规模工业化生产。气流粉碎还可以实现粉碎及后续生产步骤的联合操作，如可同时实现物料的粉碎及干燥，也可以在粉碎时喷入溶液，用来对粉体进行包覆或表面改性。但存在能耗较大等缺点。

气流粉碎机的应用

凭借众多优点，气流粉碎机在很多领域都发挥着极其重要的作用。

矿冶领域

气流粉碎技术的应用最早起源于矿冶领域，在超细金属或非金属粉体制备方向有着深入的研究。如广泛用于滑石、大理石、高岭土、云母等中等硬度以下的非金属矿物以及碳化钨粉、银粉、碳化钽等粉体的超细粉碎。除此之外，近年来气流粉碎在物料的分离、固废资源化等方向也开始展现出新的潜力。

军事、航天等领域

超细粉体材料可以用于制造隐形飞机、隐形坦克等的隐身材料。将氧化剂、催化剂等气流粉碎细化后得到的产品制成的火箭推进剂，它的燃烧速度比普通可以提高一倍以上。

化工、能源等领域

作为颜料的钛白粉，对粒度及纯度要求较高，一般用气流粉碎机作为钛白粉的粉碎设备使其达到要求，气流粉碎后的钛白粉具有更好的稳定性和光学性。气流粉碎后得到的氢氧化铝的催化性能等有所提高，且可以作为人造大理石、玻璃钢的填料。在橡胶生产上，气流粉碎得到的纳米氧化锌解团聚效果好，且在有机溶剂中的分散性也有所提高，能有效的提高天然橡胶的硫化性能。在能源方面，通过粉碎预处理后的秸秆对发酵浮渣的形成有影响，对沼气发酵有帮助，从而可以提高秸秆能源利用率。

医药领域

气流粉碎机能粉碎常见的人参、菊花、三七、枸杞、连翘等中药，它可将中草药原料粉碎至1～5μm，并且所得药粉粒度细、分布窄且污染小，对药物的溶出和吸收都十分有利。此外，还能粉碎质地坚硬的贝壳类和骨类等药材。

食品领域

苹果皮、柑橘皮、小麦麸皮、玉米皮、豆皮、米糠、甜菜渣、甘蔗渣等含有丰富维生素和微量元素，具有很好的营养价值，直接食用口感不佳不说，吸收效果也要大打折扣，通过气流粉碎机细化加工处理后，能显著改善食用口感和吸收。

化妆品领域

着色剂和填充粉经气流粉碎后再添加到粉底液、眼影中会提高其压粉的密实程度，且附着性、柔滑性也有所提高。护肤品中的穿心莲内酯经气流粉碎后水溶性更加，可以很快溶解，并且仍保持着抗菌活性。气流超细粉碎后的VC粉、珍珠粉添加到护肤品中会更利于吸收。

电子领域

氧化铁超细粉可以生产出高性能磁性材料。氧化硅超细粉可以生产高性能电阻材料。超细高纯氧化铝粉体可以用来制造LED芯片所用的蓝宝石衬底，用超细粉制出的衬底具有稳定性好、透光性好以及不吸收可见光的特点。钼粉经气流粉碎技术处理后，钼粉的粒径变小，粒度分布变窄，形貌均匀且松装密度、振实密度提高，可更好的用于生产灯泡、电子管以及集成电路等。

新能源领域

气流粉碎后的物料平均粒度细，粒度分布较窄，颗粒表面光滑，颗粒形状规整，纯度高，活性大，分散性好，符合电极材料的制备要求，因而得到广泛应用。气流粉碎机适用的典型物料有：锰酸锂、钴酸锂、磷酸铁锂、碳酸锂、球形石墨、石油焦、沥青焦、三元材料、镍氢合金、草酸亚铁、钛酸锂、镍锰酸锂等。

气流粉碎机的分类

1934年美国Fluid Energy公司研制了世界上第一台气流粉碎机（气流磨）以来，其结构形式得到了不断地更新和发展，目前根据气流粉碎机结构或者工作方式的不同可将其划分为：扁平式气流粉碎机、对喷式气流粉碎机、靶式气流粉碎机、循环管式气流粉碎机、流化床式气流粉碎机。

扁平式气流粉碎机

扁平式气流粉碎机又称水平圆盘式气流磨是工业上应用最早、最广泛的气流粉碎机。具有结构简单、操作方便、自行分级等优点，但设备冲击动能不大，粉碎强度较低，处理硬度较高的物料时，机体内壁由于物料随高速气流的作用，物料与磨腔内壁产生剧烈地碰撞、摩擦，会加剧磨腔污染，对产品造成一定污染。适用物料广，特别是各种聚集体或凝聚体构成的物料。

扁平式气流粉碎机工作原理

对喷式气流粉碎机

对喷式气流粉碎机又称对撞式气流磨、逆向喷射磨，是一种能量利用率高的设备。由于破碎过程主要依靠颗粒间的高速碰撞，可以有效避免高速气流对冲击部件的磨损，同时改善物料被污染的问题，产品粒度也较细；但设备占地面积较大、能耗高、粒度分布较宽。常用于粉碎坚硬、脆性、黏滞性的物料。

Majac型对喷式气流磨结构示意

Trost型对喷式气流磨结构示意

靶式气流粉碎机

靶式气流粉碎机又称为单喷气流磨。可入料方位可调性较好，粉碎力较大，能够处理韧性比较大的物料；但设备靶板及混合管易磨损、冲蚀严重，需定期更换配件，对物料有一定污染，产品粒度分布较宽，动能消耗较大。常用于粉碎高分子聚合物、低熔点热敏性、纤维状的较粗物料。

靶式气流磨结构示意

循环管式气流粉碎机

循环管式气流粉碎机（立式环形喷射式气流磨）具有粒径分布小、无动力装置、不易污染、物料不易黏壁等优点；但该类型设备的粉碎效率低、能耗大、内壁磨损严重。常用于脆性、低硬度物料粉碎，通常根据截面分成等圆截面和变截面循环管式。

变截面循环管式气流磨的工作原理和外形

流化床式气流粉碎机

流化床式气流磨是一种新型气流磨，具有粒度分布窄、粉碎效率高、能耗低、产品污染小、配件磨损小等优点，但设备造价成本较高。由于物料需处理为流态化才能被气流束碰撞粉碎，因此流化床式气流磨通常要求被粉碎的物料需要有足够的细度，对密度大的材料要求更为明显。常用于合成树脂、酚醛树脂、医药、化妆品、高级陶瓷、磁粉、电池材料等行业的物料超细粉碎、打散及整形。

流化床式气流磨结构示意

小结

超细气流粉碎设备有多种类型，且每种类型设备的结构也存在着较为明显的差异性，均有着相应的优缺点。未来，超细气流粉碎设备的主流发展趋势，将主要表现在提高单机产量，减小单位产品能耗；提升产品细度，加强设备粉碎极限；产品细度与粒度分布的在线调控等方面。

参考资料：

汪光辉等.超细粉体加工设备研究现状

张军等.粉体加工中气流粉碎技术的研究进展

苏偲禹.气流粉碎对粉体物性的影响及破碎机理研究

俞成蛟等.超细气流粉碎设备的现状及发展趋势

（中国粉体网编辑整理/黑金）

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