超粉碎設備在國內的發展現狀
自20世紀70年代至今，粉碎工藝不斷改進，新型設備不斷問世，而且在硬件及軟件方面都取得了突破性進展。一個新興的技術領域—超細粉體技術領域逐漸形成并趨于完善。
人們對超細粉體研究最初注重超細粉體的制備，重點集中在粉碎技術及設備的研究開發上。
現代科學技術往往需要粉體粒徑細至10hen;以下，甚至達亞微米或納米，用傳統粉碎技術設備是無法實現的。20年來，世界各國研究出了10多種類型的粉碎設備和與之配套的分級技術。用粉碎方法制備超細粉體是超細粉體制備技術中最常用的方法之一。這種方法廣泛應用于金屬、非金屬、有機物料、無機物料、藥品、食品、化妝品、農藥、化工、新型材料、電子、軍工、航空及航天等行業。隨著現代科學技術的發展,按照不同種類不同要求物料粉碎的需求,不同類型的新型粉碎設備不斷開發出來。最有代表性的有高速旋轉式磨機、球磨機、介質攪等。
1 高速旋轉磨機
高速旋轉磨機的原理如圖la所示。在裝有滾子的回轉裝置與裝有襯板的容器之間,原料受剪斷、壓縮磨碎力的作用而被粉碎。近來被稱為微粉碎機械的結構如圖lb所示為豎式磨機。它的微粉作業是靠回轉裝置的旋轉進行。
但是該機在進行干式粉碎作業時,由于粉料種類不同,使一些粉料停留在機器內部的低處,有時出會出現粉碎原料不均勻現象。因此,將其設備結構改進為圖Ic所示的臥式結構。該結構稱為機械式微粉碎設備。它的回轉裝置與容器可以單獨旋轉。其容器轉速為300r/mill(0.4kw),回轉裝置最高轉速為2500r/而n(l.5kW)。容器回轉方向可以按順時針或逆時針方向旋轉。其內部的軸承部分采用了氣體密封裝置,因此,原料是在壓縮空氣、氫氣、氮等的包圍下被粉碎。圖ld是螺旋式磨機,它采用的也是豎型結構,靠滾子旋轉進行粉碎。
為獲得微粉碎,以滑石(中間直徑為Dso=27.2二l,)為原料對滾動球磨機、行星磨機(機內充填不銹鋼粉碎介質直徑為2,朋,,其充填率30%)、機械式微粉碎裝置進行超微粉碎比較試驗,結果如圖2所示。很明顯,行星磨機、微粉碎磨機比滾動球磨機的微粉碎效果好,尤其是回轉裝置的旋轉方向與容器旋轉方向不同使粉料顆粒直徑能達到5戶m以下。
2 旋風式粉碎磨
旋風式粉碎磨根據容器驅動介質磨機的運動形式可大致分為滾動磨機、振動磨機和行星磨機。另外,根據介質的形狀可以致分為球磨機、棒磨機、礫磨機等等。
2.1滾動球磨機
把球介質充填到筒狀容器中，將它提升到高處之后，使其自由降落，物料受到相互撞擊和隨同球介質一起滾動的剪碎作用而被粉碎。通常，間歇式磨機容器直徑與容器長度的比率比i大。但連續式磨機的容器直徑與容器長度比1小，容器長度長。而且，從橫向方向看，該機有單室和多室。
圖是被稱為間隔式的多腔式磨機。通常，將大鋼球介質投人到磨機人料口附近的隔倉里，然后再將大量的小鋼球介質投人到物料的出料端，塊狀物料被粉碎后而漸漸地被粉碎成小顆粒。
按與此基本相似的原理制成的錐磨機，是為使大小介質分離、分散在容器中，而將其容器的形狀制成錐形(如圖4所示)，從而省去了隔倉板。
球磨機的充填量用%表示。間歇式磨機的介質充填率一般為30%一40，連續式磨機充填率低于30 % o振動磨一般由磨筒振動裝置、支承彈簧、電機等組成。連續式振動磨機常見的有兩筒和三筒,圖5是一種兩筒式連續振動磨。磨機容器設置在弓單簧3上,粉料及介質喂入磨機容器1里，這樣使兩磨筒一上一下相互串聯，各自有傳動主軸和支承彈簧，連接處的管道口有篩板。工作時物料在上磨筒里粗研磨，磨碎后，通過篩板經上、下筒體連接管被吸人下筒體，在下筒體中被細研磨，再通過下筒體出口處的篩板分離研磨介質與物料，將細粒排出成為成品。此外，該磨機中的介質充填率為80%一90%，與滾動磨機比顯得極大。
2.2 介質攪拌磨
介質攪拌磨主要由一個靜置的內填小直徑研磨介質的研磨筒和一個旋轉攪拌器(攪拌裝置)構成。首先將球介質投人到磨筒中，然后再借助于裝在磨筒內的攪拌器攪拌以實現研磨作業。攪拌器是攪拌磨最重要的部件，有多種結構形式，如軸棒式、圓盤式、穿孔圓盤式、圓環式等等。因此，研磨筒內的攪拌器給予介質高!
速旋轉運動，使介質相互間產生碰撞來咬碎物料顆、粒。粉碎能力受下列因素影響:m使用介質的材質(密‘度、楊式模量、泊松比等機械性質);cz)介質在容器里通過攪拌器攪動研磨產生沖擊、摩擦和剪切等作用使物料粉碎。在攪拌磨中，研磨介質不是作整體運動而是作不規則運動。這樣不規則運動對物料施加三種作用力:c1>研磨介質之間的互相沖擊產生的沖擊力研:
磨介質的轉動產生的摩擦和剪切力;(3)研磨介質填人攪拌棒(臂)或圓盤所留下的空間而產生的沖擊力。
一般研磨介質的大小視原料粒度和要求的產品細;度而定。為了提高物料的粉碎速度，采用:(1)密度大的硬料作介質;(2)為使介質高速運轉，選擇振動方式;(3)采用微小直徑介質。研磨介質的密度對研磨效率亦起重要作用，介質密度愈大，研磨時間愈短，所以在選用研磨介質時，一‘定要考慮到它的密度。
常用的研磨介質有天然砂、玻璃珠、氧化錯或剛玉珠、鋼球、鉻球等。i目前日本某公司開發了1 ma，左右的微小介質，{填充到研磨機中，通過高速旋轉，進行超微粒作業，使;被粉碎的物料能達到超微粒的納米級范圍。{攪拌磨可以間歇生產，也可連續生產。該磨機廣泛應用于顏料、高級陶瓷原料以及高嶺土、滑石、云田、碳酸鈣、硅石灰、錯砂等非金屬礦物的超微細粉加工。
攪拌磨的機型很多，這里列舉代表性的攪拌磨有螺旋塔式磨、攪拌槽式磨機和雙錐環隙攪拌磨。
