超细粉碎的设备

对于超细粉碎来说，加工设备的选择至关重要。不同种类的粉碎设备适应于不同属性的矿物，对硬度、原料粒度、湿度、产量等都有着特定的对应性，同种设备不同的运转参数也对产品的特性有着决定性的影响。

      了解超细粉碎设备的工作原理、性能特点、适用范围是正确选择的基础。目前，常见的超细粉碎设备有气流磨、机械冲击式超细粉碎机、搅拌球磨机、砂磨机、振动磨、胶体磨、高压射流式粉碎机、行星式球磨机、压辊磨、环辊磨等。

1、气流磨

      气流磨是最主要的超细粉碎设备之一，产品细度一般可达1-45μm。

工作原理：利用高压空气、惰性气体或者过热蒸汽膨胀降温加速来形成高速流场，带动物料粒子在射流流场内互相冲撞、摩擦、剪切来实现物料细化的。常见的有扁平式、流化床逆向喷射式、循环管式、对喷式、靶式等几种机型、数十种规格。

性能特点：优点：产品具有粒度细、粒度分布较窄、颗粒表面光滑、颗粒形状规则、纯度高、活性大、分散性好、粉碎升温低等特点；

缺点：设备制造成本高，一次性投资大，能耗高，粉体加工成本大等。

适用范围：非金属矿：碳酸钙、滑石、石英、膨润土、高岭土、石墨、硅灰石、白云石、蛇纹石、锆英石、云母、重晶石等； 精细陶瓷原料：碳化硅、氮化硅、氧化铝、氧化锆、氮化铝、TiO2粉体、白炭黑、钛酸钡等； 锂电材料：钴酸锂、锰酸锂、磷酸铁锂、磷酸亚铁锂、三元材料、四氧化三钴、碳酸锂、镍钴酸锂等电池正极材料；

 精细磨料：碳化硅、氮化硼、石榴子石、刚玉等；

 阻燃材料：氢氧化镁、氢氧化铝等；

 特殊物料：低熔点、韧性、热敏性、高硬度、易燃易爆物料等特殊物料；

 其他：稀土材料、稀有金属、化工原料、粉剂农药、颜料、食品、保健药品等。

2、机械冲击式超细粉碎机

      机械冲击式超细粉碎机是国内非金属矿行业选用较多的超细粉碎设备，产品细度一般可达到d97=10μm，即所谓的1250目，配以高性能的精细分级机后可以生产d97=5-7μm的超细粉体产品。 

工作原理：利用围绕水平或垂直轴高速旋转的回转体（棒、锤、叶片等），对给料加以激烈的冲击，使其与固定体或颗粒之间冲击碰撞，以较强大的力量使颗粒粉碎的超细磨矿设备，具有冲击和摩擦两种粉碎作用，而且还具有气流粉碎作用。

性能特点：优点：粉碎效率高，粉碎比大，易于调节粉碎粒度，应用范围广，结构简单，运转稳定，机械安装占地面积小，可进行连续、闭路粉碎等，适合于中、软硬度物料的粉碎。缺点：存在磨损和发热问题，对热敏性物质的粉碎要注意采取适宜措施。

适用范围：应用于煤系高岭土、方解石、大理石、白垩、滑石、叶蜡石、云母、石墨、硅灰石、膨润土、硅藻土等中等硬度以下非金属矿以及化工原料、颜料、农药等的超细粉碎加工。

3、搅拌球磨机

       搅拌球磨机是指由一个静置的内填研磨介质的筒体和一个旋转搅拌器构成的一类超细研磨设备，产品细度最细可达1μm以下。

工作原理：通过搅拌器搅动研磨介质产生不规则运动，对物料施加撞击或冲击、剪切、摩擦等作用使物料粉碎，包括间歇式搅拌磨、连续式搅拌磨、螺旋搅拌磨、塔式磨、研磨剥片机等。

性能特点：采用高转速和高介质充填率及小介质尺寸，获得了极高的功率密度，使细物料研磨时间大大缩短，是超微粉碎机中能量利用率最高，很有发展前途的设备。大规模应用有处理量小和磨损成本高两大难题。

适用范围：适用于高岭土、滑石、云母、碳酸钙、硅灰石、锆砂等非金属矿、颜料、陶瓷、造纸、涂料、化工产品等的超细粉碎加工。

4、砂磨机

      砂磨机是另一种形式的搅拌磨矿机，因最初使用天然砂和玻璃珠做研磨介质而得名，可分为敞开型和密闭型两类，每种又可分为立式和卧式两种。

工作原理：利用泵将预先在浆料桶内经高速搅拌混合的浆料输入密闭的研磨腔体内，与高速转动的研磨介质接触，从而使物料中的固体微粒和研磨介质相互间产生更加强烈的碰撞、摩擦和剪切作用，达到加快磨细微粒和分散聚集体的目的。

性能特点：砂磨机具有高效分散和较强的粉碎作用，研磨能量密集，生产效率高，但小尺寸研磨介质的分离是砂磨机研发中最难解决的难题之一。

适用范围：适用于冶金、非金属矿、油墨、涂料、化工、陶瓷和新材料等中低硬度物料的超细粉碎加工。对锆英砂、磨料等高硬度物料粉碎效果一般。

5、振动磨

      振动磨是利用研磨介质（球形或棒状）在作高频振动的筒体内对物料进行冲击、摩擦、剪切等作用而使物料粉碎的细磨与超细磨设备，可加工平均粒度1μm甚至小于1μm的超细粉产品，对于脆性较大的物质可比较容易的得到亚微米级产品。

工作原理：用弹簧支撑磨机体，由带有偏心块的主轴使其振动，运转时通过介质和物料的起振动，将物料进行粉碎。按其振动特点可分为惯性式、偏旋式；按筒体数目可分为单筒式和多筒式;按操作方式又可分为间歇式和连续式；可用于干式粉碎，也可用于湿式粉碎。

性能特点：与旋转筒式球磨机相比，振动磨具有研磨介质充填率高、研磨强度大、粉碎效率高、处理量较同容量球磨机大10倍以上，而且结构简单、操作灵活方便；通过调节振动的振幅、振动频率、介质类型、配比和介质直径等可加工多种不同粒度和粒度分布的产品，包括用于粗磨、细磨和超细磨。但大规格振动磨对于机械零件（弹簧、轴承等）的机械强度要求较高。

适用范围：适用于重晶石、透闪石、高岭土、煤粉、石墨、铁电材料（如钛酸镁）等非金属矿物、精细陶瓷原料、化工原料、颜料等的超细粉碎加工。

6、胶体磨

      胶体磨是湿式超微粒加工的新型设备，适用于各类乳化、分散、粉碎、研磨，处理后的产品粒径可达几微米至1微米以下。

工作原理：利用一对固定磨子（定子）和高速旋转磨体（转子）的相对运动产生强烈的剪切（液流剪切作用）、摩擦、冲击等力。被处理的浆料通过两磨体之间的微小间隙，在上述诸力及高频振动的作用下，被有效地粉碎、分散、混合、乳化、微粒化。按其结构，可分为盘式、锤式及透平式和孔口式等类型。

性能特点：

（1）可在较短时间内对颗粒、聚合体或悬浮液等进行粉碎、分散、均匀棍合、乳化处理。

（2）由于两磨体间隙可调（最小可达lμm以下），因此，容易控制产品粒度。

（3）结构简单、操作维护方便、占地面积小。

（4）由于固定磨体和高速旋转磨体的间隙极小，因此加工精度高。

适用范围：适用于食品（果酱、果汁、蛋白质、乳制品、饮料等）、制药（制浆、营养液、中成药、膏状药剂等）、日用化工（牙膏、化妆品、洗涤剂等）、化工（颜料、涂料、润滑油催化剂等）、乳化沥青、煤炭浮选剂、陶瓷釉料、炸药等的超细粉碎加工。

7、高压射流式粉碎机

      该类设备是利用高压射流的强大冲击力和压力突然降低后的穴蚀效应，使物料因冲击和爆裂作用而被粉碎，产品平均粒度可在1-20μm范围内调节。

工作原理：将干燥无油的压缩空气加速成超音速气流，该气流携带物料作高速运动，使物料相互碰撞、摩擦而粉碎，未达到粒度要求的粉料由分级器返回到粉碎室继续粉碎。

性能特点：气流与物料分路进入粉碎室，故喷嘴和粉碎室磨损小。

适用范围：适用于中等硬度以下物料，如高岭土、云母、伊利石等的湿式超细粉碎或剥片，以及化工原料、保健食品等的超细粉碎加工。

8、其他

      压辊磨、环辊磨都是利用料层挤压粉碎技术来实现物料的超细粉碎，即物料在高压下产生应力集中引起裂缝并扩展，继而产生众多微裂纹，形成表面裂纹最终达到物料破碎。高压料层粉碎避免了在机械破碎时所产生的大量飞溅残片所带走的破碎能量的浪费，并使能耗降低甚多，但同时磨环、磨辊的磨损量也很大，对一些要求粉碎后物料含铁量有要求的物料则不太适合，而且由于这种粉碎方式的特点，也不适合于粘性较大物料的超细粉碎。