В промышленной обработке порошков распределение частиц по размерам (РЧД) является одним из важнейших показателей качества продукции. Точный контроль РЧД необходим для сверхтонкого измельчения катодных и анодных материалов литиевых батарей, а также неметаллических минералов. Он также важен при сухом обогащении растительных белков и в пищевой промышленности. Узкое и равномерное распределение частиц по размерам может значительно повысить производительность, однородность и ценность конечного продукта. Среди множества типов оборудования для сверхтонкого измельчения, измельчитель ACM (Мельница воздушного классификатора И ) и штифтовая мельница — две основные модели, которые часто упоминаются и сравниваются. Итак, какая из этих мельниц превосходит другие с точки зрения контроля распределения частиц по размерам?
Принцип работы: Как достигается дробление и контроль качества материала?
Чтобы понять различия между ними с точки зрения контроля размера частиц, необходимо сначала проанализировать их фундаментальные различия в механизмах измельчения и просеивания материала.
Шлифовальная машина ACM
Ан мельница с воздушным классификатором (например, серия MJW) — это высокоэффективное дробильное устройство, сочетающее механическое ударное дробление со встроенной центробежной воздушной классификацией.
- Механизм измельчения: Измельчение материала происходит за счет интенсивного удара, сдвига и столкновения высокоскоростных вращающихся молотков или лезвий с зубчатым кольцом.
- Механизм управления: Воздуходувка затягивает измельченный материал во встроенное воздушное сортировочное колесо, расположенное в верхней части мельницы. Затем поток воздуха переносит полученный мелкодисперсный порошок через сортировочное колесо и транспортирует его в систему сбора. В то же время сортировочное колесо отбрасывает некачественные крупные частицы и возвращает их в зону дробления для дальнейшего измельчения.
Шпиндельная мельница
Штифтовая мельница — это механическая мельница, которая использует исключительно высокоскоростное относительное движение для достижения ударного дробления.
- Механизм измельчения: Обычно он состоит из двух вращающихся в противоположных направлениях дисков со штифтами (один неподвижный и один вращающийся, или оба вращающиеся). Поверхность каждого диска имеет несколько колец из стальных штифтов, расположенных в переплетенном порядке. Материал подается в центр и перемещается к периферии под действием центробежной силы. Он подвергается интенсивному высокочастотному ударному воздействию и сдвигу между быстро вращающимися переплетенными стальными штифтами.
- Механизм управления: В мельнице с игольчатыми стержнями отсутствует встроенная система динамической классификации. Конечный размер частиц в основном зависит от скорости вращения дисков, плотности иголок, скорости подачи и присущей материалу хрупкости. Вокруг разгрузочного отверстия обычно устанавливается сито для улавливания крупных частиц, но это пассивный метод улавливания.
Углубленное сравнение методов контроля распределения размеров частиц (РРЧ).
Воздушная классификационная мельница (ВКМ) обладает явным преимуществом с точки зрения контроля гранулометрического состава. Причины этого можно проанализировать с следующих ключевых точек зрения:
Контроль чрезмерного помола
- Измельчитель ACM: Благодаря встроенному воздушному сортировочному колесу материал немедленно удаляется потоком воздуха, как только достигает заданной тонкости помола. Это предотвращает «переизмельчение». В результате кривая распределения частиц по размерам очень узкая и концентрированная, крупные частицы (D97 или D100) тщательно отсекаются, а доля ультрадисперсного порошка невелика.
- Стержневая мельница: Время, которое материал проводит, перемещаясь наружу через систему штифтов, относительно постоянно. Даже если часть материала уже достигла желаемой тонкости помола, он может продолжать подвергаться ударам до выгрузки из мельницы. Это приводит к образованию значительного количества вторичных ультрадисперсных частиц (переизмельчение). В результате хвост кривой распределения частиц по размерам удлиняется (увеличивается содержание ультрадисперсных частиц).
Гибкость и точность регулировки
- Шлифовальная машина ACM: Регулировка размера частиц чрезвычайно удобна. Пользователям не нужно останавливать машину. Они могут точно установить целевой размер частиц, просто регулируя скорость вращения классификационного колеса и поток воздуха в системе с помощью частотно-регулируемого привода. (Например, точно контролируя D50 с точностью до нескольких микрометров.)
- Стержневая мельница: Для изменения размера частиц на выходе обычно необходимо отрегулировать скорость вращения всего дискового элемента. Если требуются значительные регулировки, может даже потребоваться остановка машины для замены дискового элемента на элемент с другой плотностью или расположением элементов. В качестве альтернативы может потребоваться замена периферийного сита с другим размером ячейки. Линейность и точность регулировки значительно уступают показателям ACM.
Влияние повышения температуры на размер частиц
- Шлифовальная машина ACM: Через шлифовальную камеру проходит мощный поток воздуха, отводящий большую часть тепла, выделяющегося в процессе шлифовки. Работа при низких температурах не только сохраняет свойства материала, такие как химическая и физическая стабильность.
Это также предотвращает колебания размера частиц. Такие колебания могут возникать, когда материал размягчается или прилипает к стенкам камеры из-за нагрева. - Стержневая мельница: Из-за компактной конструкции и отсутствия мощного воздушного потока для отвода тепла, высокоскоростное трение и удары генерируют значительное количество тепла. Для термочувствительных материалов, таких как термопластичные смолы, сахар и материалы с высоким содержанием жира, это повышение температуры может легко привести к слипанию или плавлению. Такие изменения серьезно влияют на стабильность гранулометрического состава.
Сценарии применения и руководство по выбору
Хотя пневматические сортировочные мельницы обеспечивают превосходный контроль над распределением частиц по размерам, это не означает, что штифтовые мельницы не имеют места в промышленности. В реальном производстве выбор оборудования зависит от свойств материала и технических характеристик конечного продукта:
| Измерение | Воздушный сепаратор (ACM) | Шпиндельная мельница |
| Распределение частиц по размерам (PSD) | Очень узкий, точный контроль, резкое ограничение верхнего размера. | Относительно широкий, склонный к образованию сверхтонких частиц. |
| Диапазон тонкости помола | Вплоть до D97 = 5 ~ 15 мкм (сверхтонкий диапазон) | Обычно D97 = 45 ~ 150 мкм (средне-тонкий диапазон). |
| Типичные области применения | Материалы для катодов/анодов литиевых батарей, высококачественные неметаллические минералы (кварц, GCC), растительные белки (сухая фракционированная соя/гороховый белок), химическое сырье. | Продукты питания со средним содержанием жира (какао, промежуточные продукты химической промышленности), фармацевтические препараты, крупнозернистый/среднезернистый помол маслянистых или волокнистых материалов. |
| Сложность системы | Высокий уровень (требуется настройка классификатора, импульсно-струйный мешочный фильтр, вентилятор) | Низкая стоимость (простая конструкция, небольшая занимаемая площадь, простота в обслуживании) |
| Потребление энергии | Более высокое удельное энергопотребление на тонну, но при этом позволяет производить продукцию высокой стоимости. | Снижение энергопотребления на единицу продукции. |
Заключение
Какая мельница обеспечивает лучший контроль над распределением частиц по размерам?
Ответ, несомненно, таков: Мельница воздушного классификатора.
Его замкнутый динамический механизм управления, сочетающий измельчение и классификацию, эффективно предотвращает чрезмерное измельчение. Он удаляет крупные частицы из продукта и позволяет точно регулировать параметры размера частиц в режиме реального времени во время производства. Если к вашему продукту (например, к новым материалам для литиевых батарей или ультрадисперсным минеральным порошкам) предъявляются чрезвычайно строгие требования по спецификациям D50 и D97, то пневматическая классификационная мельница — идеальный выбор для этого процесса.
С другой стороны, штифтовая мельница лучше подходит для применений, где требования к распределению частиц по размерам менее строгие, а сам материал хрупкий. Она также подходит для традиционных сценариев измельчения, требующих высокой экономической эффективности и высокой производительности.
«Спасибо за прочтение. Надеюсь, моя статья вам поможет. Пожалуйста, оставьте комментарий ниже. Вы также можете связаться со службой поддержки Zelda Online по любым дополнительным вопросам».
— Опубликовано Эмили Чен
