تهدف هذه المقالة إلى وصف مبدأ عمل مطحنة النفث. تُستخدم مطحنة النفث، والتي تُسمى أيضًا مطحنة الطاقة السائلة، في تفتيت المواد الصلبة إلى جزيئات دقيقة.
التفتيت الميكروني مصطلح يُستخدم لوصف عملية تقليل حجم الجسيمات بحيث يكون توزيع حجم الجسيمات الناتج أقل من 10 ميكرونات. تُستخدم المطاحن النفاثة لتفتيت المواد الصلبة من المواد الكيميائية والصيدلانية والأصباغ والمعادن، وغيرها من المواد الحساسة للحرارة والمسببة للتآكل والكاشطة.
تُعتبر عملية الطحن الدقيق عملية معقدة تُنتج مسحوقًا ناعمًا وجزيئات خشنة. تعمل المطاحن النفاثة بالهواء المضغوط أو الغاز أو البخار فائق التسخين عالي الضغط. لا تحتوي هذه المطاحن على أجزاء متحركة، مما يمنع التلوث الناتج عن ملامستها لوسائط الطحن الخارجية. كما يُعد طحن المواد الحساسة للحرارة والشمعية مثاليًا لها لعدم توليدها حرارة احتكاكية.
مطحنة النفث الحلزونية: التدفق الحلزوني لغاز الطحن
تتم عملية الطحن في الحجرة المركزية لطاحونة الطاقة النفاثة، حيث تُدفع المادة المعالجة بسرعة تقارب سرعة الصوت حول محيط الحجرة الحلقية بواسطة نفاثات متعددة من الهواء أو البخار. ولا تُستخدم أي وسائط طحن. وينتج تقليل الحجم عن التصادمات عالية السرعة بين جزيئات المادة المعالجة نفسها. صُمم الجزء الداخلي من الحجرة للسماح بإعادة تدوير الجزيئات كبيرة الحجم، مما يُعزز حدوث هذه التصادمات وتأثيرها. ومع انخفاض حجم الجزيئات وفقدانها التدريجي للكتلة، فإنها تهاجر بشكل طبيعي نحو منفذ التفريغ المركزي، مما يجعل عملية التصنيف الدقيق آلية وقابلة للتحكم.
صور طاحونة الهواء النفاثة الحلزونية
لنأخذ مطحنة النفث الحلزونية المسطحة كمثال. تتم عملية التفتيت والتصنيف في حجرة أسطوانية ضحلة. يُضخ الهواء أو البخار عالي الضغط إلى هذه الحجرة عبر فوهات مصممة خصيصًا ومثبتة على الجدار المحيطي على مسافات منتظمة. يكون محور كل نفث مماسًا لمحيط دائرة أصغر وهمية متحدة المركز.
مجموعة منتجات مطاحن النفث الحلزونية
مطحنة نفاثة ذات طبقة مميعة: طبقة منتج مميعة للطحن
ال مطحنة نفاثة ذات طبقة مميعة تتضمن هذه التقنية طحنًا دقيقًا في الطور الكثيف باستخدام نفاثات حرة مضطربة، بالإضافة إلى تصنيف هوائي طرد مركزي عالي الكفاءة، كل ذلك ضمن هيكل واحد. يتيح هذا المزيج تحسين عملية الطحن من خلال زيادة احتمالية تصادم الجسيمات ببعضها لتكسيرها، وتشتيت الجسيمات بدرجة عالية لتحسين الفصل، مما يؤدي إلى انخفاض استهلاك الطاقة الإجمالي. يُعد الطحن النفاث طريقة فعالة لطحن أو تفتيت مختلف المواد الكيميائية والبوليمرات والسيراميك وغيرها من المواد الهشة. يمكن طحن المنتجات الكاشطة والحساسة للحرارة بدقة متناهية مع الحد الأدنى من التلوث. يتميز التصميم بالبساطة وسهولة التنظيف والفعالية من حيث التكلفة، ويوفر تحكمًا دقيقًا في الحجم النهائي مع توزيعات ضيقة في نطاق الأحجام من 95% < 5 ميكرومتر إلى 95% < 70 ميكرومتر. تتحكم خلايا الحمل بدقة في حمل المطحنة لتحقيق كفاءة طحن مثالية وتحكم دقيق في توزيع حجم المنتج.
يُدخل صمام مزدوج أو حاقن المواد الخام إلى الهيكل المشترك. تتشكل حمولة المطحنة بغمر منطقة الطحن فوق فوهات الطحن. تعمل تيارات حرة مضطربة على تسريع الجزيئات لتصطدم وتتكسير. بعد الاصطدام، يغادر السائل والجزيئات المُصغّرة طبقة الطحن وتتجه صعودًا إلى المصنف المركزي، حيث تحدد سرعة الدوار حجم الجزيئات التي ستستمر مع السائل عبر الدوار وتلك التي ستُعاد إلى طبقة الجزيئات لمزيد من التصغير. يُسهم التشتت العالي للجزيئات الخارجة من منطقة الطحن في إزالة المصنف للجزيئات الدقيقة بكفاءة. تسمح معايير التشغيل، مثل سرعة الدوار وضغط الفوهة ومستوى طبقة الطحن، بتحسين الإنتاجية وحجم المنتج وشكل التوزيع.
صور مطحنة نفاثة ذات طبقة مميعة
مجموعة منتجات مطاحن النفث ذات الطبقة المميعة
العوامل التي يجب مراعاتها عند استخدام مطاحن النفث
- ما هو حجم جزيئات المادة الخام؟
- ما هو حجم الجسيمات المستهدفة؟
- هل المادة عبارة عن مسحوق قابل للاشتعال؟
- هل المادة كاشطة؟
مرشحون جيدون
- كثيف، صلب، كاشط، هش، قابل للتفتت
- المواد التي تستجيب للصدمات بانتشار الشقوق
مرشحون ضعفاء
- رطب، لزج، متشابك، مرن، قابل للتشوه، خفيف/هش
- المواد التي تمتص الصدمات و/أو يصعب تسريعها
المواد النموذجية التي تتم معالجتها بواسطة مطحنة النفث
المواد الكيميائية الزراعيةدلتامثرين، كاربندازيم، كارباريل، مبيد للجراثيم، مبيد للأعشاب، مبيد للفطريات، إلخ.
المواد الكيميائية: حمض الأديبيك، تيتانات الباريوم، كلوريد الكالسيوم، أكسيد الكروم، المحفز، إلخ.
السيراميك: هيدرات الألومنيوم، كربيد السيليكون، الفريت، الزجاج، أكسيد الزركونيوم، إلخ.
المعادن: البوكسيت، الجبس، الجرافيت، الميكا، التلك، خام التنتالوم، إلخ.
الدهانات: أسود الكربون، صبغة فلورية، ثاني أكسيد التيتانيوم، إلخ.
المستحضرات الصيدلانيةالأحماض الأمينية، المضادات الحيوية، الأسبرين، الغوانيلات، فوروسيميد، البنسلين، مركبات الفيتامينات، إلخ.
مواد البطارية: فوسفات حديد الليثيوم، فوسفات حديد الليثيوم والمنغنيز، كربونات الليثيوم، ثلاثي أحادي البلورة، ثلاثي متعدد البلورات، جرافيت صناعي، قطب سالب من السيليكون والكربون، قطب سالب من الجرافيت، إلخ.