1. خلفية المشروع
خصائص المواد: يشتهر الجرافيت الطبيعي من تنزانيا بدرجة تبلوره العالية، ومحتواه الكربوني المستقر، وبنيته الرقائقية المتماسكة. ومع ذلك، ونظرًا لصلابته المتأصلة وخصائصه التشحيمية الطبقية، يصعب طحن الجرافيت إلى أحجام ميكرونية في المطاحن الميكانيكية التقليدية، كما أنه عرضة لتكتل الجزيئات.
متطلبات العميل: كان هدف العميل استخدام الجرافيت كمادة أولية لتصنيع مواد تشحيم عالية الجودة، أو طلاءات موصلة، أو مواد أنود لبطاريات الليثيوم أيون. تطلّب ذلك دقة متناهية في توزيع حجم الجسيمات (PSD) ونعومة فائقة، مع حجم جسيمات مستهدف يبلغ d97 ≤ 4 ميكرومتر. ولتحقيق هذه المعايير العالية، ركّز المشروع على الطحن فائق النعومة للجرافيت الطبيعي باستخدام تقنيات ديناميكا الموائع المتقدمة.
2. المعدات الأساسية: مطحنة نفاثة من سلسلة MQW
لمعالجة الخصائص الفيزيائية للجرافيت، اخترنا مسحوق ملحمي سلسلة MQW مطحنة نفاثة ذات طبقة مميعة لطحن الجرافيت الطبيعي بدقة فائقة.
المزايا التقنية لسلسلة MQW:
- آلية الطحن الذاتي: تستخدم هذه التقنية تدفق الهواء فوق الصوتي لإحداث تصادمات عالية السرعة بين جزيئات الجرافيت. وهذا يضمن الحفاظ على الخصائص الفيزيائية الطبيعية للجرافيت إلى أقصى حد مع التخلص من التلوث المعدني الثانوي.
- التصنيف الدقيق المتكامل: يسمح تصميم عجلة التصنيف الأفقية عالية السرعة بالتحكم الدقيق في PSD - وهو عامل حاسم في تحقيق حجم أقل من 4 ميكرومتر.
- الطحن متساوي الحرارة: يعمل تأثير التبريد الناتج عن الغاز المضغوط المتمدد على تعويض الحرارة المتولدة أثناء الطحن، مما يحمي البنية البلورية للجرافيت.
3. معايير العملية والنتائج التجريبية
أثناء الاختبارات التي أجريناها في مركز البحث والتطوير التابع لنا، تم تحسين معايير العملية خصيصاً للجرافيت التنزاني:
| مؤشر | المعايير التجريبية |
| حجم التغذية | 100-200 مش (مسحوق خشن) |
| المنتج النهائي d97 | 3.76 ميكرومتر |
| سرعة المصنف | 5500 – 6200 دورة في الدقيقة (يتم تعديلها حسب الطراز) |
| ضغط الطحن | 0.7 – 0.8 ميجا باسكال |
| مورفولوجيا الجسيمات | بنية رقائقية سليمة مع قابلية تشتت ممتازة |