Ces dernières années, les propriétés supérieures des particules ultrafines ont été de plus en plus reconnues. De nombreux chercheurs s'intéressent à l'étude de la fabrication des poudres fines. Le broyage par jet d'air, méthode importante de préparation des poudres ultrafines, est devenu l'une des méthodes privilégiées pour le développement de matériaux micropoudreux haute performance. application du broyeur à jet d'air Cette technologie s'est développée dans divers secteurs, notamment pharmaceutique, chimique et des sciences des matériaux, grâce à sa capacité à atteindre une grande précision et une granulométrie fine. Elle garantit une réduction efficace de la taille des particules tout en préservant la qualité et les caractéristiques des matériaux sensibles.
Caractéristiques de broyeur à jet d'air
Le broyeur à jet d'air, également appelé broyeur à énergie fluidisée, utilise des flux d'air à grande vitesse pour broyer les matériaux. Le broyage s'effectue par collision, impact et cisaillement grâce aux composants d'impact. Les produits broyés présentent une finesse uniforme et une granulométrie étroite. La poudre obtenue est d'une grande pureté, avec des surfaces lisses, des formes régulières et une bonne dispersibilité. Le procédé minimise la contamination, voire permet d'atteindre un environnement stérile. Il est ainsi parfaitement adapté au broyage ultrafin dans des secteurs tels que l'agroalimentaire et la pharmacie.
Les broyeurs à jet d'air ne dégagent pas de grandes quantités de chaleur lors du broyage. Ils sont donc plus adaptés au broyage de matériaux à bas point de fusion ou thermosensibles. Le processus de production est hautement automatisé, ce qui le rend idéal pour la production industrielle à grande échelle. Le broyage par jet d'air peut également être combiné à des étapes ultérieures, comme le séchage ou le revêtement. Il permet de broyer simultanément des matériaux tout en pulvérisant des solutions de revêtement ou de modification de surface. Cependant, cette méthode présente l'inconvénient d'une forte consommation d'énergie.
Application du broyeur à jet d'air
Grâce à ses nombreux avantages, le broyeur à jet d'air joue un rôle extrêmement important dans de nombreux domaines.
Exploitation minière et métallurgie
L'application de la technologie de broyage par jet d'air trouve son origine dans l'industrie minière et métallurgique. Elle a fait l'objet de nombreuses études pour la préparation de poudres ultrafines de métaux et de non-métaux. Elle est largement utilisée pour le broyage ultrafin de minéraux non métalliques tels que le talc, le marbre, le kaolin et le mica. Elle est également employée pour la production de poudres ultrafines de carbure de tungstène, d'argent et de carbure de tantale. Ces dernières années, le broyage par jet d'air a démontré un nouveau potentiel dans la séparation des matériaux et la valorisation des déchets solides.
Militaire, aérospatial et autres domaines
Les poudres ultrafines permettent de fabriquer des matériaux furtifs destinés à des applications telles que les aéronefs et les chars invisibles. Les propergols pour fusées, composés d'oxydants, de catalyseurs et d'autres composants broyés par jet d'air, présentent des vitesses de combustion plus de deux fois supérieures à celles des propergols conventionnels.
Industrie chimique, énergie et autres domaines
Le dioxyde de titane, utilisé comme pigment, exige une granulométrie et une pureté élevées. Les broyeurs à jet d'air sont généralement utilisés pour broyer le dioxyde de titane et répondre à ces exigences. Le dioxyde de titane broyé par jet d'air présente une meilleure stabilité et de meilleures propriétés optiques. Les performances catalytiques de l'hydroxyde d'aluminium sont améliorées après broyage par jet d'air, et il peut être utilisé comme charge dans le marbre artificiel et la fibre de verre. Dans la production de caoutchouc, l'oxyde de zinc nanométrique broyé par jet d'air présente de bons effets de désagglomération. Sa dispersion dans les solvants organiques est également améliorée, ce qui renforce les propriétés de vulcanisation du caoutchouc naturel. Dans le secteur de l'énergie, le prétraitement de la paille après broyage influe sur la formation de résidus de fermentation. Ceci favorise la fermentation du biogaz et augmente le taux d'utilisation énergétique de la paille.
domaine médical
Les broyeurs à jet d'air permettent de broyer des plantes médicinales chinoises traditionnelles courantes telles que le ginseng, le chrysanthème, le notoginseng, les baies de goji et le forsythia. Ils réduisent les matières premières végétales en particules de 1 à 5 μm. La poudre obtenue présente des particules fines, une granulométrie étroite et une contamination minimale, ce qui est très bénéfique pour la dissolution et l'absorption du principe actif. De plus, les broyeurs à jet d'air peuvent broyer des matériaux durs comme les coquillages et les os utilisés dans la médecine traditionnelle chinoise.
industrie alimentaire
Les pelures de pommes et d'oranges, le son de blé, les spathes de maïs, les peaux de soja, le son de riz, la pulpe de betterave et la bagasse de canne à sucre sont riches en vitamines et oligo-éléments. Ces matières premières possèdent une grande valeur nutritive, mais leur goût est peu agréable et leur absorption limitée lorsqu'elles sont consommées directement. Après un broyage fin par jet d'air, leur goût et leur absorption sont nettement améliorés.
Produits de beauté
Les colorants et les poudres de remplissage, une fois broyés par jet d'air et incorporés au fond de teint ou à l'ombre à paupières, améliorent la compacité de la poudre. Leur adhérence et leur texture sont également optimisées. Dans les produits de soin, l'andrographolide devient plus soluble dans l'eau après broyage par jet d'air, ce qui lui permet de se dissoudre rapidement tout en conservant son activité antibactérienne. La poudre de vitamine C et la poudre de perle, après broyage ultrafin par jet d'air, sont plus facilement absorbées lorsqu'elles sont ajoutées aux produits de soin.
Électronique
La poudre d'oxyde de fer ultrafine peut être utilisée pour produire des matériaux magnétiques haute performance.
La poudre de silice ultrafine permet de fabriquer des matériaux résistifs haute performance. La poudre d'oxyde d'aluminium ultrafine de haute pureté est utilisée pour la fabrication de substrats en saphir destinés aux puces LED. Les substrats réalisés à partir de poudres ultrafines présentent une bonne stabilité, une transmittance lumineuse élevée et n'absorbent pas la lumière visible. La poudre de molybdène traitée par broyage au jet d'air possède une granulométrie plus fine, une distribution granulométrique plus étroite et une morphologie uniforme. Sa masse volumique apparente et sa masse volumique tassée sont améliorées, ce qui la rend plus adaptée à la fabrication d'ampoules, de tubes électroniques et de circuits intégrés.
nouveau champ énergétique
Les matériaux broyés par broyeur à jet d'air présentent une granulométrie moyenne fine et une distribution granulométrique étroite. Les particules possèdent des surfaces lisses, des formes uniformes, une grande pureté, une forte réactivité et une bonne dispersibilité. Ces propriétés répondent aux exigences de la préparation des matériaux d'électrode, ce qui explique leurs nombreuses applications. Parmi les matériaux typiquement adaptés au broyage par jet d'air, on trouve l'oxyde de lithium-manganèse, l'oxyde de lithium-cobalt et le phosphate de fer lithié. D'autres matériaux, tels que le carbonate de lithium, le graphite sphérique, le coke de pétrole, le coke d'asphalte et les matériaux ternaires, conviennent également. Les alliages nickel-hydrogène, l'oxalate ferreux, le titanate de lithium et l'oxyde de nickel-manganèse-lithium sont également utilisables.
Classification des broyeurs à jet d'air
broyeur à jet d'air plat
Le broyeur à jet d'air plat, également appelé broyeur à jet d'air à disque horizontal, est le broyeur à jet d'air le plus répandu dans l'industrie. De structure simple, il est facile à utiliser et son système de tri est automatique. Cependant, son énergie d'impact et sa puissance de broyage sont limitées. Lors du traitement de matériaux très durs, les chocs et frottements intenses avec les parois de la chambre peuvent entraîner des contaminations. Il convient à une large gamme de matériaux, notamment ceux composés d'agrégats ou d'agglomérats.
broyeur à jet d'air à lit fluidisé
Le broyeur à jet d'air à lit fluidisé est un nouveau type de broyeur à jet d'air. Il présente des avantages tels qu'une granulométrie étroite, un rendement de broyage élevé, une faible consommation d'énergie, une contamination minimale du produit et une usure réduite des composants. Cependant, cet équipement est plus coûteux.
Le broyage par jets d'air nécessitant la fluidisation du matériau, une finesse suffisante est généralement requise. Ceci est particulièrement important pour les matériaux à haute densité. Ce procédé est couramment utilisé dans des secteurs tels que les résines synthétiques, les résines phénoliques, les produits pharmaceutiques, les cosmétiques, les céramiques techniques, les poudres magnétiques et les matériaux pour batteries, pour le broyage ultrafin, la dispersion et le façonnage.
Conclusion
Il existe différents types de broyeurs à jet d'air ultrafins, chacun présentant des caractéristiques structurelles distinctes. Chaque type possède ses propres avantages et inconvénients. À l'avenir, les principaux axes de développement de ces broyeurs seront l'augmentation du rendement par machine et la réduction de la consommation d'énergie par unité de produit. L'amélioration de la finesse du produit et l'optimisation des limites de broyage constitueront également des axes de développement clés. Le contrôle en ligne de la finesse du produit et de la granulométrie revêtira une importance croissante.
Poudre épique
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