Negli ultimi anni, le proprietà superiori delle particelle ultrafini hanno ottenuto un riconoscimento sempre maggiore. Un numero crescente di ricercatori si sta concentrando sullo studio della produzione di polveri fini. La tecnologia di macinazione a getto d'aria, in quanto importante metodo di preparazione di polveri ultrafini, è diventata uno dei metodi preferiti per lo sviluppo di materiali in micropolveri ad alte prestazioni. applicazione del mulino a getto d'aria Questa tecnologia si è diffusa in diversi settori, tra cui quello farmaceutico, chimico e dei materiali, grazie alla sua capacità di raggiungere un'elevata precisione e una granulometria fine. Garantisce un'efficace riduzione delle dimensioni delle particelle, preservando al contempo la qualità e le caratteristiche dei materiali sensibili.
Caratteristiche di mulino a getto d'aria
Il mulino a getto d'aria, noto anche come mulino a energia fluidizzata, utilizza flussi d'aria ad alta velocità per frantumare i materiali. La frantumazione avviene tramite collisione, impatto e taglio grazie agli elementi di impatto. I prodotti frantumati con un mulino a getto d'aria presentano una finezza uniforme e una distribuzione granulometrica ristretta. La polvere ottenuta ha un'elevata purezza, superfici lisce, forme regolari e una buona disperdibilità. Il processo riduce al minimo la contaminazione, consentendo persino di ottenere un ambiente sterile e privo di contaminazioni. Ciò lo rende adatto alla macinazione ultrafine in settori come quello alimentare e farmaceutico.
I mulini a getto d'aria non rilasciano grandi quantità di calore durante la macinazione. Pertanto, sono più adatti alla macinazione di materiali a basso punto di fusione o termosensibili. Il processo produttivo è altamente automatizzato, il che lo rende ideale per la produzione industriale su larga scala. La macinazione a getto d'aria può anche essere combinata con fasi successive, come l'essiccazione o la verniciatura. È possibile macinare simultaneamente i materiali e spruzzare soluzioni per la verniciatura o la modifica della superficie. Tuttavia, questo metodo presenta lo svantaggio di un elevato consumo energetico.
Applicazione del mulino a getto d'aria
Grazie ai suoi molteplici vantaggi, il mulino a getto d'aria svolge un ruolo estremamente importante in numerosi settori.
Estrazione mineraria e metallurgia
L'applicazione della tecnologia di macinazione a getto d'aria ha avuto origine nell'industria mineraria e metallurgica. È stata ampiamente studiata per la preparazione di polveri metalliche e non metalliche ultrafini. Trova ampia applicazione nella macinazione ultrafine di minerali non metallici come talco, marmo, caolino e mica. Viene inoltre utilizzata per la produzione di polveri ultrafini di carburo di tungsteno, argento e carburo di tantalio. Negli ultimi anni, la macinazione a getto d'aria ha mostrato nuove potenzialità nella separazione dei materiali e nell'utilizzo delle risorse derivanti dai rifiuti solidi.
Settore militare, aerospaziale e altri settori
I materiali in polvere ultrafini possono essere utilizzati per produrre materiali stealth per applicazioni come aerei e carri armati invisibili. I propellenti per razzi, ottenuti da ossidanti, catalizzatori e altri componenti ottenuti tramite fresatura a getto d'aria, hanno velocità di combustione più che doppie rispetto ai propellenti convenzionali.
Industria chimica, energia e altri settori
Il biossido di titanio, utilizzato come pigmento, richiede particelle di elevata granulometria e purezza. Per soddisfare questi requisiti, vengono generalmente utilizzati mulini a getto d'aria per frantumare il biossido di titanio. Il biossido di titanio ottenuto tramite macinazione a getto d'aria presenta una migliore stabilità e proprietà ottiche. Le prestazioni catalitiche dell'idrossido di alluminio migliorano dopo la macinazione a getto d'aria e può essere utilizzato come riempitivo nel marmo artificiale e nella fibra di vetro. Nella produzione di gomma, il nanoossido di zinco ottenuto tramite macinazione a getto d'aria presenta buoni effetti di deagglomerazione. Anche la sua dispersione in solventi organici è migliorata, potenziando le proprietà di vulcanizzazione della gomma naturale. Nel settore energetico, la paglia pretrattata dopo la macinazione influisce sulla formazione di residui di fermentazione. Ciò favorisce la fermentazione del biogas e aumenta il tasso di utilizzo energetico della paglia.
Campo medico
I mulini a getto d'aria possono frantumare erbe tradizionali cinesi comuni come ginseng, crisantemo, notoginseng, bacche di goji e forsizia. Possono macinare le materie prime vegetali fino a una granulometria compresa tra 1 e 5 μm. La polvere risultante presenta particelle fini, una distribuzione ristretta e una contaminazione minima, il che è estremamente vantaggioso per la dissoluzione e l'assorbimento del farmaco. Inoltre, i mulini a getto d'aria possono frantumare materiali duri come gusci e ossa, utilizzati nelle erbe tradizionali cinesi.
industria alimentare
Bucce di mela, bucce d'arancia, crusca di frumento, bucce di mais, bucce di soia, crusca di riso, polpa di barbabietola e bagassa di canna da zucchero sono ricche di vitamine e oligoelementi. Questi materiali hanno un grande valore nutrizionale, ma il loro sapore è scarso e l'assorbimento è limitato se consumati direttamente. Dopo essere stati finemente lavorati con mulini a getto d'aria, il sapore e l'assorbimento di questi materiali risultano significativamente migliorati.
Cosmetici
Coloranti e polveri riempitive, macinate a getto d'aria e aggiunte a fondotinta o ombretti, ne migliorano la compattezza. Ne risultano anche una migliore adesione e scorrevolezza. Nei prodotti per la cura della pelle, l'andrografolide diventa più idrosolubile dopo la macinazione a getto d'aria, consentendone una rapida dissoluzione e mantenendo la sua attività antibatterica. La polvere di VC e la polvere di perla, dopo la macinazione a getto d'aria ultrafine, vengono assorbite più facilmente se aggiunte ai prodotti per la cura della pelle.
Elettronica
La polvere di ossido di ferro ultrafine può essere utilizzata per produrre materiali magnetici ad alte prestazioni.
La polvere di silice ultrafine può essere utilizzata per produrre materiali resistivi ad alte prestazioni. La polvere di ossido di alluminio ultrafine ad elevata purezza viene utilizzata per produrre substrati in zaffiro per chip LED. I substrati realizzati con polveri ultrafini presentano una buona stabilità, un'elevata trasmissione luminosa e non assorbono la luce visibile. La polvere di molibdeno trattata con tecnologia di fresatura a getto d'aria presenta particelle di dimensioni inferiori, una distribuzione granulometrica più stretta e una morfologia uniforme. La sua densità apparente e la densità di riempimento sono migliorate, rendendola più adatta alla produzione di lampadine, tubi elettronici e circuiti integrati.
Nuovo campo energetico
I materiali frantumati mediante mulini a getto d'aria presentano una granulometria media fine e una distribuzione dimensionale ristretta. Le particelle hanno superfici lisce, forme uniformi, elevata purezza, alta attività e buona disperdibilità. Queste proprietà soddisfano i requisiti per la preparazione di materiali per elettrodi, consentendo un'ampia gamma di applicazioni. I materiali tipici adatti alla macinazione a getto d'aria includono ossido di litio-manganese, ossido di litio-cobalto e fosfato di litio-ferro. Altri materiali includono carbonato di litio, grafite sferica, coke di petrolio, coke di asfalto e materiali ternari. Sono inoltre applicabili leghe di nichel-idrogeno, ossalato ferroso, titanato di litio e ossido di litio-manganese.
Classificazione del mulino a getto d'aria
Mulino a getto d'aria piatto
Il mulino a getto d'aria di tipo piatto, noto anche come mulino a getto d'aria a dischi orizzontali, è il mulino a getto d'aria più utilizzato nell'industria. Presenta una struttura semplice, un funzionamento semplice e una classificazione automatica. Tuttavia, l'apparecchiatura presenta una bassa energia d'impatto e una bassa resistenza alla macinazione. Durante la lavorazione di materiali con elevata durezza, le intense collisioni e l'attrito con le pareti della camera possono causare contaminazione. È adatto a un'ampia gamma di materiali, in particolare quelli composti da aggregati o agglomerati.
Mulino a getto d'aria a letto fluido
Il mulino a getto d'aria a letto fluido è un nuovo tipo di mulino a getto d'aria. Presenta vantaggi quali una distribuzione granulometrica ristretta, un'elevata efficienza di macinazione, un basso consumo energetico, una contaminazione minima del prodotto e una ridotta usura dei componenti. Tuttavia, l'attrezzatura ha un costo più elevato.
Poiché il materiale deve essere fluidizzato per essere frantumato da getti d'aria, in genere è necessario che abbia una finezza adeguata. Questo è particolarmente importante per i materiali ad alta densità. È comunemente utilizzato in settori come quello delle resine sintetiche, delle resine fenoliche, dei prodotti farmaceutici, dei cosmetici, delle ceramiche avanzate, delle polveri magnetiche e dei materiali per batterie per la macinazione ultrafine, la dispersione e la formatura.
Conclusione
Esistono vari tipi di apparecchiature di macinazione a getto d'aria ultrafine, ciascuna con distinte differenze strutturali. Ogni tipologia presenta i propri vantaggi e svantaggi. In futuro, le principali tendenze di sviluppo delle apparecchiature di macinazione a getto d'aria ultrafine si concentreranno sull'aumento della produttività delle singole macchine e sulla riduzione del consumo energetico per unità di prodotto. Anche il miglioramento della finezza del prodotto e l'aumento dei limiti di frantumazione delle apparecchiature saranno aree chiave di sviluppo. Il controllo online della finezza del prodotto e della distribuzione granulometrica diventerà sempre più importante.
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