Moagem de pó ultrafino a tecnologia é chamada de alta tecnologia entre séculos por cientistas do mundo todo. Após o refinamento, as propriedades do material mudam significativamente. Propriedades ópticas, elétricas, magnéticas e mecânicas são afetadas. Características térmicas, de superfície e de interface também mudam. Efeitos extraordinários são frequentemente alcançados no uso.
Moagem de pó ultrafino é geralmente dividido em pós de grau micrométrico, grau submicrométrico e grau nanométrico. A comunidade científica internacional costuma chamar pós ultrafinos Pós com tamanho de partícula superior a 1 μm são chamados de pós de grau micrométrico. Pós com tamanho de partícula entre 0,1 e 1 μm (ou seja, entre 100 nm e 1000 nm) são chamados de pós de grau submicrométrico. Pós com tamanho de partícula entre 0,001 e 0,1 μm (ou seja, entre 1 nm e 100 nm) são chamados de pós de grau nanométrico (também conhecidos como nanomateriais). Em um sentido amplo, nanomateriais se referem a materiais com pelo menos uma dimensão na escala nanométrica.
A tecnologia de moagem de pó ultrafino refere-se à preparação e utilização do pó ultrafino mencionado acima e tecnologias relacionadas. Seu conteúdo de pesquisa inclui tecnologia de preparação de pó ultrafino, tecnologia de classificação, tecnologia de separação, tecnologia de secagem, tecnologia de transporte, mistura e homogeneização, tecnologia de modificação de superfície, tecnologia de compósitos de partículas, tecnologia de detecção, tecnologia de embalagem, armazenamento e transporte, tecnologia de aplicação, tecnologia de segurança no processo de preparação, armazenamento e transporte, etc.
Características do pó ultrafino
- Ela tem uma área de superfície específica enorme. Conforme o tamanho da partícula diminui, o total de átomos por partícula reduz. A contagem de átomos da superfície aumenta rapidamente com partículas menores. Conforme a área de superfície específica aumenta, a energia da superfície também aumenta.
- Baixo ponto de fusão, propriedades químicas instáveis.
- Fácil de formar aglomerados. Como as partículas são pequenas e têm grande energia de superfície, as partículas tendem a se agregar automaticamente para formar partículas maiores para reduzir a energia de superfície. Essa propriedade traz grandes dificuldades para a preparação de pós ultrafinos. Para evitar a aglomeração, polímeros ou íons de eletrólitos são geralmente adicionados como agentes de proteção.
- Forte absorção de luz. Metais a granel têm baixa absorção de luz visível, forte refletividade e apresentam diferentes brilhos. No entanto, nanopós metálicos têm forte absorção de luz visível, baixa refletividade e são quase todos pretos, e a banda de absorção de luz é deslocada para o azul.
- Nanopartículas apresentam superparamagnetismo ou alta coercividade em tamanhos críticos. Por exemplo, partículas de α-ferro, Fe3O4, α-Fe2O3 e Ni tornam-se superparamagnéticas quando seus tamanhos de partícula são 5 nm, 16 nm, 20 nm e 15 nm, respectivamente. Nanopartículas à base de ferro têm um magnetismo muito mais forte do que materiais a granel. Elas exibem superparamagnetismo ou alta coercividade. O pó de ferro ultrafino (10 nm) é um único domínio magnético. Ele pode atuar como uma unidade de dados em dispositivos de armazenamento magnético de alta densidade.
- Boa condutividade térmica. O pó ultrafino praticamente não apresenta resistência térmica em baixas temperaturas e possui excelente condutividade térmica.
- Micropós metálicos mostram uma queda acentuada na condutividade. Pós não metálicos mostram um aumento acentuado na condutividade. Pó de prata a 10–15 nm se torna não condutor. SiO₂ a 15–20 nm se torna condutor.
- As propriedades mecânicas são duplicadas. A dureza do cobre com tamanho de partícula de 6 nm é 500% maior que a do cobre a granel.
Como escolher o processo de moagem ultrafina?
A moagem mecânica ultrafina tem como alvo partículas com tamanho d97 ≤ 10 μm. Inclui métodos de processamento a seco e a úmido.
O processo de moagem ultrafina a seco é um processo de moagem ultrafina amplamente utilizado para materiais duros e quebradiços. O processo de produção é curto e não são necessários equipamentos de filtragem, secagem e outros processos de desidratação subsequentes ao produzir pó seco. Portanto, ele tem as características de operação simples, fácil controle, baixo investimento e baixo custo operacional.
A moagem ultrafina úmida usa água como um auxiliar de moagem. A moagem úmida ajuda na dispersão do pó. A alta densidade da água melhora a classificação fina. Ela oferece alta eficiência, tamanho fino e distribuição estreita. A produção de pó seco precisa de equipamentos de filtragem e secagem. O pó seco pode se aglomerar e exigir desaglomeração. O processo precisa de mais equipamentos e é mais complexo.
Como escolher equipamento de moagem de pó ultrafino?
A seleção do equipamento é crítica para a moagem ultrafina. Depende das propriedades do material, como dureza, densidade, umidade e tamanho da alimentação. Também é afetada pela produtividade, finura do produto e distribuição do tamanho das partículas. Pureza, formato das partículas e configuração do processo também são importantes. O equipamento deve atender aos requisitos de tamanho do produto, capacidade e tamanho máximo da alimentação.
Para pós ultrafinos de minerais industriais a granel, como carbonato de cálcio pesado, talco, caulim e wollastonita, deve-se priorizar o equipamento de moagem ultrafina a seco devido ao seu menor custo unitário. O equipamento de moagem ultrafina úmida é adequado para a moagem fina de materiais com diferentes durezas.
Moinhos de jato de ar São um dos principais equipamentos de moagem de pós ultrafinos. São ideais para materiais finos, de alta pureza e alto valor agregado. Podem produzir pós com d97 = 3–5 μm. A produção varia de dezenas de quilogramas a várias toneladas por hora. São utilizados para minerais não metálicos como talco, grafite, volastonita e caulim. Também são utilizados para abrasivos, produtos químicos, pigmentos, produtos farmacêuticos, metais e terras raras.
Moinhos classificadores de ar são amplamente utilizados na indústria de minerais não metálicos. Comumente utilizados para caulim à base de carvão, calcita, mármore, giz, talco e esteatita. Também utilizados para produtos químicos e pesticidas em moagem ultrafina. A finura típica do produto atinge d97 = 10μm (malha 1250). Com classificadores de alto desempenho, produtos de d97 = 5–7μm podem ser produzidos.
Moinhos de bolas São amplamente utilizados para caulim, carbonato de cálcio pesado, mica e talco. Utilizam esferas ou segmentos de aço como meio de moagem. A distribuição granulométrica do produto é geralmente ampla. São frequentemente utilizados em moagem em circuito fechado com classificadores. Este processo de moagem a seco em circuito fechado com moinho de bolas e classificador é utilizado para a produção de carbonato de cálcio pesado ultrafino. Tamanho de alimentação ≤ 5 mm, com finura do produto de d97 = 5–45 μm.
O moinho turbo é um novo equipamento de moagem de pó fino e ultrafino seco desenvolvido na China. É adequado para moer calcário, calcita, mármore, talco, wollastonita, caulim, barita, quartzo e feldspato. Tamanho de alimentação ≤30 mm, com finura do produto ajustável entre d97 = 40–10μm (malha 400–1250).
Conclusão
A chave para selecionar o processo e o equipamento de moagem de pó ultrafino adequados reside na compreensão completa das características do material, dos requisitos de produção e das especificações do produto. Ao considerar fatores como eficiência de moagem, distribuição granulométrica, consumo de energia e manutenção do equipamento, é possível escolher o processo e o equipamento mais adequados para melhorar a eficiência da produção, reduzir custos e garantir a qualidade do produto.
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