ความท้าทายทางเทคโนโลยีหลักของผงละเอียดพิเศษคืออะไร?

ผงอัลตราไฟน์s หมายถึงวัสดุที่มีขนาดอนุภาคตั้งแต่ระดับไมครอนไปจนถึงระดับนาโนเมตร ตามความเห็นพ้องต้องกันใน แร่ อุตสาหกรรมการแปรรูป ผงละเอียดมากs ถูกกำหนดให้เป็นผงที่มี 100% ขนาดอนุภาค น้อยกว่า 30 ไมโครเมตร วัสดุนาโนมีคุณสมบัติเฉพาะตัวที่วัสดุแบบดั้งเดิมไม่มี เช่น ผลกระทบด้านขนาด ผลกระทบอุโมงค์ควอนตัมในระดับมหภาค และผลกระทบด้านพื้นผิว คุณสมบัติเหล่านี้ทำให้วัสดุนาโนถูกนำไปใช้อย่างแพร่หลาย

อย่างไรก็ตาม วัสดุนาโนมีพื้นที่ผิวจำเพาะขนาดใหญ่และมีกิจกรรมสูง ทำให้ไม่เสถียรอย่างยิ่ง มีแนวโน้มสูงที่จะเกิดการรวมตัว ซึ่งนำไปสู่การสูญเสียคุณสมบัติดั้งเดิม และลดคุณค่าของวัสดุ ปัญหาการรวมตัวเป็นปัญหาสำคัญทางเทคโนโลยีที่จำกัดการพัฒนาวัสดุนาโน

การรวมตัวของผงละเอียดพิเศษ หมายถึงปรากฏการณ์ที่อนุภาคผงหลักเชื่อมต่อกันจนเกิดเป็นกลุ่มอนุภาคขนาดใหญ่ขึ้นในระหว่างการเตรียม การแยก การจัดการ หรือการจัดเก็บ สาเหตุของการรวมตัวของผงละเอียดพิเศษ ผงs มีสามประการหลักๆ:

1. ปฏิสัมพันธ์ระหว่างโมเลกุล อนุภาค
2. ปฏิสัมพันธ์ทางไฟฟ้าสถิตระหว่างอนุภาค
3. การยึดเกาะของอนุภาคในอากาศ

ปฏิสัมพันธ์ระหว่างโมเลกุลที่นำไปสู่การรวมตัว:

เมื่อวัสดุแร่ถูกบดให้มีขนาดหนึ่ง ระยะห่างระหว่างอนุภาคจะเล็กลงอย่างมาก และแรงแวนเดอร์วาลส์ระหว่างอนุภาคจะมีขนาดใหญ่กว่าแรงโน้มถ่วงของอนุภาคเองมาก ดังนั้น อนุภาคขนาดเล็กพิเศษจึงมีแนวโน้มที่จะดึงดูดและรวมตัวเข้าด้วยกัน พันธะไฮโดรเจน สะพานน้ำที่ถูกดูดซับ และอื่นๆ เคมี พันธะบนพื้นผิวของอนุภาคละเอียดยังทำให้เกิดการยึดเกาะและการรวมตัวของอนุภาคอีกด้วย

ปฏิสัมพันธ์ทางไฟฟ้าสถิตที่นำไปสู่การรวมตัว

ในกระบวนการอัลตราไฟน์นิ่ง (ultrafineing) เนื่องจากมีแรงกระแทก แรงเสียดทาน และขนาดอนุภาคที่เล็กลง ประจุบวกหรือลบจำนวนมากจึงสะสมอยู่บนพื้นผิวของอนุภาคอัลตราไฟน์นิ่งที่เพิ่งก่อตัวขึ้น อนุภาคเหล่านี้มีความไม่เสถียรสูงเนื่องจากส่วนที่ยื่นออกมาบนพื้นผิวมีประจุบวกหรือลบ อนุภาคเหล่านี้จะดึงดูดกันและเกิดมุมแหลมคมสัมผัสกัน ทำให้เกิดการรวมตัวกัน แรงหลักที่เกิดขึ้นคือแรงไฟฟ้าสถิต

การยึดเกาะของอนุภาคในอากาศ

เมื่อความชื้นสัมพัทธ์ของอากาศสูงกว่า 65% ไอน้ำจะเริ่มควบแน่นบนพื้นผิวและระหว่างอนุภาค การก่อตัวของสะพานของเหลวระหว่างอนุภาคนี้ช่วยเพิ่มผลการรวมตัวกันอย่างมาก นอกจากนี้ ในระหว่างกระบวนการบด แร่ธาตุจะดูดซับพลังงานกลหรือพลังงานความร้อนจำนวนมาก ทำให้พลังงานพื้นผิวของอนุภาคขนาดเล็กพิเศษที่เพิ่งก่อตัวขึ้นใหม่สูงมาก อนุภาคเหล่านี้อยู่ในสภาวะที่ไม่เสถียร และเพื่อลดพลังงานพื้นผิว พวกมันจึงมีแนวโน้มที่จะรวมตัวกัน ทำให้เกิดความเสถียร

วิธีการกระจายตัวในเฟสของเหลว

การกระจายเชิงกล

การกระจายตัวเชิงกลใช้แรงเฉือนหรือแรงกระแทกจากภายนอกเพื่อกระจายอนุภาคนาโนในตัวกลาง วิธีการประกอบด้วย การบดการบดแบบลูกบอล การบดแบบสั่นสะเทือน เครื่องบดคอลลอยด์ เครื่องบดแบบเจ็ทลม และการกวนเชิงกล อย่างไรก็ตาม เมื่ออนุภาคหลุดออกจากสนามปั่นป่วนที่เกิดจากการกวนเชิงกล สภาพแวดล้อมภายนอกจะกลับคืนสู่สภาวะปกติ และอนุภาคอาจรวมตัวกันอีกครั้ง ดังนั้น การใช้การกวนเชิงกลร่วมกับสารเคมีช่วยกระจายตัวจึงมักให้ผลลัพธ์การกระจายตัวที่ดีกว่า

การกระจายตัวของสารเคมี

การกระจายตัวทางเคมีถูกนำมาใช้กันอย่างแพร่หลายในการผลิตทางอุตสาหกรรมเพื่อกระจายตัว ผงละเอียดมากs ในสารแขวนลอย โดยการเติมอิเล็กโทรไลต์อนินทรีย์ สารลดแรงตึงผิว และสารกระจายตัวพอลิเมอร์ สมบัติพื้นผิวของผงจะถูกเปลี่ยนแปลง โดยเปลี่ยนแปลงปฏิกิริยาระหว่างตัวกลางของเหลวและระหว่างอนุภาคเพื่อให้เกิดการกระจายตัว สารกระจายตัวประกอบด้วยสารลดแรงตึงผิว อิเล็กโทรไลต์อนินทรีย์โมเลกุลขนาดเล็ก สารกระจายตัวพอลิเมอร์ และสารคู่ควบ โดยสารกระจายตัวพอลิเมอร์เป็นสารที่นิยมใช้มากที่สุด

วิธีอัลตราโซนิก

การกระจายตัวด้วยคลื่นอัลตราโซนิกเกี่ยวข้องกับการวางสารแขวนลอยลงในสนามอัลตราโซนิกโดยตรง และควบคุมความถี่และเวลาที่เหมาะสมในการกระจายตัวของอนุภาค อัลตราซาวนด์มีประสิทธิภาพมากกว่าในการกระจายตัวของอนุภาคระดับนาโน การเกิดโพรงอากาศด้วยคลื่นอัลตราโซนิกจะสร้างอุณหภูมิสูง ความดันสูง คลื่นกระแทกแรง และไมโครเจ็ตในบริเวณนั้น ซึ่งทำให้ปฏิกิริยาระหว่างอนุภาคระดับนาโนอ่อนลง ป้องกันการรวมตัวกันและเกิดการกระจายตัวได้อย่างมีประสิทธิภาพ อย่างไรก็ตาม ควรหลีกเลี่ยงการใช้ความร้อนสูงเกินไป เนื่องจากการเพิ่มขึ้นของพลังงานความร้อนและพลังงานกลอาจเพิ่มการชนกันของอนุภาคและนำไปสู่การรวมตัวกันมากขึ้น

วิธีการกระจายตัวในเฟสก๊าซ

การกระจายแบบแห้ง

ในอากาศชื้น สะพานของเหลวระหว่างอนุภาคผงเป็นสาเหตุหลักของการรวมตัว การอบแห้งวัสดุแข็งประกอบด้วยสองกระบวนการพื้นฐาน ได้แก่ การถ่ายเทความร้อนเพื่อทำให้น้ำกลายเป็นไอ และการแพร่ของน้ำที่ระเหยกลายเป็นไอเข้าสู่สถานะก๊าซ ดังนั้น การป้องกันการเกิดสะพานของเหลวหรือการแตกของสะพานของเหลวที่มีอยู่จึงเป็นวิธีการสำคัญในการรับรองการกระจายตัวของอนุภาค กระบวนการผลิตผงส่วนใหญ่ใช้การให้ความร้อนและการอบแห้งเป็นขั้นตอนการเตรียมการเบื้องต้น

การกระจายเชิงกล

การกระจายตัวทางกลเกี่ยวข้องกับการใช้แรงทางกลเพื่อแยกกลุ่มอนุภาคออกจากกัน เงื่อนไขที่จำเป็นคือแรงทางกล (แรงเฉือนและแรงอัด) จะต้องมากกว่าแรงยึดเกาะระหว่างอนุภาค โดยทั่วไปแรงนี้เกิดจากจานหมุนความเร็วสูง การฉีดก๊าซความเร็วสูง และความปั่นป่วนอย่างรุนแรง การกระจายตัวทางกลนั้นใช้งานง่าย แต่เป็นวิธีการกระจายตัวแบบบังคับ แม้ว่าอนุภาคสามารถแยกออกจากกันในเครื่องกระจายตัวได้ แต่แรงระหว่างอนุภาคจะยังคงไม่เปลี่ยนแปลง เมื่ออนุภาคหลุดออกจากเครื่องกระจายตัว อนุภาคอาจเกาะติดอีกครั้ง นอกจากนี้ การกระจายตัวทางกลยังอาจทำให้อนุภาคเปราะบางแตกออก และประสิทธิภาพจะลดลงเมื่ออุปกรณ์เชิงกลสึกหรอ

การกระจายไฟฟ้าสถิต

สำหรับอนุภาคที่เป็นเนื้อเดียวกัน แรงไฟฟ้าสถิตจะสร้างแรงผลักเนื่องจากประจุไฟฟ้าที่เหมือนกันบนพื้นผิว แรงไฟฟ้าสถิตสามารถนำมาใช้เพื่อการกระจายตัวของอนุภาคได้ ความท้าทายคือวิธีการประจุอนุภาคให้เต็ม วิธีการต่างๆ เช่น ประจุไฟฟ้าแบบสัมผัส ประจุไฟฟ้าแบบเหนี่ยวนำ หรือประจุไฟฟ้าแบบโคโรนา สามารถนำมาใช้เพื่อประจุอนุภาคได้ วิธีที่มีประสิทธิภาพที่สุดคือการปลดปล่อยโคโรนา ซึ่งอนุภาคจะผ่านบริเวณที่แตกตัวเป็นไอออนและได้รับประจุไฟฟ้าเดียวกัน ทำให้แรงผลักไฟฟ้าสถิตสามารถกระจายอนุภาคได้

ผงมหากาพย์

Epic Powder มีประสบการณ์การทำงานในอุตสาหกรรมผงละเอียดมากว่า 20 ปี ส่งเสริมการพัฒนาผงละเอียดมากในอนาคตอย่างแข็งขัน โดยเน้นที่กระบวนการบด การบด การจำแนก และการปรับเปลี่ยนผงละเอียดมาก ติดต่อเราเพื่อขอรับคำปรึกษาฟรีและโซลูชันที่ปรับแต่งได้! ทีมผู้เชี่ยวชาญของเราทุ่มเทเพื่อจัดหาผลิตภัณฑ์และบริการคุณภาพสูงเพื่อเพิ่มมูลค่าให้กับการแปรรูปผงของคุณ Epic Powder—ผู้เชี่ยวชาญด้านการแปรรูปผงที่คุณวางใจได้!