中國粉體網訊 超細粉碎設備借助機械力將物料磨碎到微米級并進行分級，由于其加工性能好，因此被廣泛應用于高檔涂料、食品、醫藥、化工、建材、藥材、礦業等行業。伴隨著全球經濟的快速發展，我國粉體產業發展蒸蒸日上，粉體設備特別是超細粉碎設備在其中起到了關鍵作用。
但好磨機千千萬，我們應該如何選擇？粉體網編輯整理了攪拌磨、氣流磨、砂磨機等設備的介紹、分類及應用情況，大家一起學習交流。
1、攪拌磨
（1）攪拌磨簡介
攪拌研磨機（攪拌磨）是指由一個靜置的內填研磨介質的筒體和一個旋轉攪拌器構成的一類超細研磨設備。攪拌研磨機的筒體一般做成帶冷卻夾套，研磨物料時，冷卻夾套內可通入冷卻水或其他冷卻介質，以控制研磨時的溫升。研磨筒內壁可根據不同研磨要求鑲襯不同的材料或安裝固定短軸（棒）和做成不同的形狀，以增強研磨作用。攪拌器是攪拌磨最重要的部件，有軸棒式、圓盤式、穿孔圓盤式、圓柱式、圓環式、螺旋式等類型。其中螺旋式、棒式攪拌磨機主要為立式，盤式攪拌磨機有立式和臥式2種。
（2）攪拌磨分類和應用
立式攪拌磨機
立式攪拌磨機的代表為立式螺旋攪拌磨機，攪拌器是最核心的部分，襯板為最主要的耐磨件，主要靠研磨介質（直徑12～30mm高鉻球或陶瓷球等）重力和螺旋攪拌器帶來的摩擦力實現細磨，工作時攪拌裝置的線速度較低，在2.5～4.0m/s，產品粒度可達到20μm左右。
臥式攪拌磨
臥式攪拌磨機的典型代表為Isa磨機，主要由8個安裝在軸上的磨盤組成，形成8個單獨的磨礦腔室，工作時磨盤線速度在21～23m/s，能量輸入密度可達300kW/m3，主要利用極高的研剝力和能量密度實現超細磨，大大增加了磨礦效率。
不同攪拌研磨工作原理和應用
攪拌軸帶動攪拌臂高速運動迫使磨桶內的介質球與被磨物料作無規則運動；物料和介質球之間因相互撞擊、剪切和摩擦被粉碎。其研磨作用主要發生在研磨介質與物料之間。相比之下，普通臥式球磨機筒體旋轉消耗能量大，當待磨物料粒度小于100μm時，攪拌磨細磨效率遠高于普通球磨機，相同處理量下其規格更小，且更節能。應用方面，攪拌磨一般可用來加工大多數非金屬礦：滑石粉、重質碳酸鈣、高嶺土、石墨和膨潤土等，也可制備各種彩色顏料：雄黃、孔雀綠、朱砂、紅土、硅灰石、重晶石粉和云母粉等，比較不利的是生產中有一定的干燥成本。
根據作業方式不同，攪拌磨也可分為間歇式、循環式、連續式三種，雖然分類有差異，但每一類設備在生產中都各有優勢。
循環式攪拌磨：由于漿料連續快速地通過旋轉的研磨介質層和篩網，合格細粒級產品及時排出，避免因過磨而導致的微細顆粒的團聚，研磨效率較高，且可獲得窄粒級分布的研磨產品。循環缸還具有混合和分散作用，可在循環罐內添加分散劑或助磨劑。此外，由于漿料每次在研磨筒內的滯留時間短，從循環筒內新泵入的礦漿足以平衡研磨筒內的溫升，因此，這種攪拌磨的磨筒無須冷卻。
干法立式連續攪拌磨：可采用螺旋給料機上給料和下排料，與高長徑比攪拌磨相比，筒體“較矮”，但直徑較大，筒體內部做成多角形（六邊形或八邊形），增加了顆粒被研磨的概率和研磨強度。由于漿料停留時間較短，一方面物料不容易過磨；另一方面，研磨過程溫升較小，不容易出現黏脹，因而研磨效率較高。這種攪拌磨機近幾年在重質碳酸鈣漿料和超細煅燒高嶺土等非金屬礦物材料深加工生產中得到了越來越多的應用。
臥式攪拌磨：憑借獨特的盤式攪拌器消除了磨機在運轉時的抖動并使研磨介質沿整個研磨室均勻分布，從而提高能量利用率和研磨效率。此外，臥式攪拌磨可采用動力介質分離篩消除介質對篩的堵塞及篩面磨損。因此，這種攪拌磨的能量密度較大，研磨效率較高。
2、氣流磨
（1）氣流磨簡介
氣流粉碎機也稱氣流磨或者流能磨，是最主要的超細粉碎設備之一。依靠內分級功能和借助外置分級裝置，氣流磨可加工d97=3～5μm的粉體產品，產量從每小時幾十千克到每小時幾十噸。氣流粉碎的產品具有粒度分布較窄、顆粒形狀規則、純度高等特點。目前氣流磨主要有扁平（圓盤）式、循環管式、對噴式、流化床逆向噴射式、氣旋式、靶式等幾種機型和數十余種規格，比較常用的有扁平、流化床式、對噴式等。
（2）氣流磨分類和應用
氣流磨成品粒度在1~30μm范圍之間，加工進料粒度在正常情況下嚴格控制在1mm以下，可廣泛用于稀土、各種硬質大理石、高嶺土和滑石等中等硬度的非金屬礦物等材料的超細加工。氣流磨粉碎產品粒度上限取決于混合氣流中的固體含量，與單位能耗成反比。固體含量較低時，產品的d95可達5～10μm；經預先粉碎降低入料粒度后，可獲得平均粒度為1μm的產品。氣流磨產品除細度細外，還具有粒度較集中、顆粒表面光滑、形狀規整、純度高、活性高、分散性好等特點。同時由于粉碎過程中壓縮氣體絕熱膨脹產生焦耳湯姆遜降溫效應，因而還適用于低熔點、熱敏性物料的超細粉碎。
扁平式氣流粉碎機：扁平式氣流粉碎機又稱水平圓盤式氣流磨。設備工作時，高壓氣流以超高速從噴嘴噴出，物料經文丘里噴嘴加速后送至粉碎室作高速循環運動，通過沖擊、碰撞、摩擦而粉碎。在離心力作用下，粗顆粒被甩向粉碎室內壁作循環粉碎，細顆粒隨氣流溢出被收集。該設備的優點為結構簡單、操作方便。缺點是粉碎硬度較大物料時會造成磨腔受損，產品受污染。能耗隨產品粒度變小而成倍提高，能量大部分為無用功，物料一般只加工到D50=1μm左右。
流化床式氣流粉碎機：常用于陶瓷、化工原料、耐火材料、電池材料、制藥等行業的物料超細粉碎、打散及整形。設備工作時，高壓空氣通過若干個噴嘴高速噴入粉碎室，給入的物料被粉碎室內的高壓氣流加速，在各噴嘴交匯點處通過碰撞、摩擦完成粉碎，并隨氣流進入分級室完成分級，粗物料沉降返回至粉碎區繼續粉碎，合格產品溢出由旋風分離器收集。
對噴式氣流粉碎機：對噴式氣流粉碎機又稱對撞式氣流磨、逆向噴射磨，以Majac型為典型代表。設備工作時，兩股經過加速的物料與高速氣流一起在水平直線上的某點相遇并發生對撞完成粉碎，隨氣流進入分級室的固體顆粒在分級轉子的作用下，粗顆粒留在外緣并返回至粉碎室再粉碎，滿足粒度要求的細顆粒繼續上升，流出后經氣固分離成為產品。由于破碎過程主要依靠顆粒間的高速碰撞，撞擊力強，粉碎速度快，能量利用率高，產品粒度也較細，可有效減輕部件的磨損及產品被污染，缺點是設備安裝所需場地面積較大，產品能耗高，且粒度分布范圍較寬。對噴式氣流粉碎機適用于粉碎硬度較大，具有脆性或粘性的物料。
目前，我國氣流磨機制造設備的自動化生產管理標準較高，生產能力強，在當今世界型號最全、技術較為成熟。但美中不足的是設備單位生產能耗大、內部零件材料磨損較大、機械設備體積大、適合的研磨產品種類較少，原料的硬度要求高，完全自主創新型的研磨機型較少。
3、砂磨機
（1）砂磨機簡介
砂磨機是另一種形式的攪拌磨或珠磨機，因最初使用天然砂作為研磨介質而得名。砂磨機主要是靠研磨介質和物料之間的高速旋轉作用來進行研磨工作的，可分為敞開型和密閉型兩類，每種又可分為立式和臥式兩種。
一般而言，臥式砂磨機和立式砂磨機的區別是臥式砂磨機裝砂量更大，研磨效率更高，同時拆洗相對方便。應用而言，砂磨機廣泛用于涂料、染料、油漆、油墨、醫學藥品、納米填料、磁粉、鐵氧體、感光膠片、農藥、造紙以及化妝品等領域，用于納米粉體高效研磨。
砂磨機除具有滾動式球磨機沖壓、研磨、互相撞擊等作用外，還具有以下的特點。①攪拌式旋轉粉料與介質球，避免研磨死角，使碎粉、料漿混合更加均勻。②轉速的提高，使研磨效果大大增強。③由于所選用的“砂”徑小，砂料比大，增加了相互接觸的概率，提高了效率。由于以上特點使得粉料的粒度分布和平均顆粒尺寸都優于普通滾動球磨機。
（2）砂磨機分類和應用
立式砂磨機：主要由進料系統、研磨筒、研磨盤、傳動系統和電控系統等組成。
從制造的難度來進行比較立式砂磨機由于避免了密封方面的問題，在制造上就較為容易，成本造價也就較低，所以立式砂磨機更加適合一些對產品要求比較低，但是需要有高產量的產品制造。
從研磨的細度方面來比較立式砂磨機的磨腔內的研磨介質在受到重力的影響之后，介質填充率較低，而且分布也不均勻，造成了研磨效果不理想。不過，立式砂磨機研磨轉子垂直結構設計，也能避免傳統砂磨機橫向設計會出現的主軸形變問題，且研磨介質堆積壓強增大，研磨效率有一定的提升空間。
臥式密閉砂磨機：相比與立式砂磨機，最大的區別是研磨轉子橫向設計。由于結構、材質、尺寸等差異，臥式砂磨機的制造成本較高，但是它能保證物料的密封性，防止產品的污染，很好地保證了產品的純度，因而適合生產一些要求高精度和高細度的研磨產品。與立式砂磨機相比，臥式砂磨機就能很好地克服重力對介質的影響，從而具有較好的研磨效果，能夠達到產品對細度的要求。
結語
不管粉體行業如何發展，機械粉碎始終是獲得超細粉體的主要手段之一。“工欲善其事，必先利其器”，我們應繼續加強基礎理論研究和科技投入，在現有設備的基礎上優化工藝流程，不斷提高創新能力，開發出高技術含量、綠色經濟、低能耗、低排放、具有高附加值的超細粉碎設備。
參考文獻
鄭水林孫志明主編《非金屬礦加工與應用》化學工業出版社
胡根良陳太民陳永編著《涂料設備生產手冊》化學工業出版社
汪光輝，等：超細粉體加工設備研究現狀，中鋼集團馬鞍山礦山研究總院股份有限公司
張軍，等：粉體加工中氣流粉碎技術的研究進展，廣東省科學院資源綜合利用研究所
劉青，等：土壤改良用礦物粉體加工技術現狀，山東農業工程學院
(中國粉體網編輯整理/昧光)
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