中國(guó)粉體網(wǎng)訊  近年來(lái)，隨著我國(guó)材料科技的飛速發(fā)展，各行業(yè)對(duì)精細(xì)材料需求日益增加。砂磨機(jī)作為精細(xì)材料制備的關(guān)鍵設(shè)備之一，屬于濕法超細(xì)研磨設(shè)備，是從球磨機(jī)發(fā)展而來(lái)的物料適應(yīng)性廣、效率高的研磨設(shè)備，廣泛應(yīng)用于冶金、礦業(yè)、非金屬礦物材料、化工、陶瓷和新材料領(lǐng)域。

砂磨機(jī)主要分為立式砂磨機(jī)和臥式砂磨機(jī)兩種。臥式砂磨機(jī)是可連續(xù)操作的全密閉式的濕法研磨分散機(jī)械。送料泵將經(jīng)過(guò)預(yù)分散處理的液固混合物由筒體進(jìn)料端進(jìn)入筒體內(nèi)和預(yù)先裝入分布均勻的研磨介質(zhì)一起被高速旋轉(zhuǎn)的分散葉片所切，使物料中的固體顆粒及聚集體與研磨介質(zhì)產(chǎn)生劇烈的碰撞和剪切，迅速將物料顆粒磨細(xì)并將聚集體分散，在短時(shí)間內(nèi)達(dá)到極小的細(xì)度和很窄的粒度分布范圍。本文概述了目前在濕法研磨技術(shù)中應(yīng)用非常廣泛的臥式砂磨機(jī)的一些典型的應(yīng)用領(lǐng)域。

臥式砂磨機(jī)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖
（來(lái)源：王佳慶等.臥式砂磨機(jī)的結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)）

在特種陶瓷粉體制備中的應(yīng)用

納米粉體在高技術(shù)陶瓷材料中應(yīng)用廣泛，但是納米粉體的團(tuán)聚現(xiàn)象嚴(yán)重，影響了其應(yīng)用效果。為了解決粉體團(tuán)聚問(wèn)題，工業(yè)上通常采用機(jī)械方式解聚，常用的研磨設(shè)備主要有臥式砂磨機(jī)、立式珠磨機(jī)和球磨機(jī)等。臥式砂磨機(jī)對(duì)物料適應(yīng)性最廣，是最為先進(jìn)、效率最高的研磨設(shè)備之一，配合高性能的冷卻系統(tǒng)和自動(dòng)控制系統(tǒng)可實(shí)現(xiàn)物料連續(xù)加工、連續(xù)出料，極大地提高了生產(chǎn)效率。

為了研究不同研磨設(shè)備及研磨工藝參數(shù)對(duì)粉體團(tuán)聚體的解聚效果，龍蟒佰利等多家企業(yè)的工程師以d50＝1.355μm的氧化鋯粉為研究對(duì)象，首先分別采用立式球磨機(jī)、立式珠磨機(jī)和臥式砂磨機(jī)在相同研磨條件下進(jìn)行研磨試驗(yàn)，以確定最佳研磨設(shè)備；然后采用最優(yōu)研磨設(shè)備，選擇介質(zhì)物料比、料漿固含量、線速度和研磨時(shí)間作為試驗(yàn)因素，進(jìn)行四因素三水平正交試驗(yàn)，以確定最佳研磨工藝參數(shù)。

不同設(shè)備研磨后氧化鋯料漿的粒度分布
（來(lái)源：甘學(xué)賢等.研磨設(shè)備和工藝參數(shù)對(duì)氧化鋯粉體粒度的影響）

上述試驗(yàn)得出的結(jié)論是：（1）臥式砂磨機(jī)的研磨效果最優(yōu)，研磨后氧化鋯料漿的d50為0.303μm。（2）采用臥式砂磨機(jī)為研磨設(shè)備時(shí)，在介質(zhì)物料比（m介質(zhì)∶m物料）為4∶1，料漿固含量（w）為45％，線速度為10m·s－1，研磨時(shí)間為25h的條件下，研磨效果最佳，研磨后氧化鋯料漿的d50為0.3μm左右。

在電子元器件原料加工中的應(yīng)用

ZnO壓敏電阻的性能主要取決于它的材料組成和微觀結(jié)構(gòu)，而其微觀結(jié)構(gòu)在很大程度上由粉體的特性決定。ZnO壓敏電阻中原料粒徑尺寸越小，越有利于其混合的均勻性，成分均勻是壓敏電阻燒結(jié)過(guò)程中各成分之間反應(yīng)均一的基礎(chǔ)�，F(xiàn)有ZnO壓敏電阻生產(chǎn)所用原料中，主原料ZnO為超細(xì)粉體，而添加劑氧化物的粒徑相對(duì)較粗且各自粒徑差異較大，不利于制備過(guò)程中各原料均勻分布。

上海大學(xué)的研究人員用臥式砂磨機(jī)對(duì)混合添加劑氧化物進(jìn)行微納化，探究添加劑粒徑對(duì)ZnO壓敏電阻性能的影響。借助粘度、Zeta電位、SEM、XRD和電測(cè)設(shè)備等分析方法對(duì)所制得的ZnO壓敏電阻進(jìn)行綜合分析。

結(jié)果表明，通過(guò)臥式砂磨機(jī)細(xì)化的添加劑粒徑達(dá)到微納米級(jí)，制得的壓敏電阻ZnO晶粒尺寸減小，微觀結(jié)構(gòu)更加均勻。相比于其他機(jī)械研磨設(shè)備，臥式砂磨機(jī)不僅效率更高，且細(xì)化物料的粒徑分布范圍更窄，可達(dá)微納米級(jí)。添加劑經(jīng)過(guò)臥式砂磨機(jī)細(xì)化后，粒徑減小，與ZnO混合更均勻，在燒結(jié)成瓷過(guò)程中形成了更多的尖晶石相，抑制了ZnO晶粒的生長(zhǎng)，增加了單位厚度晶界層的數(shù)量，改善了微觀結(jié)構(gòu)的均勻性，提高了壓敏電阻的綜合電學(xué)性能。

在電子陶瓷漿料生產(chǎn)中的應(yīng)用

多層片式陶瓷電容器（MLCC）的制造工藝技術(shù)發(fā)展非常迅速，其中陶瓷漿料的制備技術(shù)與方法對(duì)于制造性能優(yōu)良的制品具有重要的意義。良好的瓷漿分散技術(shù)可避免瓷粉顆粒團(tuán)聚，減少膜片氣孔率，提高電容器瓷體致密性，最終可達(dá)到提高電容器電性能和可靠性的目的。

在陶瓷漿料分散的發(fā)展過(guò)程中，球磨罐和籃式砂磨機(jī)等一些機(jī)械研磨設(shè)備都曾廣泛地應(yīng)用在MLCC瓷漿的分散上，近年來(lái)日本和韓國(guó)等大型MLCC廠家逐步使用臥式砂磨機(jī)。由于臥式砂磨機(jī)具有效率高并適用于粒度小的漿料且漿料粒度分布集中、再現(xiàn)性好和操作簡(jiǎn)單的優(yōu)點(diǎn)，越來(lái)越多的MLCC廠家開(kāi)始使用臥式砂磨機(jī)。

在鈦白粉生產(chǎn)中的應(yīng)用

砂磨作為鈦白企業(yè)中鈦白初品粉碎的一個(gè)關(guān)鍵工序，只有經(jīng)過(guò)粉碎工序，才能使得鈦白初品位于一定粒度范圍，從而進(jìn)行無(wú)機(jī)及有機(jī)包膜處理，體現(xiàn)出其良好的顏料性能。

攀鋼集團(tuán)的研究人員以濕球磨鈦白初品為原料，利用臥式砂磨機(jī)研究了不同砂磨工藝對(duì)漿料粒度的影響，并考察了漿料不同粒度對(duì)其白度和水分散性的影響。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明：較優(yōu)的砂磨工藝為砂磨轉(zhuǎn)速3000r/min，鋯珠粒徑1.8mm，進(jìn)料濃度410 g/L，進(jìn)料泵轉(zhuǎn)速1，填充率80%；在較優(yōu)條件下實(shí)驗(yàn)室一級(jí)砂磨后的漿料中值粒徑相對(duì)現(xiàn)場(chǎng)兩級(jí)砂磨漿料降低了36nm；粒度越小，漿料水分散性越好，當(dāng)漿料中值粒徑為231nm時(shí)，水分散性達(dá)到99.3%，漿料不同粒度對(duì)白度基本沒(méi)有影響。

中國(guó)礦業(yè)大學(xué)（北京）的鄭水林教授等以臥式砂磨機(jī)為超細(xì)研磨設(shè)備，研究研磨介質(zhì)填充率、磨機(jī)轉(zhuǎn)速、礦漿中粉體含量、助磨劑添加量、研磨時(shí)間對(duì)金紅石型鈦白粉超細(xì)研磨效果的影響。結(jié)果表明，在介質(zhì)填充率為70％，磨機(jī)轉(zhuǎn)速為2250r/min，礦漿中粉體質(zhì)量分?jǐn)?shù)為50％，添加助磨劑質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.4％的條件下，金紅石型鈦白粉超細(xì)研磨20min制得鈦白粉的粒徑d50、d97分別可達(dá)0.48、1.07μm。

在涂料生產(chǎn)中的應(yīng)用

涂料的性能除了與組成材料種類和配比有關(guān)外，還與制備方法密切相關(guān)。涂料生產(chǎn)過(guò)程中，顏料的分散十分重要，好的分散過(guò)程能夠使顏料粒子充分分散，發(fā)揮其特性。顏料粒徑對(duì)涂膜光澤、著色性、透明度有著很大的影響。臥式砂磨機(jī)是實(shí)現(xiàn)涂料生產(chǎn)中分散聚集體的關(guān)鍵設(shè)備。20世紀(jì)90年代我國(guó)引進(jìn)了濕法研磨技術(shù)，應(yīng)用到涂料等多個(gè)領(lǐng)域，顯著提高了超微細(xì)分散效果，產(chǎn)品品質(zhì)和工藝水平均得到改善。

在新能源材料加工中的應(yīng)用

磷酸鐵鋰等鋰離子電池正極材料，在其前期粉體制備過(guò)程當(dāng)中，由于配方工藝和特性要求的不同，選擇的設(shè)備形式也不相同。根據(jù)磷酸鐵鋰中配料成分的物理特點(diǎn)選擇準(zhǔn)確的稱量、混合設(shè)備，目前這一過(guò)程就實(shí)際要求和設(shè)備成熟度而言已較為成熟可行；但在研磨和均質(zhì)化處理的過(guò)程中，就會(huì)有相應(yīng)的影響因素出現(xiàn)，綜合而言，臥式砂磨機(jī)比較適合這一工序。

另外，在制備固體電解質(zhì)Ta-LLZO粉體的方法中，固相反應(yīng)法是最實(shí)用的可大規(guī)模生產(chǎn)預(yù)燒粉的方法，在壓制成型和燒結(jié)之前，一般會(huì)將預(yù)燒粉研磨至亞微米級(jí)以提高其燒結(jié)活性。固態(tài)電解質(zhì)的制備工藝更加精細(xì)化，對(duì)粉體粒度的要求也更高，傳統(tǒng)的球磨設(shè)備已不足以滿足其要求，其生產(chǎn)依賴臥式砂磨機(jī)。

在礦物粉體中的應(yīng)用

工業(yè)礦物粉體的加工價(jià)格相對(duì)低廉，因此需要處理量大的加工設(shè)備。研制產(chǎn)品粒度細(xì)且分布均勻、處理量大的大型超細(xì)攪拌磨機(jī)對(duì)于工業(yè)礦物粉體的深加工是當(dāng)務(wù)之急。超大型臥式砂磨機(jī)是金銀礦、鉬礦、銅礦、鎳礦、鉛鋅礦、鐵礦再磨或細(xì)磨極具發(fā)展前景、能量利用率高、產(chǎn)品粒度細(xì)的一種細(xì)磨設(shè)備，另外，由于該設(shè)備結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、操作維護(hù)方便，從而被廣泛應(yīng)用于黃金礦、有色金屬礦、金屬礦和磁性材料等工業(yè)生產(chǎn)中。

在懸浮體系生產(chǎn)中的應(yīng)用

懸浮體系生產(chǎn)中存在著分散不均勻、沉降快、懸浮性差等諸多問(wèn)題，除了分散劑等助劑的因素影響外，顆粒細(xì)度和粒度分布是影響懸浮體系物理穩(wěn)定性的主要因素，也是懸浮體系研究中的關(guān)鍵問(wèn)題，而解決細(xì)度問(wèn)題的主要手段是提高加工過(guò)程的研磨效率。

水懸浮體系的制備過(guò)程中，立式砂磨機(jī)和臥式砂磨機(jī)是目前普遍使用的關(guān)鍵設(shè)備，其加工過(guò)程對(duì)產(chǎn)品的儲(chǔ)存物理穩(wěn)定性影響很大。為了研究了這兩類砂磨機(jī)和研磨時(shí)間對(duì)懸浮體系研磨效率及貯存物理穩(wěn)定性的影響，廣東某生物技術(shù)公司進(jìn)行了一系列實(shí)驗(yàn)對(duì)比，結(jié)果表明，通過(guò)延長(zhǎng)研磨時(shí)間，可以降低懸浮體系中顆粒的平均粒徑和粒徑分布(粒徑<3μm的百分比)，提高懸浮體系粘度，從而改善懸浮體系的物理穩(wěn)定性。在相同條件下，臥式砂磨機(jī)的研磨效率比立式砂磨機(jī)的要高。

在農(nóng)藥生產(chǎn)中的應(yīng)用

懸浮種衣劑作為目前農(nóng)藥應(yīng)用最廣泛的種類之一，在農(nóng)作物中起到殺蟲(chóng)、殺菌、植物營(yíng)養(yǎng)的作用，但是懸浮種衣劑生產(chǎn)中存在懸浮穩(wěn)定性差的現(xiàn)象，如分散不均勻、沉降快，其中顆粒細(xì)度和粒度分布是影響懸浮體系物理穩(wěn)定性的主要因素，也是懸浮種衣劑研究中的關(guān)鍵問(wèn)題。

從目前的文獻(xiàn)資料來(lái)看，對(duì)懸浮種衣劑生產(chǎn)工藝中采用機(jī)械化研究的較少，主要憑借經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行實(shí)際操作，沒(méi)有系統(tǒng)的研究、分析。新疆農(nóng)業(yè)科學(xué)院的科研人員通過(guò)多年來(lái)懸浮種衣劑機(jī)械化生產(chǎn)實(shí)踐，經(jīng)過(guò)多次的篩選試驗(yàn)、研究、分析，結(jié)果表明，從目前的發(fā)展趨勢(shì)看，臥式砂磨機(jī)是解決懸浮種衣劑機(jī)械化生產(chǎn)工藝中必不可少的手段和途徑，是農(nóng)藥機(jī)械化作業(yè)中必不可少的生產(chǎn)設(shè)備。

臥式砂磨機(jī)知名品牌

（注：以下僅為部分合作企業(yè)，排名不分先后）

參考資料：

甘學(xué)賢等.研磨設(shè)備和工藝參數(shù)對(duì)氧化鋯粉體粒度的影響.耐火材料

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王佳慶等.臥式砂磨機(jī)的結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì).機(jī)電工程技術(shù)

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李朝陽(yáng)等.金紅石型鈦白粉的濕法超細(xì)研磨實(shí)驗(yàn)研究.中國(guó)粉體技術(shù)

黃曉.石榴石結(jié)構(gòu)鋰離子固體電解質(zhì)的燒結(jié)和優(yōu)化.中科院大學(xué)

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