অতি সূক্ষ্ম পাউডারের মূল প্রযুক্তিগত সমস্যা: বিচ্ছুরণ এবং সমষ্টি

অতি সূক্ষ্ম গুঁড়ো refers to materials with micron to nanometer particle sizes. In mineral processing, ultrafine powder means 100% particle size less than 30μm. Nanomaterials show unique properties like size effect and macroscopic quantum tunneling. These properties make nanomaterials widely used across many fields. However, nanomaterials have large specific surface areas and high activity. They are very unstable and easily agglomerate, losing their original properties. Agglomeration reduces material value and limits performance. It also increases difficulty in preparation and storage of nanomaterials. Therefore, agglomeration is a key technical challenge in nanomaterials development.

অতি সূক্ষ্ম গুঁড়োর সমষ্টি

অতি সূক্ষ্ম গুঁড়োর সমষ্টি বলতে প্রাথমিক কণাগুলিকে বৃহত্তর গুচ্ছের মধ্যে সংযুক্ত করা বোঝায়। এটি প্রস্তুতি, পৃথকীকরণ, পরিচালনা এবং সংরক্ষণ প্রক্রিয়ার সময় ঘটে। বর্তমানে, অতি সূক্ষ্ম গুঁড়োর সমষ্টির তিনটি প্রধান কারণ স্বীকৃত। প্রথমত, আন্তঃআণবিক বল অতি সূক্ষ্ম গুঁড়োর সমষ্টির কারণ হয়। দ্বিতীয়ত, কণাগুলির মধ্যে তড়িৎ-তড়িৎ বল সমষ্টির কারণ হয়। তৃতীয়ত, বাতাসে ঝুলন্ত অবস্থায় কণাগুলি একসাথে বন্ধন করে।

আন্তঃআণবিক বল অতি সূক্ষ্ম গুঁড়ো জমাট বাঁধার কারণ হয়

When mineral materials are ultrafine, particle distances become extremely short. Van der Waals forces then far exceed the particle’s own gravity. Thus, ultrafine particles tend to attract and agglomerate. Hydrogen bonds and adsorbed moisture bridges on particle surfaces also cause adhesion. Other chemical bonding effects further promote particle aggregation.

কণাগুলির মধ্যে তড়িৎস্থিতিশীল বল জমাট বাঁধার কারণ হয়

অতিসূক্ষ্ম প্রক্রিয়াকরণের সময়, খনিজ পদার্থগুলি আঘাত এবং ঘর্ষণ থেকে চার্জ অর্জন করে। নবগঠিত অতিসূক্ষ্ম কণাগুলি প্রচুর পরিমাণে ধনাত্মক বা ঋণাত্মক চার্জ জমা করে। কিছু পৃষ্ঠের প্রোট্রুশন ধনাত্মক চার্জ বহন করে, অন্যগুলি ঋণাত্মক চার্জ বহন করে। এই চার্জযুক্ত কণাগুলি অত্যন্ত অস্থির। স্থিতিশীল করার জন্য, তারা একে অপরকে আকর্ষণ করে এবং তীক্ষ্ণ বিন্দুতে যোগাযোগ করে। এই সংযোগ কণার সমষ্টি ঘটায়। এই প্রক্রিয়ায় ইলেক্ট্রোস্ট্যাটিক বল হল প্রধান চালিকা শক্তি।

বাতাসে কণা বন্ধন

যখন আপেক্ষিক আর্দ্রতা 65% অতিক্রম করে, তখন কণার পৃষ্ঠে জলীয় বাষ্প ঘনীভূত হয়। কণার মধ্যে তরল সেতু তৈরি হয়, যা জমাট বাঁধার ক্ষমতা বৃদ্ধি করে।
উপরন্তু, গ্রাইন্ডিংয়ের সময়, খনিজ পদার্থগুলি প্রচুর পরিমাণে যান্ত্রিক বা তাপীয় শক্তি শোষণ করে। সুতরাং, নতুন অতি সূক্ষ্ম কণাগুলির পৃষ্ঠ শক্তি খুব বেশি থাকে। এই অবস্থায় কণাগুলি অত্যন্ত অস্থির থাকে। পৃষ্ঠ শক্তি কমাতে, কণাগুলি একত্রিত হয় এবং কাছাকাছি চলে যায়। এটি সহজেই কণা জমাট বাঁধার কারণ হয়।

ন্যানোম্যাটেরিয়াল অ্যাগ্লোমারেশনকে নরম অ্যাগ্লোমারেশন এবং কঠিন অ্যাগ্লোমারেশনে ভাগ করা হয়েছে। আন্তঃআণবিক বল এবং ভ্যান ডার ওয়েলস বলের কারণে নরম অ্যাগ্লোমারেশন হয়। নরম অ্যাগ্লোমারেশন দূর করা তুলনামূলকভাবে সহজ। কঠিন অ্যাগ্লোমারেশন গঠন ব্যাখ্যা করে পাঁচটি তত্ত্ব রয়েছে। এর মধ্যে রয়েছে কৈশিক শোষণ, হাইড্রোজেন বন্ধন এবং স্ফটিক সেতু তত্ত্ব। এছাড়াও, রাসায়নিক বন্ধন এবং পৃষ্ঠের পরমাণু বিস্তার বন্ধন তত্ত্ব বিদ্যমান। তবে, এখনও কোনও একক ব্যাখ্যা প্রতিষ্ঠিত হয়নি। বর্তমানে, অতি সূক্ষ্ম পাউডারের অ্যাগ্লোমারেশন রোধ করার জন্য অনেক গবেষণা বিচ্ছুরণ প্রযুক্তির উপর দৃষ্টি নিবদ্ধ করে।

অতি সূক্ষ্ম গুঁড়োর বিচ্ছুরণ

অতি সূক্ষ্ম পাউডার বিচ্ছুরণ প্রধানত দুই ধরণের বিচ্ছুরণ অবস্থাকে উদ্বিগ্ন করে।
একটি হলো গ্যাসীয় মাধ্যমের বিচ্ছুরণ। অন্যটি হলো তরল মাধ্যমের বিচ্ছুরণ।

তরল পর্যায়ে বিচ্ছুরণ পদ্ধতি

যান্ত্রিক বিচ্ছুরণ পদ্ধতি

যান্ত্রিক বিচ্ছুরণ একটি মাধ্যমের ন্যানো পার্টিকেল ছড়িয়ে দেওয়ার জন্য বাহ্যিক শিয়ার বা প্রভাব বল ব্যবহার করে। পদ্ধতিগুলির মধ্যে রয়েছে গ্রাইন্ডিং, বল কল, পিন মিল, এয়ার জেট মিল, এবং যান্ত্রিক আলোড়ন।
যান্ত্রিক আলোড়নের প্রধান সমস্যা হল, অস্থিরতা থেকে বেরিয়ে আসার সময় কণাগুলি পুনরায় একত্রিত হতে পারে। একবার কণাগুলি অস্থিরতা থেকে বেরিয়ে গেলে, বাহ্যিক পরিবেশ তাদের গুচ্ছগুলিতে সংস্কার করতে পারে। অতএব, রাসায়নিক বিচ্ছুরকগুলির সাথে যান্ত্রিক আলোড়ন ব্যবহার করলে প্রায়শই ভাল বিচ্ছুরণ ফলাফল পাওয়া যায়।

রাসায়নিক বিচ্ছুরণ পদ্ধতি

শিল্প উৎপাদনে অতি সূক্ষ্ম পাউডার সাসপেনশন ছড়িয়ে দেওয়ার জন্য রাসায়নিক বিচ্ছুরণ একটি বহুল ব্যবহৃত পদ্ধতি। অজৈব ইলেক্ট্রোলাইট, সার্ফ্যাক্ট্যান্ট এবং পলিমার বিচ্ছুরণকারী পদার্থ যোগ করে, পাউডার পৃষ্ঠ পরিবর্তন করা হয়।
এটি পাউডার এবং তরল মাধ্যমের মধ্যে মিথস্ক্রিয়া পরিবর্তন করে, বিচ্ছুরণ অর্জন করে।
ডিসপারসেন্টের মধ্যে রয়েছে সার্ফ্যাক্ট্যান্ট, ক্ষুদ্র-অণু অজৈব ইলেক্ট্রোলাইট, পলিমার ডিসপারসেন্ট এবং কাপলিং এজেন্ট। এর মধ্যে, পলিমার ডিসপারসেন্ট সবচেয়ে বেশি ব্যবহৃত হয়, যার মধ্যে পলিইলেক্ট্রোলাইট সবচেয়ে গুরুত্বপূর্ণ।

অতিস্বনক পদ্ধতি

অতিস্বনক নিয়ন্ত্রণ শিল্প সাসপেনশনকে একটি অতিস্বনক ক্ষেত্রে স্থাপন করে। ফ্রিকোয়েন্সি এবং সময়কাল সামঞ্জস্য করে, কণাগুলি সম্পূর্ণরূপে ছড়িয়ে পড়ে। ন্যানো পার্টিকেলগুলি ছড়িয়ে দেওয়ার ক্ষেত্রে আল্ট্রাসাউন্ড আরও কার্যকর। অতিস্বনক বিচ্ছুরণ উচ্চ তাপমাত্রা, চাপ, শকওয়েভ এবং মাইক্রোজেট তৈরি করতে গহ্বর ব্যবহার করে। এগুলি ন্যানো পার্টিকেলগুলির মধ্যে মিথস্ক্রিয়া বলকে দুর্বল করে, জমাট বাঁধা রোধ করে এবং বিচ্ছুরণ নিশ্চিত করে। তবে, অতিরিক্ত অতিস্বনক আলোড়ন এড়ানো উচিত। বর্ধিত তাপ এবং যান্ত্রিক শক্তির সাথে, কণার সংঘর্ষ বৃদ্ধি পায়, যা আরও জমাট বাঁধার কারণ হয়।

গ্যাস পর্যায়ে বিচ্ছুরণ পদ্ধতি

শুকানো এবং ছড়িয়ে দেওয়া

আর্দ্র বাতাসে, পাউডার কণার মধ্যে তরল সেতুগুলি জমাট বাঁধার প্রধান কারণ। কঠিন পদার্থ শুকানোর ক্ষেত্রে দুটি মৌলিক প্রক্রিয়া জড়িত। প্রথমত, আর্দ্রতা বাষ্পীভূত করার জন্য উপাদানটিতে তাপ প্রয়োগ করা হয়। দ্বিতীয়ত, বাষ্পীভূত জল গ্যাস পর্যায়ে ছড়িয়ে পড়ে। অতএব, তরল সেতু গঠন রোধ করা বা বিদ্যমান সেতুগুলি ভেঙে ফেলা রোধ করা বিচ্ছুরণ নিশ্চিত করার মূল চাবিকাঠি। বেশিরভাগ পাউডার উৎপাদন প্রক্রিয়া প্রাক-চিকিৎসা পদক্ষেপ হিসাবে গরম করা এবং শুকানো ব্যবহার করে।

যান্ত্রিক বিচ্ছুরণ

Mechanical dispersion refers to using mechanical force to break apart agglomerated particles. The necessary condition is that the mechanical force (shear and compressive stress) must exceed the adhesion force. Typically, mechanical force is generated by high-speed rotating impeller disks or high-speed air jet impact . This results in strong turbulent airflow motion. Such as air jet mill and pin mill etc.

যান্ত্রিক বিচ্ছুরণ অর্জন করা তুলনামূলকভাবে সহজ। তবে, এটি একটি জোরপূর্বক বিচ্ছুরণ পদ্ধতি। যদিও সমষ্টিগত কণাগুলিকে বিচ্ছুরণ যন্ত্রে ভেঙে ফেলা যায়, তাদের মিথস্ক্রিয়া অপরিবর্তিত থাকে। বিচ্ছুরণ যন্ত্রটি ছেড়ে যাওয়ার পরে, কণাগুলি পুনরায় একত্রিত হতে পারে। অতিরিক্তভাবে, যান্ত্রিক বিচ্ছুরণ ভঙ্গুর কণাগুলিকে চূর্ণ করতে পারে। যান্ত্রিক সরঞ্জামগুলি ক্ষয়প্রাপ্ত হওয়ার সাথে সাথে বিচ্ছুরণের দক্ষতা হ্রাস পায়।

ইলেক্ট্রোস্ট্যাটিক বিচ্ছুরণ

সমজাতীয় কণার ক্ষেত্রে, পৃষ্ঠের চার্জের সাদৃশ্য ইলেকট্রস্ট্যাটিক বিকর্ষণ ঘটায়। অতএব, কণা বিচ্ছুরণের জন্য ইলেকট্রস্ট্যাটিক বল ব্যবহার করা যেতে পারে। মূল সমস্যা হল কণা গ্রুপকে সম্পূর্ণরূপে চার্জ করার পদ্ধতি। কন্টাক্ট চার্জিং এবং ইন্ডাকশন চার্জিংয়ের মতো পদ্ধতিগুলি কণাকে চার্জ করতে পারে। সবচেয়ে কার্যকর পদ্ধতি হল করোনা চার্জিং। এই পদ্ধতিতে করোনা ডিসচার্জ ব্যবহার করে একটি আয়ন পর্দা তৈরি করা হয়, যা কণাকে চার্জ করে। কণাগুলি একই পোলারিটি চার্জ গ্রহণ করে। চার্জযুক্ত কণাগুলির মধ্যে ইলেকট্রস্ট্যাটিক বিকর্ষণ তাদের ছড়িয়ে দেয়।

উপসংহার

অতি সূক্ষ্ম পাউডার পরিবর্তনের জন্য আরও অনেক পদ্ধতি রয়েছে, যা মূলধারার পদ্ধতি থেকে অনেকটাই আলাদা। তবে, পদ্ধতি যাই হোক না কেন, পরিবর্তন নীতিগুলি নিয়ে আরও গবেষণা প্রয়োজন। লক্ষ্য হল বিভিন্ন পরিবর্তনের চাহিদা এবং ব্যবহারিক উৎপাদনের জন্য উপযুক্ত নতুন পদ্ধতি খুঁজে বের করা।
এর জন্য পরিবর্তন প্রক্রিয়াগুলির গভীর বোধগম্যতার উপর ভিত্তি করে পরিবর্তন প্রক্রিয়াগুলিকে অপ্টিমাইজ করা প্রয়োজন। আমাদের এমন "যৌগিক" চিকিত্সা প্রক্রিয়াগুলি বিকাশ করতে হবে যা একাধিক পরিবর্তন লক্ষ্য অর্জন করতে পারে। তদুপরি, পৃষ্ঠ পরিবর্তনের সাথে খাপ খাইয়ে নিতে বিদ্যমান সাধারণ রাসায়নিক সরঞ্জামগুলিতে পরিবর্তন প্রয়োজন। উপসংহারে, এর জন্য সমগ্র পাউডার শিল্প, শিক্ষা এবং গবেষণায় সহযোগিতা এবং অবিচ্ছিন্ন অগ্রগতি প্রয়োজন।

এপিক পাউডার

এপিক পাউডার, আল্ট্রাফাইন পাউডার শিল্পে ২০+ বছরের কাজের অভিজ্ঞতা। আল্ট্রাফাইন পাউডারের ক্রাশিং, গ্রাইন্ডিং, শ্রেণীবিভাগ এবং পরিবর্তন প্রক্রিয়ার উপর মনোযোগ দিয়ে আল্ট্রাফাইন পাউডারের ভবিষ্যত উন্নয়নে সক্রিয়ভাবে প্রচার করুন। বিনামূল্যে পরামর্শ এবং কাস্টমাইজড সমাধানের জন্য আমাদের সাথে যোগাযোগ করুন! আমাদের বিশেষজ্ঞ দল আপনার পাউডার প্রক্রিয়াকরণের মূল্য সর্বাধিক করার জন্য উচ্চমানের পণ্য এবং পরিষেবা প্রদানের জন্য নিবেদিতপ্রাণ। এপিক পাউডার—আপনার বিশ্বস্ত পাউডার প্রক্রিয়াকরণ বিশেষজ্ঞ!