In recent years, the superior properties of ultrafine particles have gained increasing recognition. More and more researchers are focusing on the study of fine powder manufacturing. Air jet milling technology, as an important ultrafine powder preparation method, has become one of the preferred methods for developing high-performance micro powder materials. The Anwendung der Luftstrahlmühle has expanded across various industries, including pharmaceuticals, chemicals, and materials science, due to their ability to achieve high precision and fine particle size. This technology ensures effective particle size reduction while maintaining the quality and characteristics of sensitive materials.
Merkmale von Luftstrahlmühle
The air jet mill, also known as a fluidized energy mill, uses high-speed air streams to crush materials. It crushes materials through collision, impact, and shear with the impact components. Products crushed with an air jet mill have uniform fineness and a narrow particle size distribution. The powder has high purity, smooth surfaces, regular shapes, and good dispersibility. The process results in minimal contamination, even achieving a contamination-free and sterile environment. This makes it suitable for ultrafine grinding in fields like food and pharmaceuticals.
Air jet mills do not release large amounts of heat during grinding. Thus, they are more suitable for grinding low-melting or heat-sensitive materials. The production process is highly automated, making it ideal for large-scale industrial production. Air jet milling can also combine grinding with subsequent steps, like drying or coating. It can simultaneously grind materials while spraying solutions for coating or surface modification. However, the method has the disadvantage of high energy consumption.
Anwendung der Luftstrahlmühle
Aufgrund ihrer zahlreichen Vorteile spielt die Luftstrahlmühle in vielen Bereichen eine äußerst wichtige Rolle.
Bergbau und Metallurgie
The application of air jet mill technology originated in the mining and metallurgy industry. It has been extensively studied for the preparation of ultrafine metal and non-metal powders. It is widely used for ultrafine grinding of non-metallic minerals like talc, marble, kaolin, and mica. It is also applied to ultrafine powder production of tungsten carbide, silver, and tantalum carbide. In recent years, air jet milling has shown new potential in material separation and solid waste resource utilization.
Militär, Luft- und Raumfahrt und andere Bereiche
Ultrafeine Pulvermaterialien können zur Herstellung von Tarnmaterialien für Anwendungen wie unsichtbare Flugzeuge und Panzer verwendet werden. Raketentreibstoffe aus luftstrahlgemahlenen Oxidationsmitteln, Katalysatoren und anderen Komponenten haben eine mehr als doppelt so hohe Verbrennungsgeschwindigkeit wie herkömmliche Treibstoffe.
Chemische Industrie, Energie und weitere Bereiche
Titandioxid, das als Pigment verwendet wird, erfordert eine hohe Partikelgröße und Reinheit. Um diese Anforderungen zu erfüllen, werden üblicherweise Luftstrahlmühlen zum Zerkleinern von Titandioxid eingesetzt. Luftstrahlgemahlenes Titandioxid weist eine bessere Stabilität und bessere optische Eigenschaften auf. Die katalytische Leistung von Aluminiumhydroxid wird durch die Luftstrahlmahlung verbessert, und es kann als Füllstoff in Kunstmarmor und Fiberglas verwendet werden. In der Gummiproduktion zeigt luftstrahlgemahlenes Nano-Zinkoxid eine gute Deagglomerationswirkung. Seine Dispersion in organischen Lösungsmitteln wird ebenfalls verbessert, was die Vulkanisationseigenschaften von Naturkautschuk verbessert. Im Energiesektor beeinflusst vorbehandeltes Stroh nach der Mahlung die Bildung von Gärrückständen. Dies unterstützt die Biogasfermentation und erhöht die Energienutzungsrate des Strohs.
Medizinischer Bereich
Luftstrahlmühlen können gängige traditionelle chinesische Kräuter wie Ginseng, Chrysanthemen, Notoginseng, Goji-Beeren und Forsythien zerkleinern. Sie können pflanzliche Rohstoffe auf eine Partikelgröße von 1 bis 5 μm mahlen. Das resultierende Pulver weist feine Partikel, eine enge Verteilung und minimale Verunreinigungen auf, was sich positiv auf die Auflösung und Aufnahme des Arzneimittels auswirkt. Darüber hinaus können Luftstrahlmühlen auch harte Materialien wie Schalen und Knochen zerkleinern, die in traditionellen chinesischen Kräutern verwendet werden.
Lebensmittelindustrie
Apfelschalen, Orangenschalen, Weizenkleie, Maishülsen, Sojabohnenschalen, Reiskleie, Rübenschnitzel und Zuckerrohrbagasse sind reich an Vitaminen und Spurenelementen. Diese Materialien haben einen hohen Nährwert, schmecken aber schlecht und werden bei direktem Verzehr nur eingeschränkt aufgenommen. Nach der Feinzerkleinerung in Luftstrahlmühlen werden Geschmack und Aufnahme dieser Materialien deutlich verbessert.
Kosmetika
Wenn Farbstoffe und Füllpulver luftstrahlgemahlen und Foundation oder Lidschatten hinzugefügt werden, verbessert sich deren Kompaktheit. Auch ihre Haftung und Glätte werden verbessert. In Hautpflegeprodukten wird Andrographolid nach der Luftstrahlmahlung wasserlöslicher, wodurch es sich schnell auflöst und gleichzeitig seine antibakterielle Wirkung behält. VC-Pulver und Perlenpulver werden nach der ultrafeinen Luftstrahlmahlung leichter absorbiert, wenn sie Hautpflegeprodukten zugesetzt werden.
Elektronik
Aus ultrafeinem Eisenoxidpulver lassen sich leistungsstarke magnetische Werkstoffe herstellen.
Ultrafeines Siliciumdioxidpulver eignet sich zur Herstellung von Hochleistungs-Widerstandsmaterialien. Ultrafeines, hochreines Aluminiumoxidpulver wird zur Herstellung von Saphirsubstraten für LED-Chips verwendet. Substrate aus ultrafeinen Pulvern zeichnen sich durch hohe Stabilität und Lichtdurchlässigkeit aus und absorbieren kein sichtbares Licht. Mit Luftstrahlmahltechnologie behandeltes Molybdänpulver weist eine kleinere Partikelgröße, eine engere Partikelgrößenverteilung und eine gleichmäßige Morphologie auf. Seine Schüttdichte und Stampfdichte sind verbessert, wodurch es sich besser für die Herstellung von Glühbirnen, elektronischen Röhren und integrierten Schaltkreisen eignet.
Neues Energiefeld
Materials crushed by air jet mills have fine average particle size and narrow size distribution. The particles have smooth surfaces, uniform shapes, high purity, high activity, and good dispersibility. These properties meet the requirements for electrode material preparation, leading to widespread applications. Typical materials suitable for air jet milling include lithium manganese oxide, lithium cobalt oxide, and lithium iron phosphate. Other materials include lithium carbonate, spherical graphite, petroleum coke, asphalt coke, and ternary materials. Nickel-hydrogen alloys, ferrous oxalate, lithium titanate, and nickel-manganese lithium oxide are also applicable.
Klassifizierung der Luftstrahlmühle
Flache Luftstrahlmühle
Die Flachstrahlmühle, auch Horizontalscheiben-Luftstrahlmühle genannt, ist die in der Industrie am häufigsten eingesetzte Luftstrahlmühle. Sie zeichnet sich durch einen einfachen Aufbau, eine einfache Bedienung und eine automatische Klassifizierung aus. Die Maschine verfügt jedoch über eine geringe Schlagenergie und Mahlkraft. Bei der Verarbeitung von Materialien mit hoher Härte können die starken Kollisionen und die Reibung mit den Kammerwänden zu Verunreinigungen führen. Sie eignet sich für eine Vielzahl von Materialien, insbesondere solche aus Aggregaten oder Agglomeraten.
Wirbelschicht-Luftstrahlmühle
Die Wirbelschicht-Luftstrahlmühle ist eine neue Art von Luftstrahlmühle. Sie bietet Vorteile wie eine enge Partikelgrößenverteilung, hohe Mahlleistung, geringen Energieverbrauch, minimale Produktverunreinigung und geringen Verschleiß der Komponenten. Die Ausrüstung ist jedoch mit höheren Kosten verbunden.
Da das Material fluidisiert werden muss, um durch Luftstrahlen zerkleinert zu werden, ist typischerweise eine ausreichende Feinheit erforderlich. Dies ist besonders wichtig bei Materialien mit hoher Dichte. Es wird häufig in Branchen wie der Herstellung von Kunstharzen, Phenolharzen, Pharmazeutika, Kosmetika, Hochleistungskeramik, Magnetpulvern und Batteriematerialien zum ultrafeinen Mahlen, Dispergieren und Formen eingesetzt.
Abschluss
Es gibt verschiedene Arten von Ultrafein-Luftstrahlmahlanlagen mit jeweils deutlichen strukturellen Unterschieden. Jeder Typ hat seine Vor- und Nachteile. Zukünftige Entwicklungstrends bei Ultrafein-Luftstrahlmahlanlagen werden sich auf die Steigerung der Einzelmaschinenleistung und die Reduzierung des Energieverbrauchs pro Produkteinheit konzentrieren. Die Verbesserung der Produktfeinheit und der Zerkleinerungsgrenzen der Anlagen werden ebenfalls wichtige Entwicklungsbereiche sein. Die Online-Kontrolle der Produktfeinheit und der Partikelgrößenverteilung wird zunehmend an Bedeutung gewinnen.
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