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 applicazione del mulino a getto d'aria 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.
Caratteristiche di mulino a getto d'aria
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.
Applicazione del mulino a getto d'aria
Grazie ai suoi molteplici vantaggi, il mulino a getto d'aria svolge un ruolo estremamente importante in numerosi settori.
Estrazione mineraria e metallurgia
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.
Settore militare, aerospaziale e altri settori
I materiali in polvere ultrafini possono essere utilizzati per produrre materiali stealth per applicazioni come aerei e carri armati invisibili. I propellenti per razzi, ottenuti da ossidanti, catalizzatori e altri componenti ottenuti tramite fresatura a getto d'aria, hanno velocità di combustione più che doppie rispetto ai propellenti convenzionali.
Industria chimica, energia e altri settori
Il biossido di titanio, utilizzato come pigmento, richiede particelle di elevata granulometria e purezza. Per soddisfare questi requisiti, vengono generalmente utilizzati mulini a getto d'aria per frantumare il biossido di titanio. Il biossido di titanio ottenuto tramite macinazione a getto d'aria presenta una migliore stabilità e proprietà ottiche. Le prestazioni catalitiche dell'idrossido di alluminio migliorano dopo la macinazione a getto d'aria e può essere utilizzato come riempitivo nel marmo artificiale e nella fibra di vetro. Nella produzione di gomma, il nanoossido di zinco ottenuto tramite macinazione a getto d'aria presenta buoni effetti di deagglomerazione. Anche la sua dispersione in solventi organici è migliorata, potenziando le proprietà di vulcanizzazione della gomma naturale. Nel settore energetico, la paglia pretrattata dopo la macinazione influisce sulla formazione di residui di fermentazione. Ciò favorisce la fermentazione del biogas e aumenta il tasso di utilizzo energetico della paglia.
Campo medico
I mulini a getto d'aria possono frantumare erbe tradizionali cinesi comuni come ginseng, crisantemo, notoginseng, bacche di goji e forsizia. Possono macinare le materie prime vegetali fino a una granulometria compresa tra 1 e 5 μm. La polvere risultante presenta particelle fini, una distribuzione ristretta e una contaminazione minima, il che è estremamente vantaggioso per la dissoluzione e l'assorbimento del farmaco. Inoltre, i mulini a getto d'aria possono frantumare materiali duri come gusci e ossa, utilizzati nelle erbe tradizionali cinesi.
industria alimentare
Bucce di mela, bucce d'arancia, crusca di frumento, bucce di mais, bucce di soia, crusca di riso, polpa di barbabietola e bagassa di canna da zucchero sono ricche di vitamine e oligoelementi. Questi materiali hanno un grande valore nutrizionale, ma il loro sapore è scarso e l'assorbimento è limitato se consumati direttamente. Dopo essere stati finemente lavorati con mulini a getto d'aria, il sapore e l'assorbimento di questi materiali risultano significativamente migliorati.
Cosmetici
Coloranti e polveri riempitive, macinate a getto d'aria e aggiunte a fondotinta o ombretti, ne migliorano la compattezza. Ne risultano anche una migliore adesione e scorrevolezza. Nei prodotti per la cura della pelle, l'andrografolide diventa più idrosolubile dopo la macinazione a getto d'aria, consentendone una rapida dissoluzione e mantenendo la sua attività antibatterica. La polvere di VC e la polvere di perla, dopo la macinazione a getto d'aria ultrafine, vengono assorbite più facilmente se aggiunte ai prodotti per la cura della pelle.
Elettronica
La polvere di ossido di ferro ultrafine può essere utilizzata per produrre materiali magnetici ad alte prestazioni.
La polvere di silice ultrafine può essere utilizzata per produrre materiali resistivi ad alte prestazioni. La polvere di ossido di alluminio ultrafine ad elevata purezza viene utilizzata per produrre substrati in zaffiro per chip LED. I substrati realizzati con polveri ultrafini presentano una buona stabilità, un'elevata trasmissione luminosa e non assorbono la luce visibile. La polvere di molibdeno trattata con tecnologia di fresatura a getto d'aria presenta particelle di dimensioni inferiori, una distribuzione granulometrica più stretta e una morfologia uniforme. La sua densità apparente e la densità di riempimento sono migliorate, rendendola più adatta alla produzione di lampadine, tubi elettronici e circuiti integrati.
Nuovo campo energetico
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.
Classificazione del mulino a getto d'aria
Mulino a getto d'aria piatto
Il mulino a getto d'aria di tipo piatto, noto anche come mulino a getto d'aria a dischi orizzontali, è il mulino a getto d'aria più utilizzato nell'industria. Presenta una struttura semplice, un funzionamento semplice e una classificazione automatica. Tuttavia, l'apparecchiatura presenta una bassa energia d'impatto e una bassa resistenza alla macinazione. Durante la lavorazione di materiali con elevata durezza, le intense collisioni e l'attrito con le pareti della camera possono causare contaminazione. È adatto a un'ampia gamma di materiali, in particolare quelli composti da aggregati o agglomerati.
Mulino a getto d'aria a letto fluido
Il mulino a getto d'aria a letto fluido è un nuovo tipo di mulino a getto d'aria. Presenta vantaggi quali una distribuzione granulometrica ristretta, un'elevata efficienza di macinazione, un basso consumo energetico, una contaminazione minima del prodotto e una ridotta usura dei componenti. Tuttavia, l'attrezzatura ha un costo più elevato.
Poiché il materiale deve essere fluidizzato per essere frantumato da getti d'aria, in genere è necessario che abbia una finezza adeguata. Questo è particolarmente importante per i materiali ad alta densità. È comunemente utilizzato in settori come quello delle resine sintetiche, delle resine fenoliche, dei prodotti farmaceutici, dei cosmetici, delle ceramiche avanzate, delle polveri magnetiche e dei materiali per batterie per la macinazione ultrafine, la dispersione e la formatura.
Conclusione
Esistono vari tipi di apparecchiature di macinazione a getto d'aria ultrafine, ciascuna con distinte differenze strutturali. Ogni tipologia presenta i propri vantaggi e svantaggi. In futuro, le principali tendenze di sviluppo delle apparecchiature di macinazione a getto d'aria ultrafine si concentreranno sull'aumento della produttività delle singole macchine e sulla riduzione del consumo energetico per unità di prodotto. Anche il miglioramento della finezza del prodotto e l'aumento dei limiti di frantumazione delle apparecchiature saranno aree chiave di sviluppo. Il controllo online della finezza del prodotto e della distribuzione granulometrica diventerà sempre più importante.
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