介绍
搅拌磨是由Andrew Szegvari博士在20世纪20年代发明的。搅拌式介质搅拌磨的最初概念就是从这里开始的。
1946 年,Szegvari博士创立了自己的搅拌磨制造公司Union Process Inc.经过近50年(至今已75年)的持续研发,超细搅拌磨已成为最高效、用途最广的研磨和分散设备之一。
原则
虽然搅拌磨的种类很多(批量式、连续式、循环式、干式或湿式),但基本原理是相同的。它是一种含有内部搅拌介质的搅拌磨,因此一般称为"搅拌式研磨机"。
这也是搅拌磨最重要的设计理念之一,即功率输入直接用于搅拌介质以实现研磨,而不是用于旋转或振动除介质之外的大而重的研磨缸。
被研磨的物料被装入或泵入装有研磨介质的研磨缸中,然后物料和介质通过带有一组水平臂的旋转中心轴搅拌,使研磨介质不规则运动,如图2所示。
一般来说,搅拌磨搅拌臂的末端速度为每秒3到5米,但HSA(新设计的高速搅拌磨)的运行速度要快4到5倍。搅拌磨使用的介质尺寸从2mm到10mm。研磨中使用的介质类型包括各种类型的钢和陶瓷。搅拌磨的作用会产生强大的冲击力和剪切力,这种合成的动量可以非常有效地减小尺寸,出料粒径可达几微米甚至亚微米,并且分布非常窄。
一般功能和选项
各种类型的搅拌磨可用于湿磨或干磨。
一系列防金属污染的设备是专为陶瓷行业设计的。已经开发了几种类型的陶瓷和聚合物材料,用于制造机器内部零件的搅拌棒或套筒。这些材料包括氧化铝、氧化锆、碳化硅、氮化硅、碳化钨、橡胶、聚氨酯和各种塑料。
实验型搅拌磨设计有变速驱动,可用于不同的RPM选择。研磨缸尺寸从100ml到9.5L。
生产型搅拌磨配备变频调速驱动——高速用于实际研磨,低速(高速的1/3)用于装料、卸料和清洁过程。设备容量范围35L到3800L不等。
所有研磨缸均配有冷却或加热用夹套。
可配备扭矩计测量输入的能量,也可利用总功耗来监控研磨过程。
可以提供缸盖密封,以便在惰性气氛下进行所需的加工。
湿式搅拌磨系统和工艺应用示例
批量式搅拌磨的操作非常简单。所有物料可直接装入研磨缸,无需预混或预分散,由于上开式研磨缸是固定的,因此可以直接观察该过程,并可随时添加修改和附加物料。
最大进料粒度可达10mm,前提是物料易碎;反之,任何10目以下材料都可以在本机中加工。
物料 | 进料粒径 | 出料细度 | 设备型号/ 研磨时间 |
锆英砂/水 (60%固体) | 100目 | 50%<1.08μ 90%<3.00μ | 1-S/3小时 |
碳化硅/异丙醇 (60%固体) | -80目 | 50%<1.55μ 90%<3.98μ | 1-S/5小时 |
二氧化硅/水 (63.2%固体) | 60目 | 50%<2.5μ 90%<5μ | 200-S/3.5小时 |
稻壳灰/水 (52.5%固体) | 1毫米+ | 50%<2.05μ 90%<4.42μ | 200-S/3.5小时 |
该系统由搅拌磨和储料缸组成,储料缸的尺寸通常为搅拌磨的10倍。
Q-搅拌磨系统的基本要求之一是高循环(或泵送)速率。至少每7-8分钟将储料缸中的全部物料过一次搅拌磨。在这种快速速度下,预混浆料被泵送通过密闭的格栅,磨介充当动态筛,允许细粒快速通过,而较粗的颗粒将被继续研磨至更细。
物料 | 进料粒径 | 出料细度 | 设备型号/ 研磨时间 |
钛酸钡/水 (50%固体) | 平均100μ 最大250μ | 50%<0.49μ 90%<2.74μ | Q-25/36.33分钟 |
氧化镍/水 (63.5%固体) | 325目 | 50%<0.62μ 90%<1.36μ | Q-100/62分钟 |
氧化铋/水 (50% 固体) | 150μ | 50%<1.31μ 90%<4.38μ | Q-2/38分钟 |
巧克力涂层 | 380μ | 22μ | Q-50/6分钟 |
C系列设备最适合连续生产大量物料。
为了能够使用这种类型的工艺,必须有一种预混良好的料浆。料浆通过高而窄的研磨缸底部向上泵送,并从缸顶部排出。
一定细度所需的停留时间由泵速控制。
连续式搅拌磨可以串联设置,使用较大的磨介和格栅开口进行粗进料,然后使用较小的磨介进行后续操作以实现更细的研磨。
物料 | 进料粒径 | 出料细度 | 设备型号/ 研磨时间 |
陶瓷粉末/水 (70%固体) | 6.9%+325目 | 50%<0.5μ 90%<1.5μ | C5/8.66分钟 |
三水氧化铝/水 (25%固体) | 48%+325目 | 50%<4.11μ 90%<10.43μ | C20/11.76分钟 |
乳胶涂料分散液 | 100μ | 平均3-5μ | C20/5.8分钟 |
巧克力酒 | 22%+200目 | 99.04%-200目 98.27%-325目 | C20/1.6分钟 |
SD干式搅拌磨可用于连续和批量加工应用。在连续操作中,物料从顶部送入研磨缸,然后通过搅拌磨介将其处理至所需粒径,并通过研磨缸底部的计量格栅排出。
SD搅拌磨也用于研磨分散强化金属(DSM)。在这一过程中(称为机械合金化或冷焊),运动孔隙使研磨介质将金属破碎成小颗粒,并将其搅拌在一起形成团块。通过重复该过程,将各种金属均匀混合和分散,形成新的合金成分(DSM)。
物料 | 进料粒径 | 出料细度 | 设备型号/ 批次时间或处理率 |
玻璃粉 | -25目 | 50%<3.47μ 90%<9.52μ | 30SD/2小时20分钟 |
氧化锆 | 4-20目 | 中值3.15μ | 200SD/2小时20分钟 |
铁氧体 | 6.9μ F.S.S. | 1.9μ F.S.S. | 100SD/800磅/小时 |
离子交换树脂 | 1/16"颗粒 | 平均4.36μ | 200SD/25分钟 |
HSA高速搅拌磨通常用于连续模式。利用离心力,物料从顶部送入搅拌磨并从底部排出。HSA系列设备适用于将较小粒径(通常为40目)的材料送入机器以得到微米级的最终产品。
物料 | 进料粒径 | 出料细度 | 设备型号/处理率 |
碳酸钙 | 90%+325目 | 50%<2.28μ 90%<5.81μ | HSA30/500 磅/小时 |
硫酸钡 | 325目 | 50%<2.82μ 90%<9.88μ | HSA30/1000 磅/小时 |
浮石 | 270-325目 | 50%<4.83μ 90%<11.33μ | HSA30/750 磅/小时 |
滑石粉 | 200目 | 45%<1μ 61.4%<2μ 78.8%<4μ | HSA30/580 磅/小时 |
使用搅拌磨研磨工业矿物的优点和局限性
* 快速高效的细磨。
* 通用且简单的工艺。
* 低能耗。
* 良好的温度控制。
* 低维护。
* 更小的厂房面积要求。
*最有效地用于精细研磨(最终产品-200目至亚微米)。
*在搅拌磨中加工的物料的进料粒径通常应小于搅拌磨磨介直径。
*湿磨对于大多数需要亚微米以下颗粒的产品是必要的。
*为特定产品的无污染研磨提供合适类型和尺寸的磨介。
*干磨工艺确实会产生高达300-350℉的内部热量。
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