中國粉體網訊 近年來隨著超細顆粒優越的性能被不斷的肯定，越來越多的科研人員開始重視微細粉體制造的研究工作。氣流粉碎技術作為一種重要的超細粉體制備方法，目前已成為研制各種高性能微粉材料的首選方法之一。
氣流粉碎機的特點
氣流粉碎機又稱為氣流磨或者流能磨，是利用高速氣流使物料與沖擊部件發生碰撞、沖擊、剪切等作用而粉碎。
用氣流磨對物料進行粉碎得到的產品細度均勻，粉體粒度分布較窄、純度高、顆粒的表面光滑，形狀規則，分散性好。粉碎過程中物料受到的污染少，甚至可以做到無污染及無菌的環境，所以可以應用到食品、藥品等不允許被外物污染的領域的超細粉碎。氣流磨在粉碎過程中不會釋放大量的熱，所以相比其他粉碎設備，更適合用來粉碎低熔點或熱敏性的物料。生產過程中自動化程度較高，可以用于大規模工業化生產。氣流粉碎還可以實現粉碎及后續生產步驟的聯合操作，如可同時實現物料的粉碎及干燥，也可以在粉碎時噴入溶液，用來對粉體進行包覆或表面改性。但存在能耗較大等缺點。
氣流粉碎機的應用
憑借眾多優點，氣流粉碎機在很多領域都發揮著極其重要的作用。
礦冶領域
氣流粉碎技術的應用最早起源于礦冶領域，在超細金屬或非金屬粉體制備方向有著深入的研究。如廣泛用于滑石、大理石、高嶺土、云母等中等硬度以下的非金屬礦物以及碳化鎢粉、銀粉、碳化鉭等粉體的超細粉碎。除此之外，近年來氣流粉碎在物料的分離、固廢資源化等方向也開始展現出新的潛力。
軍事、航天等領域
超細粉體材料可以用于制造隱形飛機、隱形坦克等的隱身材料。將氧化劑、催化劑等氣流粉碎細化后得到的產品制成的火箭推進劑，它的燃燒速度比普通可以提高一倍以上。
化工、能源等領域
作為顏料的鈦白粉，對粒度及純度要求較高，一般用氣流粉碎機作為鈦白粉的粉碎設備使其達到要求，氣流粉碎后的鈦白粉具有更好的穩定性和光學性。氣流粉碎后得到的氫氧化鋁的催化性能等有所提高，且可以作為人造大理石、玻璃鋼的填料。在橡膠生產上，氣流粉碎得到的納米氧化鋅解團聚效果好，且在有機溶劑中的分散性也有所提高，能有效的提高天然橡膠的硫化性能。在能源方面，通過粉碎預處理后的秸稈對發酵浮渣的形成有影響，對沼氣發酵有幫助，從而可以提高秸稈能源利用率。
醫藥領域
氣流粉碎機能粉碎常見的人參、菊花、三七、枸杞、連翹等中藥，它可將中草藥原料粉碎至1～5μm，并且所得藥粉粒度細、分布窄且污染小，對藥物的溶出和吸收都十分有利。此外，還能粉碎質地堅硬的貝殼類和骨類等藥材。
食品領域
蘋果皮、柑橘皮、小麥麩皮、玉米皮、豆皮、米糠、甜菜渣、甘蔗渣等含有豐富維生素和微量元素，具有很好的營養價值，直接食用口感不佳不說，吸收效果也要大打折扣，通過氣流粉碎機細化加工處理后，能顯著改善食用口感和吸收。
化妝品領域
著色劑和填充粉經氣流粉碎后再添加到粉底液、眼影中會提高其壓粉的密實程度，且附著性、柔滑性也有所提高。護膚品中的穿心蓮內酯經氣流粉碎后水溶性更加，可以很快溶解，并且仍保持著抗菌活性。氣流超細粉碎后的VC粉、珍珠粉添加到護膚品中會更利于吸收。
電子領域
氧化鐵超細粉可以生產出高性能磁性材料。氧化硅超細粉可以生產高性能電阻材料。超細高純氧化鋁粉體可以用來制造LED芯片所用的藍寶石襯底，用超細粉制出的襯底具有穩定性好、透光性好以及不吸收可見光的特點。鉬粉經氣流粉碎技術處理后，鉬粉的粒徑變小，粒度分布變窄，形貌均勻且松裝密度、振實密度提高，可更好的用于生產燈泡、電子管以及集成電路等。
新能源領域
氣流粉碎后的物料平均粒度細，粒度分布較窄，顆粒表面光滑，顆粒形狀規整，純度高，活性大，分散性好，符合電極材料的制備要求，因而得到廣泛應用。氣流粉碎機適用的典型物料有：錳酸鋰、鈷酸鋰、磷酸鐵鋰、碳酸鋰、球形石墨、石油焦、瀝青焦、三元材料、鎳氫合金、草酸亞鐵、鈦酸鋰、鎳錳酸鋰等。
氣流粉碎機的分類
1934年美國Fluid Energy公司研制了世界上第一臺氣流粉碎機（氣流磨）以來，其結構形式得到了不斷地更新和發展，目前根據氣流粉碎機結構或者工作方式的不同可將其劃分為：扁平式氣流粉碎機、對噴式氣流粉碎機、靶式氣流粉碎機、循環管式氣流粉碎機、流化床式氣流粉碎機。
扁平式氣流粉碎機
扁平式氣流粉碎機又稱水平圓盤式氣流磨是工業上應用最早、最廣泛的氣流粉碎機。具有結構簡單、操作方便、自行分級等優點，但設備沖擊動能不大，粉碎強度較低，處理硬度較高的物料時，機體內壁由于物料隨高速氣流的作用，物料與磨腔內壁產生劇烈地碰撞、摩擦，會加劇磨腔污染，對產品造成一定污染。適用物料廣，特別是各種聚集體或凝聚體構成的物料。
扁平式氣流粉碎機工作原理
對噴式氣流粉碎機
對噴式氣流粉碎機又稱對撞式氣流磨、逆向噴射磨，是一種能量利用率高的設備。由于破碎過程主要依靠顆粒間的高速碰撞，可以有效避免高速氣流對沖擊部件的磨損，同時改善物料被污染的問題，產品粒度也較細；但設備占地面積較大、能耗高、粒度分布較寬。常用于粉碎堅硬、脆性、黏滯性的物料。
Majac型對噴式氣流磨結構示意
Trost型對噴式氣流磨結構示意
靶式氣流粉碎機
靶式氣流粉碎機又稱為單噴氣流磨。可入料方位可調性較好，粉碎力較大，能夠處理韌性比較大的物料；但設備靶板及混合管易磨損、沖蝕嚴重，需定期更換配件，對物料有一定污染，產品粒度分布較寬，動能消耗較大。常用于粉碎高分子聚合物、低熔點熱敏性、纖維狀的較粗物料。
靶式氣流磨結構示意
循環管式氣流粉碎機
循環管式氣流粉碎機（立式環形噴射式氣流磨）具有粒徑分布小、無動力裝置、不易污染、物料不易黏壁等優點；但該類型設備的粉碎效率低、能耗大、內壁磨損嚴重。常用于脆性、低硬度物料粉碎，通常根據截面分成等圓截面和變截面循環管式。
變截面循環管式氣流磨的工作原理和外形
流化床式氣流粉碎機
流化床式氣流磨是一種新型氣流磨，具有粒度分布窄、粉碎效率高、能耗低、產品污染小、配件磨損小等優點，但設備造價成本較高。由于物料需處理為流態化才能被氣流束碰撞粉碎，因此流化床式氣流磨通常要求被粉碎的物料需要有足夠的細度，對密度大的材料要求更為明顯。常用于合成樹脂、酚醛樹脂、醫藥、化妝品、高級陶瓷、磁粉、電池材料等行業的物料超細粉碎、打散及整形。
流化床式氣流磨結構示意
小結
超細氣流粉碎設備有多種類型，且每種類型設備的結構也存在著較為明顯的差異性，均有著相應的優缺點。未來，超細氣流粉碎設備的主流發展趨勢，將主要表現在提高單機產量，減小單位產品能耗；提升產品細度，加強設備粉碎極限；產品細度與粒度分布的在線調控等方面。
參考資料：
汪光輝等.超細粉體加工設備研究現狀
張軍等.粉體加工中氣流粉碎技術的研究進展
蘇偲禹.氣流粉碎對粉體物性的影響及破碎機理研究
俞成蛟等.超細氣流粉碎設備的現狀及發展趨勢
（中國粉體網編輯整理/黑金）
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