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球磨機、砂磨機和氣流磨機之間的比較
編輯:寧國市瑞達機械制造有限公司   時間:2022-02-24

什么是砂磨機?砂磨機是原材料(納米材料,陶瓷材料,鋰電池材料,涂料油漆,油墨,化工化纖,顏料)粉碎的核心設備之一;砂磨機的工作原理是在固定的筒體中研磨介質和物料一起被高速旋轉的分散盤所攪動,使物料中的固體顆粒和研磨介質產生強烈的剪切、沖刷、碰撞,達到粉碎研磨和分散的目的。(砂磨機根據設備結構,材料材質,研磨細度,用途領域等有多種產品概念劃分,比如:立式砂磨機,臥式砂磨機,納米砂磨機,亞納米砂磨機,微米砂磨機,納米陶瓷砂磨機等等,此處不做細論)

球磨機

與其它超細粉碎設備相比,砂磨機有什么優勢?行業媒體人士,專家學者,通過以下實驗來找到該問題的答案。


砂磨機和氣流磨機對比:


林文忠在研究中指出,砂磨機與其他研磨設備相比,如氣流磨機,具有細度化高、連續性強、效率高等優點。對細度的要求可以通過適量的加減研磨介質或用不同介質研磨進行調整。砂磨機的研磨介質在高速下運轉,研磨作用以撞擊和剪切力為主。其在實驗中使用的氧化鋯珠研磨介質對原料實現零污染,而且粒徑小接觸點多,能進行超細研磨以及分散。


原材料于研磨機中高速研磨,液相均勻混合充分反應后得到漿料;然后通過噴霧干燥機,漿料經過霧化后,在與熱空氣的接觸中,水分迅速汽化,在這一過程中漿料進行造粒、干燥,得到鋰電池電極材料。


砂磨機和球磨機對比:


許多研究者對于球磨機和砂磨機的研磨效率已經做了大量的實驗,結果說明砂磨機不論從研磨效率還是制備成本上都遠遠優于球磨機。而且,實驗還證明了砂磨機可制備出平均粒徑小于0.5μm的粉料,這比球磨機制得的產品粒度要小得多。


實驗一:壓電陶瓷材料粉碎加工


蔡曉峰高工研究了不同粉碎設備對粉料粒徑及其分布的影響。實驗中,研究人員在球磨罐、振磨料斗和砂磨機料桶中分別放入3kg壓電陶瓷合成料進行粉碎加工,全部采用濕法加工,每隔一段時間取樣,測其粒徑及其分布,對比粉料粒徑D50達到0.5μm左右時三種設備加工所需的時間和加工后粉料的粒徑分布情況。


不同粉碎工藝的加工效率及其對粉體粒徑的影響。

由實驗結果可知,從粉碎效率和粒徑分布來看,振磨工藝要好于球磨工藝,砂磨工藝要明顯好于球磨和振磨工藝。這與粉碎所用的磨球尺寸和磨球的運動速度和能量有關。通常,磨球越小,研磨作用越大,粉碎越細,粒徑分布也越窄。


實驗中,砂磨所用的氧化鋯球徑為1.5mm(1.5Kg),球磨和振磨所用氧化鋯球徑為20mm、15mm和8mm混配(7.5Kg),砂磨的研磨工作表面積要遠大于球磨和振磨。砂磨時磨球運轉速度為1800rpm,振磨時磨球的振動速度為600次/min,球磨時磨球運轉速度為65rpm。因此,砂磨工藝粉碎效率較高,粉體顆粒較細,粒徑分布較窄,粉碎質量較好。


基于以上粉碎試驗效果,蔡高工得出結論:壓電陶瓷合成料采用砂磨機粉碎,更有利于改善壓電陶瓷的微觀組織結構,提高壓電陶瓷材料的機械性能和壓電介電性能,對超聲波霧化換能元件而言,可降低性能衰減速度達50%,明顯延長其使用壽命,由5000h延長至8000h。


實驗二:鋰電材料粉碎加工


康拓通過對傳統高能球磨法與砂磨-噴霧干燥法合成LiFePO4的形貌進行對比,發現,經過高能球磨法合成的LiFePO4前驅體經過燒結后的尺寸為300~400nm,顆粒尺寸分布范圍較寬,且顆粒形貌各異,無明顯相似性。而經過砂磨-噴霧干燥法合成的LiFePO4前驅體,在未經過噴霧干燥與燒結時其顆粒粒徑為100nm以下,尺寸分布較窄。對產物進行噴霧干燥及燒結后,團聚為直徑約為10μm的微米球,通過對微米球的放大可以明顯的觀察到該微米球由大量的紡錘形顆粒組成,且該顆粒尺寸分布較窄,均為300nm左右。


砂磨-噴霧干燥法合成的LiFePO4前驅體峰型突出且尖銳,說明用此種方法合成的LiFePO4結晶度較高。這是由于在研磨混合的過程中砂磨機的轉速可達到2800r/min,而高能球磨機的轉速僅有1200r/min,此外砂磨機內部的氧化鋯陶瓷珠直徑僅為0.3mm,而高能球磨機內部鋼珠的直徑為2mm,因此相比于高能球磨機,砂磨機可以將物料研磨至更細的尺寸,并且使其更充分混合,故提高了反應程度從而提高了結晶度。


通過與高能球磨法和砂磨-噴霧干燥法合成的LiFePO4/C材料的對比,得出砂磨-噴霧干燥法合成的材料不僅性能較好,還極大地簡化了該材料的合成工藝。


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