Fresatura a getto Questa tecnologia è diffusa in settori come quello chimico, farmaceutico, metallurgico e della lavorazione dei materiali. Tra questi, i mulini a getto a letto fluido e i mulini a getto di vapore sono due importanti tipologie di apparecchiature per la macinazione ultrafine. Sebbene entrambi utilizzino un flusso d'aria ad alta velocità per ottenere la riduzione delle dimensioni delle particelle, differiscono significativamente in termini di principi di funzionamento, fonti di energia, materiali applicabili, consumo energetico e controllo delle dimensioni delle particelle.
Mulino a getto a letto fluidizzato
Il mulino a getto a letto fluido utilizza aria compressa, azoto o altri gas inerti come fonte di energia. Il gas accelerato attraversa gli ugelli per formare un flusso d'aria supersonico, fluidificando il materiale nella camera di macinazione (simile allo stato di ebollizione). Le particelle si scontrano e sfregano tra loro (effetto auto-macinazione) sotto l'azione del flusso d'aria ad alta velocità, ottenendo una macinazione ultrafine.
Flusso di lavoro chiave
1. Sistema di alimentazione: il materiale viene immesso nella camera di macinazione tramite un trasportatore a coclea o una trasmissione pneumatica.
2. Rettifica fluidizzata: il flusso d'aria ad alta velocità sospende il materiale e favorisce le collisioni tra le particelle, evitando l'usura meccanica.
3. Sistema di classificazione: il sistema di classificazione utilizza una ruota di classificazione dinamica o statica integrata. Restituisce le particelle grossolane per un'ulteriore macinazione e convoglia la polvere fine nel sistema di raccolta.
4. Sistema di raccolta: il separatore a ciclone + il collettore di polvere a sacco o la raccolta a umido garantiscono un recupero efficiente della polvere fine.
Caratteristiche principali
Materiali applicabili: Materiali fragili (ad esempio materie prime chimiche, prodotti farmaceutici, ceramiche, minerali non metallici).
Finezza: in genere raggiunge D50 = 1–10 μm; alcuni materiali possono raggiungere il livello sub-micron (<1 μm).
Controllo della temperatura: macinazione a bassa temperatura (dovuta all'espansione del flusso d'aria e all'assorbimento del calore), adatta per materiali sensibili al calore (ad esempio prodotti farmaceutici, polimeri).
Consumo energetico: inferiore alla macinazione meccanica ma leggermente superiore ai mulini a getto di vapore (si basa sui compressori d'aria).
Controllo dell'inquinamento: i gas inerti (ad esempio N₂) sono importanti per la macinazione antideflagrante e antiossidante.
Applicazioni tipiche
Industria chimica: nanolavorazione di pigmenti, coloranti e pesticidi.
Nuovi materiali: lavorazione di precisione dei materiali catodici/anodici delle batterie al litio e delle polveri ceramiche.
Mulino a getto di vapore
Il mulino a getto di vapore utilizza vapore ad alta temperatura e alta pressione (pressione: 6-12 MPa, temperatura: 200-400 °C) come fonte di energia. Il vapore ad alta velocità attraversa ugelli Laval fino a velocità supersoniche (2-3 Mach), innescando collisioni ad alta velocità tra le particelle. Grazie alla maggiore energia cinetica e termica del vapore, frantuma efficacemente materiali ad alta durezza e tenacità.
Flusso di lavoro chiave
1. Sistema di generazione del vapore: una caldaia produce vapore ad alta pressione, regolato da valvole di riduzione della pressione.
2. Getto supersonico: il vapore forma un getto ad alta velocità attraverso gli ugelli, aspirando e accelerando il materiale.
3. Macinazione a impatto: le particelle collidono tra loro o con i materiali bersaglio nel flusso di vapore ad alta velocità, ottenendo una macinazione ultra fine.
4. Classificazione e raccolta: in genere si utilizza un turboclassificatore. La polvere grossolana viene riciclata, mentre quella fine viene raccolta tramite condensazione.
Caratteristiche principali
Materiali applicabili: materiali ad alta durezza (durezza Mohs ≥7) e ad alta tenacità (ad esempio metalli, carburo di silicio, diamante).
Finezza: può raggiungere la scala nanometrica (100–500 nm); alcuni materiali possono essere trasformati in polveri ultrafini.
Impatto della temperatura: l'elevata temperatura del vapore può influire sui materiali sensibili al calore, ma è possibile ottimizzare questo effetto regolando i parametri del vapore.
Consumo energetico: relativamente elevato (richiede una caldaia a vapore), ma offre una migliore efficienza energetica per unità rispetto ai metodi meccanici.
Controllo dell'inquinamento: il vapore può essere condensato e riciclato, rendendolo adatto a materiali infiammabili ed esplosivi (ad esempio, polveri metalliche).
Applicazioni tipiche
Polveri metalliche: preparazione ultrafine di polveri di leghe a base di titanio, alluminio e nichel.
Materiali militari: nanolavorazione di materiali ad alta resistenza come leghe di tungsteno e carburo di boro.
Nuovi materiali: preparazione di precursori per grafene e nanotubi di carbonio.
Conclusione
Scegli un mulino a getto a letto fluido quando:
I materiali sono fragili e sensibili al calore (ad esempio, prodotti farmaceutici, prodotti chimici fini). È richiesta una distribuzione granulometrica ristretta (D90 controllabile). Non è disponibile un sistema a vapore ed è preferibile l'aria compressa.
Scegli un mulino a getto di vapore quando:
I materiali sono ad alta durezza e tenacità (ad esempio, metalli, ceramiche). È richiesta la macinazione su scala nanometrica (ad esempio, preparazione di materiali di alta qualità). È già disponibile una caldaia a vapore o è accettabile un consumo energetico più elevato.
Non si tratta della stessa attrezzatura e sono progettate per scopi diversi.
I mulini a getto d'acqua a letto fluido sono più versatili e adatti alla maggior parte delle industrie chimiche e farmaceutiche. I mulini a getto d'acqua a vapore sono specializzati per materiali difficili da macinare, utilizzano sistemi a vapore e sono utilizzati in settori specifici.
La selezione dovrebbe tenere conto delle proprietà del materiale, dei requisiti di finezza, del consumo energetico e della compatibilità del processo.
Macchinari per polveri EPIC
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