UN mulino a getto La maggior parte dell'elettricità viene spesa per produrre aria compressa. Il compressore assorbe dal 40% al 60% del costo di avviamento del sistema e rappresenta la voce di consumo energetico predominante, pertanto il costo energetico per tonnellata dipende più dal sistema pneumatico e dal tipo di macinazione che dalla camera di macinazione stessa.
Dove va l'energia
Un mulino a getto macina utilizzando aria compressa o gas inerte. Non contiene corpi macinanti rotanti. Il lavoro viene svolto dal compressore, che mantiene la pressione costante sia a pieno carico che a vuoto.
Il consumo energetico specifico di un mulino a getto d'aria compressa è compreso tra 35 e 60 kWh per tonnellata a D50 ≈ 3 µm. Materiali più duri e bersagli più fini portano il consumo a 300-800 kWh per tonnellata. La maggior parte del risparmio si ottiene nell'intervallo tra questi due valori.
Su scala produttiva, le cifre aumentano. Un mulino a getto da 10 t/h che macina CaCO₃ fino a D97 = 5 µm spende tra 1.000.400 e 1.800.000 TP4T all'anno in elettricità, a seconda delle tariffe locali.
Imposta l'obiettivo di macinazione sull'applicazione
L'energia aumenta bruscamente al diminuire della dimensione delle particelle target. Un taglio D97 = 20–45 µm funziona con una configurazione semplice. D97 = 5 µm richiede un classificatore ad alte prestazioni e un controllo preciso del flusso d'aria. D97 = 3 µm o inferiore aggiunge stadi di classificazione e tolleranze più strette.
Lo spreco deriva da una macinazione più fine di quanto richiesto dal prodotto. Se un riempitivo per rivestimenti funziona a D97 = 20 µm, cercare di ottenere D97 = 5 µm moltiplica il consumo energetico per tonnellata senza modificare il prodotto finito. Un test sui materiali risolve la questione. Eseguire una prova sulla polvere con due o tre granulometrie target e verificare a quale punto l'applicazione successiva smette di apportare benefici.
La velocità di avanzamento determina il taglio
La velocità di alimentazione controlla il tempo di permanenza. A pressione del gas costante, un'alimentazione più rapida aumenta il carico del mulino, riduce il tempo di permanenza e produce un prodotto più grossolano. Un'alimentazione più lenta produce particelle più fini. Gli operatori spesso raggiungono una granulometria desiderata rallentando l'alimentazione, assorbendo poi il costo energetico. Un alimentatore gravimetrico mantiene la velocità costante e lascia che il classificatore controlli la granulometria.
Regolare la pressione dell'ugello in base al materiale.
Ogni materiale ha una pressione di rottura critica. Lavorare appena al di sopra di essa, in genere da 1,5 a 3 volte la pressione sonica, fornisce un'accelerazione sufficiente delle particelle senza consumare aria in eccesso. Il quarzo si macina bene a 0,6-0,8 MPa; le plastiche duttili richiedono una pressione maggiore.
Gli ugelli Laval convertono la pressione in un getto supersonico. Gli ugelli usurati perdono questa capacità di conversione e il compressore deve lavorare di più per ottenere la stessa macinatura. I set di ugelli durano in genere dai 6 ai 12 mesi e un set completo di ricambio per un mulino di medie dimensioni costa tra 1.000 e 1.000 euro.
Mantenere il taglio del classificatore secondo le specifiche
In un mulino a getto a letto fluidizzato, la ruota di classificazione separa le particelle fini da quelle grossolane. Le particelle grossolane ricadono nella zona di macinazione, mentre le particelle fini vengono espulse con il gas. Quando la velocità della ruota o il flusso d'aria variano, le particelle fini ritornano nella zona di macinazione e vengono macinate nuovamente. Impostando il punto di taglio in base alle specifiche del prodotto, si mantiene basso il carico di ricircolo.
Asciugare il mangime
Il materiale umido si attacca alle pareti della camera e a se stesso, oppone resistenza al getto e richiede più passaggi. Un'umidità costante del materiale prima della fresatura elimina questo lavoro aggiuntivo.
Riutilizzare il gas e il calore
La fresatura a getto funziona a freddo. L'espansione del gas raffredda la camera, il che la rende adatta ai materiali termosensibili. Sistemi a circuito chiuso con gas inerte Ricircolare l'azoto e rilasciarne una quantità minima nell'atmosfera. Per polveri sensibili all'ossigeno o infiammabili, questo riduce il consumo di gas e i costi.
Scegliere il tipo di mulino per l'attività
I mulini a getto a spirale sono adatti a lotti più piccoli e tagli più grossolani, e hanno costi di costruzione inferiori. I mulini a getto a letto fluido movimentano una maggiore quantità di prodotto per unità d'aria e mantengono una distribuzione granulometrica più ristretta, adatta a tagli fini su scala industriale. I mulini a getto da laboratorio verificano un processo prima che venga avviata una linea di produzione.
Polvere epica
Polvere epica I macchinari costruiscono il Mulini a getto a letto fluidizzato MQW, MQL e MQP, mulini a getto a spirale e mulini a getto da laboratorio. Il sistema MQW utilizza ugelli Laval e una ruota di classificazione orizzontale, con ruote singole o multiple di diverse capacità.
Le applicazioni comprendono materiali per batterie al litio, magneti NdFeB, minerali non metallici e macinazione in atmosfera inerte di polveri infiammabili o ossidabili. Le pareti interne, le ruote di classificazione e gli ugelli sono protetti da allumina, zirconia o carburo di silicio, in modo che il percorso di macinazione rimanga privo di contatto con il metallo.
Epic Powder esegue test sui materiali nel proprio laboratorio. L'acquirente può misurare l'energia specifica, la portata e la granulometria della propria polvere prima di scegliere una configurazione.
L'energia per tonnellata è una scelta ingegneristica
L'energia per tonnellata in un mulino a getto dipende dal sistema di aria compressa e dalla granulometria desiderata, entrambi parametri che gli ingegneri definiscono prima dell'ordine del mulino. Un test sui materiali, eseguito su due granulometrie diverse, permette di individuare la combinazione che soddisfa le specifiche con il minor consumo energetico specifico.
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— Jason Wang, Ingegnere