中国粉体网讯 近年来，随着我国材料科学的飞速发展，各行业对精细材料需求日益增加。砂磨机是精细材料制备的关键设备之一，广泛应用于冶金、矿业、非金属矿物材料、化工、陶瓷和新材料领域。
1、砂磨机简介
砂磨机属于湿法超细研磨设备，因最初使用天然砂作为研磨介质而得名，是从球磨机发展而来，主要分为敞开型和密闭型两类，每一类又可分为立式砂磨机和卧式砂磨机两种。卧式砂磨机由机座、主轴部件、研磨装置、冷却装置、控制系统、辅助装置等组成。
砂磨机通过腔体内珠子之间的剪切力、碰撞力将流经腔体的浆料分散、破碎、研磨、均质、解聚，适用物料粒径广泛、先进性强、研磨效率高，单位体积的能量密度大，结合高质量的冷却系统和自动控制体系，可完成浆料的连续研磨和连续出料。
（1）立式砂磨机
立式砂磨机由进料系统、研磨筒、研磨盘、传动系统和电控系统等组成。工作时研磨筒内大部分装填研磨介质，其介质是用陶瓷或特殊材料制成的粒径不等球形颗粒。
高流量立式砂磨机
（2）卧式砂磨机
卧式砂磨机主要由机座、主轴部件、研磨装置、冷却装置、控制系统、辅助装置等部分组成，是具有水平筒体的可连续生产的超微粒研磨分散机械。
升卧式砂磨机优化后结构组成
卧式砂磨机的工作原理与立式砂磨机相同，但将立式砂磨机的研磨缸横向放置，就会提高介质的填充率，因此卧式砂磨机的研磨效率是立式砂磨机的2-9倍。例如，在相同的循环研磨工艺条件下，用400L的搅拌磨生产涂布级重钙产量为100-200kg/（台·h），而250L的国产卧式砂磨机产量可达到300-600kg/（台·h）。
卧式砂磨机工作原理是：预先进行分散润湿处理的固-液相混合物料经计量泵，从卧式砂磨机上部进料管输入筒体内，电动机带动主轴上的分散器旋转产生动能，物料和筒体内的研磨介质一起被高速旋转的分散器搅动，从而使物料中的固体微粒和研磨介质相互间产生强烈的碰撞、摩擦、剪切作用，介质间的物料粒子受力变形并产生应力场。当应力达到颗粒的屈服或断裂极限时，便产生塑性变形或破碎。未被粉碎的颗粒受离心力作用被甩向砂磨机筒壁，此区研磨介质密度最大，从而强化了粉碎作用，粉碎后的微小颗粒经分离器与研磨介质分离后，从出料管流出。
2、砂磨机选择
首先，立式砂磨机由于避免了密封方面的问题，在制造上就较为容易，成本造价较低；所以立式砂磨机更加适合一些对产品要求比较低，但产量较大的研磨产品。其次，卧式砂磨机的制造成本较高，但它能保证物料的密封性，防止产品的污染，较好的保证产品的纯度，适合一些要求高精度和高细度的产品。
3、研磨介质的选择和填充
为了达到好的研磨效果，选择的研磨介质的规格及材料要适当。研磨介质选择参考三个依据：污染情况、介质材料及直径、效率。
在研磨生产过程中介质通过速度改变来传递部分能量，达到研磨效果。当搅拌速度一定时，能量的释放与研磨介质的数量有关。当研磨介质数量与搅拌速度一定时，还与介质的密度有关。质量相同时较大直径的研磨介质，也能够达到相同的效果。但有一点，相同质量研磨介质数量减少，效率降低。在具体操作中必须考虑研磨介质的效率，包括3个方面：研磨介质的需求量、功率的消耗和研磨容量。
关于研磨介质填充量，要考虑研磨介质的材质和粒径再进行选择，最优填充量为70%-80%；如果物料体质颜料较多、细度要求不高、物料易发热时，研磨介质应控制充填量在60%-70%，才能提高能量输入和产品产量，提高研磨率。
4、砂磨机在粉体材料加工中的应用
砂磨机最初应用于油墨、涂料等化工领域，逐渐发展成为无机纳米粉体材料常用的一种研磨和分散手段。
（1）碳酸钙
以50L砂磨机与1m球磨机相比，装球个数多700倍，单位时间摩擦碰撞率约为球磨机的1400倍。在研磨CaCO3、高岭土、硫酸钡混合颜料（固含量60%）时，达到相同研磨质量时的单机产量比球磨机高16倍；用球磨机研磨细度最高只能达到60%<2μm，只能生产填料级或预涂级产品。需要注意的是，砂磨机基本上是精加工研磨，进入卧式砂磨机的CaCO3物料必须是均匀的预混料。
（2）钛白粉
对于钛白粉行业，后处理砂磨工序可以有效的降低产品粒径，更易控制粒径和分布的稳定性，最终直接影响产品质量。例如，氯化法工艺的氧化工序决定了用该法生产的产品粒度较细，研磨阶段并不需要大的能耗，但是因为氧化带来的疤料和湿法团聚因素，细磨成为必不可少的环节，砂磨机正是适合这种工艺的一类设备，经过砂磨工序后，疤粒磨细，团聚颗粒打开，粒子逐渐研磨成球形，粒度分布趋于集中，这样能很好的保证包膜后的产品具有优异的颜料和光学性能。
（3）锂电材料
砂磨机作为目前制备超细粉体材料的主流设备，攻克了在加工超细、超硬、超纯“三超”物料的技术难题，已广泛应用于磷酸铁锂的湿法研磨，加速了新能源材料向纳米化方向发展。该领域生产过程中使用砂磨机的细分领域主要有：磷酸盐系正极材料、导电浆料、硅碳负极材料及隔膜涂覆材料、导热粉体材料等。
锂电不同领域对于砂磨机的需求差异
锂电材料用砂磨机按转子结构分类主要有棒削式砂磨机和涡轮式砂磨机，磷酸铁锂正极材料、磷酸锰铁锂正极材料以及导电浆料使用棒削式砂磨机和涡轮机砂磨机，勃姆石和硅碳负极则使用棒削式砂磨机。从应用效果来看，以某磷酸铁锂固相合成法生产工艺为例，其研磨环节采会采用砂磨机使浆料进一步分散、混合均匀并完全细化物料。
5、砂磨机市场概况
据粉体网编辑了解，全球范围内砂磨机核心厂商仅寥寥十数家。例如：NETZSCH、Bühler Group、派勒智能、东莞琅菱、井上制作所、东莞琅驰、亿富机械、Root Group、广岛金属机械、品诺机械、VMA〨etzmann GmbH、Willy A. Bachofen、三尹实业、博亿工业、东莞鸿凯、鸿凯智能、Sower Company等。
粉体网砂磨机/研磨配件品牌推荐
据业内机构预测，“十四五”至“十五五”期间，全球砂磨机市场规模将接近20亿美元，年复合增长率约为3%。并指出，锂电材料、颜填料、涂料、纳米材料等领域用砂磨机占据较大市场份额，并有进一步增长的趋势。
参考来源：
王佳庆，等：卧式砂磨机的结构优化设计，广州大学
杨金霖，等：浅谈卧式砂磨机在汽车涂料生产工艺过程中的应用，沈阳沃尔瓦格涂料有限公司
周春晖，著：《碳酸钙清洁加工和产品链》 化学工业出版社
郑水林，孙志明，著：《非金属矿加工与应用（第四版）》 化学工业出版社
中国粉体网、各公司官网、高工产研等
（中国粉体网编辑整理/昧光）
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