中国粉体网讯 超细粉碎设备借助机械力将物料磨碎到微米级并进行分级，由于其加工性能好，因此被广泛应用于高档涂料、食品、医药、化工、建材、药材、矿业等行业。伴随着全球经济的快速发展，我国粉体产业发展蒸蒸日上，粉体设备特别是超细粉碎设备在其中起到了关键作用。
但好磨机千千万，我们应该如何选择？粉体网编辑整理了搅拌磨、气流磨、砂磨机等设备的介绍、分类及应用情况，大家一起学习交流。
1、搅拌磨
（1）搅拌磨简介
搅拌研磨机（搅拌磨）是指由一个静置的内填研磨介质的筒体和一个旋转搅拌器构成的一类超细研磨设备。搅拌研磨机的筒体一般做成带冷却夹套，研磨物料时，冷却夹套内可通入冷却水或其他冷却介质，以控制研磨时的温升。研磨筒内壁可根据不同研磨要求镶衬不同的材料或安装固定短轴（棒）和做成不同的形状，以增强研磨作用。搅拌器是搅拌磨最重要的部件，有轴棒式、圆盘式、穿孔圆盘式、圆柱式、圆环式、螺旋式等类型。其中螺旋式、棒式搅拌磨机主要为立式，盘式搅拌磨机有立式和卧式2种。
（2）搅拌磨分类和应用
立式搅拌磨机
立式搅拌磨机的代表为立式螺旋搅拌磨机，搅拌器是最核心的部分，衬板为最主要的耐磨件，主要靠研磨介质（直径12～30mm高铬球或陶瓷球等）重力和螺旋搅拌器带来的摩擦力实现细磨，工作时搅拌装置的线速度较低，在2.5～4.0m/s，产品粒度可达到20μm左右。
卧式搅拌磨
卧式搅拌磨机的典型代表为Isa磨机，主要由8个安装在轴上的磨盘组成，形成8个单独的磨矿腔室，工作时磨盘线速度在21～23m/s，能量输入密度可达300kW/m3，主要利用极高的研剥力和能量密度实现超细磨，大大增加了磨矿效率。
不同搅拌研磨工作原理和应用
搅拌轴带动搅拌臂高速运动迫使磨桶内的介质球与被磨物料作无规则运动；物料和介质球之间因相互撞击、剪切和摩擦被粉碎。其研磨作用主要发生在研磨介质与物料之间。相比之下，普通卧式球磨机筒体旋转消耗能量大，当待磨物料粒度小于100μm时，搅拌磨细磨效率远高于普通球磨机，相同处理量下其规格更小，且更节能。应用方面，搅拌磨一般可用来加工大多数非金属矿：滑石粉、重质碳酸钙、高岭土、石墨和膨润土等，也可制备各种彩色颜料：雄黄、孔雀绿、朱砂、红土、硅灰石、重晶石粉和云母粉等，比较不利的是生产中有一定的干燥成本。
根据作业方式不同，搅拌磨也可分为间歇式、循环式、连续式三种，虽然分类有差异，但每一类设备在生产中都各有优势。
循环式搅拌磨：由于浆料连续快速地通过旋转的研磨介质层和筛网，合格细粒级产品及时排出，避免因过磨而导致的微细颗粒的团聚，研磨效率较高，且可获得窄粒级分布的研磨产品。循环缸还具有混合和分散作用，可在循环罐内添加分散剂或助磨剂。此外，由于浆料每次在研磨筒内的滞留时间短，从循环筒内新泵入的矿浆足以平衡研磨筒内的温升，因此，这种搅拌磨的磨筒无须冷却。
干法立式连续搅拌磨：可采用螺旋给料机上给料和下排料，与高长径比搅拌磨相比，筒体“较矮”，但直径较大，筒体内部做成多角形（六边形或八边形），增加了颗粒被研磨的概率和研磨强度。由于浆料停留时间较短，一方面物料不容易过磨；另一方面，研磨过程温升较小，不容易出现黏胀，因而研磨效率较高。这种搅拌磨机近几年在重质碳酸钙浆料和超细煅烧高岭土等非金属矿物材料深加工生产中得到了越来越多的应用。
卧式搅拌磨：凭借独特的盘式搅拌器消除了磨机在运转时的抖动并使研磨介质沿整个研磨室均匀分布，从而提高能量利用率和研磨效率。此外，卧式搅拌磨可采用动力介质分离筛消除介质对筛的堵塞及筛面磨损。因此，这种搅拌磨的能量密度较大，研磨效率较高。
2、气流磨
（1）气流磨简介
气流粉碎机也称气流磨或者流能磨，是最主要的超细粉碎设备之一。依靠内分级功能和借助外置分级装置，气流磨可加工d97=3～5μm的粉体产品，产量从每小时几十千克到每小时几十吨。气流粉碎的产品具有粒度分布较窄、颗粒形状规则、纯度高等特点。目前气流磨主要有扁平（圆盘）式、循环管式、对喷式、流化床逆向喷射式、气旋式、靶式等几种机型和数十余种规格，比较常用的有扁平、流化床式、对喷式等。
（2）气流磨分类和应用
气流磨成品粒度在1~30μm范围之间，加工进料粒度在正常情况下严格控制在1mm以下，可广泛用于稀土、各种硬质大理石、高岭土和滑石等中等硬度的非金属矿物等材料的超细加工。气流磨粉碎产品粒度上限取决于混合气流中的固体含量，与单位能耗成反比。固体含量较低时，产品的d95可达5～10μm；经预先粉碎降低入料粒度后，可获得平均粒度为1μm的产品。气流磨产品除细度细外，还具有粒度较集中、颗粒表面光滑、形状规整、纯度高、活性高、分散性好等特点。同时由于粉碎过程中压缩气体绝热膨胀产生焦耳汤姆逊降温效应，因而还适用于低熔点、热敏性物料的超细粉碎。
扁平式气流粉碎机：扁平式气流粉碎机又称水平圆盘式气流磨。设备工作时，高压气流以超高速从喷嘴喷出，物料经文丘里喷嘴加速后送至粉碎室作高速循环运动，通过冲击、碰撞、摩擦而粉碎。在离心力作用下，粗颗粒被甩向粉碎室内壁作循环粉碎，细颗粒随气流溢出被收集。该设备的优点为结构简单、操作方便。缺点是粉碎硬度较大物料时会造成磨腔受损，产品受污染。能耗随产品粒度变小而成倍提高，能量大部分为无用功，物料一般只加工到D50=1μm左右。
流化床式气流粉碎机：常用于陶瓷、化工原料、耐火材料、电池材料、制药等行业的物料超细粉碎、打散及整形。设备工作时，高压空气通过若干个喷嘴高速喷入粉碎室，给入的物料被粉碎室内的高压气流加速，在各喷嘴交汇点处通过碰撞、摩擦完成粉碎，并随气流进入分级室完成分级，粗物料沉降返回至粉碎区继续粉碎，合格产品溢出由旋风分离器收集。
对喷式气流粉碎机：对喷式气流粉碎机又称对撞式气流磨、逆向喷射磨，以Majac型为典型代表。设备工作时，两股经过加速的物料与高速气流一起在水平直线上的某点相遇并发生对撞完成粉碎，随气流进入分级室的固体颗粒在分级转子的作用下，粗颗粒留在外缘并返回至粉碎室再粉碎，满足粒度要求的细颗粒继续上升，流出后经气固分离成为产品。由于破碎过程主要依靠颗粒间的高速碰撞，撞击力强，粉碎速度快，能量利用率高，产品粒度也较细，可有效减轻部件的磨损及产品被污染，缺点是设备安装所需场地面积较大，产品能耗高，且粒度分布范围较宽。对喷式气流粉碎机适用于粉碎硬度较大，具有脆性或粘性的物料。
目前，我国气流磨机制造设备的自动化生产管理标准较高，生产能力强，在当今世界型号最全、技术较为成熟。但美中不足的是设备单位生产能耗大、内部零件材料磨损较大、机械设备体积大、适合的研磨产品种类较少，原料的硬度要求高，完全自主创新型的研磨机型较少。
3、砂磨机
（1）砂磨机简介
砂磨机是另一种形式的搅拌磨或珠磨机，因最初使用天然砂作为研磨介质而得名。砂磨机主要是靠研磨介质和物料之间的高速旋转作用来进行研磨工作的，可分为敞开型和密闭型两类，每种又可分为立式和卧式两种。
一般而言，卧式砂磨机和立式砂磨机的区别是卧式砂磨机装砂量更大，研磨效率更高，同时拆洗相对方便。应用而言，砂磨机广泛用于涂料、染料、油漆、油墨、医学药品、纳米填料、磁粉、铁氧体、感光胶片、农药、造纸以及化妆品等领域，用于纳米粉体高效研磨。
砂磨机除具有滚动式球磨机冲压、研磨、互相撞击等作用外，还具有以下的特点。①搅拌式旋转粉料与介质球，避免研磨死角，使碎粉、料浆混合更加均匀。②转速的提高，使研磨效果大大增强。③由于所选用的“砂”径小，砂料比大，增加了相互接触的概率，提高了效率。由于以上特点使得粉料的粒度分布和平均颗粒尺寸都优于普通滚动球磨机。
（2）砂磨机分类和应用
立式砂磨机：主要由进料系统、研磨筒、研磨盘、传动系统和电控系统等组成。
从制造的难度来进行比较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，成本造价也就较低，所以立式砂磨机更加适合一些对产品要求比较低，但是需要有高产量的产品制造。
从研磨的细度方面来比较立式砂磨机的磨腔内的研磨介质在受到重力的影响之后，介质填充率较低，而且分布也不均匀，造成了研磨效果不理想。不过，立式砂磨机研磨转子垂直结构设计，也能避免传统砂磨机横向设计会出现的主轴形变问题，且研磨介质堆积压强增大，研磨效率有一定的提升空间。
卧式密闭砂磨机：相比与立式砂磨机，最大的区别是研磨转子横向设计。由于结构、材质、尺寸等差异，卧式砂磨机的制造成本较高，但是它能保证物料的密封性，防止产品的污染，很好地保证了产品的纯度，因而适合生产一些要求高精度和高细度的研磨产品。与立式砂磨机相比，卧式砂磨机就能很好地克服重力对介质的影响，从而具有较好的研磨效果，能够达到产品对细度的要求。
结语
不管粉体行业如何发展，机械粉碎始终是获得超细粉体的主要手段之一。“工欲善其事，必先利其器”，我们应继续加强基础理论研究和科技投入，在现有设备的基础上优化工艺流程，不断提高创新能力，开发出高技术含量、绿色经济、低能耗、低排放、具有高附加值的超细粉碎设备。
参考文献
郑水林孙志明主编《非金属矿加工与应用》化学工业出版社
胡根良陈太民陈永编著《涂料设备生产手册》化学工业出版社
汪光辉，等：超细粉体加工设备研究现状，中钢集团马鞍山矿山研究总院股份有限公司
张军，等：粉体加工中气流粉碎技术的研究进展，广东省科学院资源综合利用研究所
刘青，等：土壤改良用矿物粉体加工技术现状，山东农业工程学院
(中国粉体网编辑整理/昧光)
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