中国粉体网讯 球磨机自问世一百多年以来，在化工、矿业、建材、电力、医药以及国防工业等行业获得了广泛应用。尤其是在复杂矿物的处理、粉体表面的改性、粉体的活化、功能粉体的合成、机械的合金化、超细粉体的制备等领域，机械球磨法有着广阔的研究和应用市场。
派勒PUHLER DHM 干式珠磨机
1、球磨机的优势与劣势
球磨机具有结构简单，可连续操作，适应性强，性能稳定且适于大型化和易于实现自动化控制的特点，其破碎比范围可达3~100，适用于各种矿物原料的处理，且湿磨和干磨都可作为其磨料方式。
但众所周知的是，球磨机耗电量巨大，电能转化为粉料比表面能的转换率低，大部分能量都被自身消耗，而不是用于实际物料颗粒尺寸的减小。除此之外，球磨机的生产能力关乎整个生产流程的生产效率，因此，优化球磨机的粉磨过程，降低球磨机能耗，节能高效的完成原料的粉磨处理并提高最终产品收益是十分有必要的。
2、球磨机生产效率优化方向
球磨机的工作原理是，给予筒体一定的速度使其转动，利用其反复的转动运动驱动大量尺寸规格不同的研磨体（球，棒，段）跟随筒体转动，促使研磨体对物料产生冲击、挤压、研磨等多种做功，研磨出粗细不同符合成品要求的物料。
研究表明，球磨法通过控制球磨参数来控制合成粉体理化性质、研磨效率及能耗，如球磨温度、球磨气氛、球磨压力、磨球与球磨罐的材质、球料比、固液比、球磨时间、球磨方式及转速、填充率、有无表面活性剂与大中小球体积比等，这些因素在某种程度上是相互依赖的。
3、机械球磨法在新材料领域研究进展
（1）锂电材料
王崇国等采用球磨法将前驱体镍钴锰复合氢氧化物Ni0.5Co0.2Mn0.39(OH)2与碳酸锂均匀混合后再高温煅烧合成了形貌不规则的LiNi0.5Co0.2Mn0.3O2。经测定，该锂离子电池正极材料为-NaFeO2结构，pH值为11.18，首次循环放电的比容量为167.5mAh/g（电流密度30mA/g，2.5-4.3V），库伦效率为88.9%，表明利用球磨法合成的LiNi0.5Co0.2Mn0.3O2具有较低的pH值和较高的放电比容量。
陈云等通过机械球磨的方法在空气气氛下合成了SiOx材料。用作锂离子电池负极材料，SiOx体积比容量可达1487mAh/cc，是石墨的两倍多；其首次库伦效率高于未处理的SiO，最高可达66.8%；且具有优异的循环稳定性，在200mA/g的电流密度下循环50圈其容量稳定在1300mAh/g左右。结果表明，该方法制备的SiOx具有实用的可能性。
张弛等研究表明，生物质人造石墨与硅的高能机械球磨复合能够有效地改善硅负极材料的微观结构和电化学性能，该复合材料电极在1Ag-1的放电电流下循环100周后还具有995mAhg-1的放电比容量，展现了良好的倍率性能。
程续等采用球磨法制备纳米级的石榴石型Li7.5La3Zr1.5Co0.5O12混合导体粉末。通过机械混合，将混合导体包覆到高镍NCM正极材料表面。经过后续退火处理，得到表面修饰的高镍NCM正极材料。
（2）稀土材料
稀土抛光粉方面，机械球磨法不仅在发生化学反应的过程中加大了剪切力的作用，增加了粒子的扩散速度，有利于反应物和产物的细化，而且避免了溶剂的引入，减少了中间的沉淀过程，降低了抛光粉制备过程中诸多制备条件的影响，大大拓宽了抛光材料的研究范围。稀土催化材料方面，机械球磨法制备工艺简单且条件温和，可以大批量地处理加工材料，而且避开溶解材料所需的大量溶剂且避免生成污染环境的毒害物质。高性能稀土永磁材料方面，机械球磨法具有可显著降低材料的合成温度和提高理论密度的优势，显示出了巨大的应用前景，有望协同稀土永磁材料向高端技术领域突破。
此外，机械球磨法在稀土储氢材料、稀土发光材料制备方面也均有应用。总之，机械球磨法在制备稀土材料方面，因具有效率高、工艺简单、生产周期短、易工业化等优点而被普遍看好。
（3）催化材料
为改变TiO2的颗粒尺寸和提高其光催化性能，齐东丽等采用高能球磨法处理TiO2粉末，研究球磨时间对样品微观形貌、晶体结构、拉曼光谱、荧光光谱和光催化性能的影响。经过球磨后的TiO2样品的降解率都比未球磨的样品高，且球磨4h的样品的降解率最高，表明其光催化性能最好。
刘鼐等研究了机械球磨辅助制备工艺中球磨时间、球磨转速和溶剂用量三种工艺参数对TiO2气凝胶结构和性能的影响。其中，球磨时间和球磨转速通过影响凝胶的老化程度来影响TiO2凝胶网络的机械强度，而溶剂用量通过影响TiO2凝胶溶剂替换的程度，进而影响干燥过程中破坏TiO2凝胶网络的毛细作用力的大小。
（4）光伏材料
李军等采用化学还原-机械球磨法制备光亮片状银粉，研究球磨方式、球磨时间和球磨转速对片状银粉参数性能的影响。结果表明，湿法球磨具有更高的成片效率，但干法球磨制备的片状银粉具有更大的片径，且外观颜色更具银亮光泽。
（5）钙钛矿材料
于颖采用机械球磨工艺制备无铅双钙钛矿Cs2AgBiBr6纳米粉体。随着球磨时间的增加，Cs2AgBiBr6纳米粉体最终达到纯相，粒径逐渐减小至约100nm，颗粒形状由棒状变为圆形颗粒。
（6）吸附材料
胡慧敏等通过球磨活化了石灰石、高岭土、蛇纹石等非金属矿物，强化其和水相铜、铅、砷等有害成分的反应能力，实现高效简单且低成本的净化污水新工艺，应用于污水净化过程中目标金属成分的选择沉淀分离进而富集回收。例如，通过添加H2SO4对高岭土进行机械力球磨改性制备的铝基絮凝剂表现出良好的絮凝效果，表明机械球磨改性后充分激活了高岭土中Al的活性成分，使其具有作为絮凝剂直接使用的可能从而省去传统工艺复杂的中间过程。
孙文瑞等利用干式球磨法制备具有优良孔道结构和丰富官能团的蒙脱石改性材料（BHTMt），以改善其在气体吸附领域的应用限制。经过球磨，BTMt比表面积从20.6m2/g增至186.4m2/g，微孔率高达47%。BTMt对甲苯的吸附性能最佳（55.9mg/g），相较原始Mt提高了6倍。
结语
与其他方法相比，在发生化学反应的过程中，球磨法可以明显降低反应活化能、减小粉体粒径、提高粉末活性、改善粒度分布、增强界面之间的结合、促进固态离子扩散以及诱发低温化学反应，从而提高材料的密实度和光、电、热学等性能，而且设备简单、过程易控、成本低、污染少，是一种节能、高效的材料制备技术，易于工业化生产。
参考来源
王迪，等：普通球磨机工作参数对被研磨物料细度的影响，济南大学
王崇国，等：锂离子电池正极材料球磨法制备研究，甘肃有色冶金职业技术学院
张弛，等：锂离子电池硅碳负极材料微观结构及电化学性能研究，西安工业大学
陈云，等：机械球磨制备高性能锂离子电池硅基负极材料，湖南农业大学
程续，等：层状结构高镍三元正极材料的改性，北京科技大学
昝苗苗，等：机械球磨法在稀土材料制备领域的研究进展，江西理工大学
刘鼐，等：机械球磨法辅助快速制备TiO2气凝胶及其光催化性能的研究，广西大学
李军，等：化学还原-机械球磨法制备光亮片状银粉，昆明银科电子材料股份有限公司
于颖，等：无铅双钙钛矿纳米粉体Cs2AgBiBr6的球磨法制备工艺与性能，济南大学
孙文瑞，等：球磨法改性蒙脱石及其对VOCs吸附性能研究，北京化工大学
胡慧敏，等：球磨调控非金属矿物反应活性实现重金属环境净化及资源再生利用，武汉理工大学
(中国粉体网编辑整理/昧光)
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