中國粉體網(wǎng)訊  隨著粉體的細(xì)度要求越來越高，攪拌磨機(jī)、砂磨機(jī)、高速振動磨等超細(xì)粉體研磨設(shè)備發(fā)揮著越來越重要的作用。在超細(xì)粉碎設(shè)備的使用中，研磨介質(zhì)的選擇是一個非常重要的問題，它決定了粉碎過程中的成本和粉碎效率的高低以及粉碎后產(chǎn)品的品質(zhì)。

研磨介質(zhì)的材質(zhì)、密度、硬度、尺寸、形狀、裝填率、生產(chǎn)方法以及級配對粉碎效果都有很大的影響。

研磨介質(zhì)的材質(zhì)對粉碎效果的影響

研磨介質(zhì)球的材質(zhì)決定了粉碎過程中的成本高低和粉碎效率的大小。研磨介質(zhì)化學(xué)組成的差異決定了研磨介質(zhì)晶體結(jié)構(gòu)的不同，繼而決定了研磨介質(zhì)不同的抗壓強(qiáng)度和耐磨性，成分含量的不同則決定了研磨介質(zhì)的密度和硬度。

研磨介質(zhì)的磨耗、研磨時間的長短對產(chǎn)品純度有著直接的影響，研磨介質(zhì)球的磨損和破碎失效會造成研磨介質(zhì)的損失，從而增加研磨粉碎過程中的成本；從對粉碎產(chǎn)品的品質(zhì)考慮，介質(zhì)在粉碎過程中不斷磨損，而磨損的細(xì)粉分布在產(chǎn)品之中，會造成產(chǎn)品污染。

研磨介質(zhì)球的密度、硬度對研磨效率起重要作用：介質(zhì)密度越大，研磨效率愈高；硬度越高、磨耗越小，產(chǎn)品的純度越易得到保證；但是在漿料比重和粘度一定的條件下，研磨介質(zhì)的密度和硬度也并非越高越好，追求過高的密度和硬度，不僅會帶來高成本，而且將產(chǎn)生一系列不良作用。

市面上常見的研磨介質(zhì)有玻璃球、硅酸鋯球、鋼珠、氧化鋁球、氧化鋯球等。

（1）玻璃球

玻璃球價格便宜，但由于密度小、研磨效率低、易脆碎、磨耗高，容易造成產(chǎn)品污染，新的設(shè)備已經(jīng)很少用此種材質(zhì)。

（2）氧化鋁研磨介質(zhì)球

Al₂O₃研磨介質(zhì)球是以Al₂O₃為主要成分的陶瓷球，也叫Al₂O₃瓷球。由于Al₂O₃陶瓷具有耐磨損、耐腐蝕、耐高溫、耐沖擊等優(yōu)良性能，因此Al₂O₃瓷球被廣泛應(yīng)用于白色水泥、選礦、陶瓷、電子材料、磁性材料以及涂料、油漆等行業(yè)的原材料的粉磨加工，是一種優(yōu)質(zhì)的研磨介質(zhì)。其中Al2O3含量越高，瓷球的硬度越大，耐磨性越好。

（3）硅酸鋯研磨介質(zhì)球

ZrSiO₄研磨介質(zhì)球是以ZrSiO₄為主要原料制備的ZrSiO₄瓷球，其ZrO₂的質(zhì)量分?jǐn)?shù)在65%~68%或者更低。ZrSiO₄瓷球主要用于ZrSiO₄原料的超細(xì)研磨，可提高ZrSiO₄含量，但其磨耗大、強(qiáng)度低的特點限制了其應(yīng)用。

（4）氧化鋯研磨介質(zhì)球

ZrO₂研磨介質(zhì)球指添加穩(wěn)定劑、ZrO₂含量達(dá)到90%以上的ZrO₂陶瓷球，相比于Al₂O₃陶瓷球，ZrO₂瓷球具有更高的耐磨性和研磨效率。ZrO₂瓷球研磨效率高，可以避免產(chǎn)生污染，表面光滑堅硬，具有優(yōu)良的圓度和合理的尺寸分布，具有高硬度、高強(qiáng)度、高韌性、耐磨、耐腐蝕等特性，具有較高的生產(chǎn)效益和較低的生產(chǎn)成本。氧化鋯瓷球用量大，被廣泛應(yīng)用于陶瓷、建材、化工、涂料、電子、機(jī)械、食品、醫(yī)藥、化妝品等行業(yè)。

常用的研磨介質(zhì)的性能參數(shù)

研磨介質(zhì)的形狀、尺寸對粉碎效果的影響

研磨介質(zhì)形狀主要為球狀、柱狀和不規(guī)則狀。在工業(yè)中，不規(guī)則介質(zhì)趨于受到較大的自身磨損，會引起明顯的污染。所以在實際應(yīng)用較多的是球形介質(zhì)，圓柱形介質(zhì)也有應(yīng)用，不規(guī)劃介質(zhì)應(yīng)用極少。 

研磨介質(zhì)球的大小直接影響粉磨的效果和產(chǎn)品細(xì)度，它決定了研磨介質(zhì)與物料的接觸點的多少，粒徑小的研磨介質(zhì)球在相同體積下接觸點越多，理論上粉碎效率愈高。介質(zhì)粒徑的大小須視物料粒度和要求產(chǎn)品粒度而定。產(chǎn)品粒度越細(xì)，介質(zhì)的粒徑越小。如果給料粒度比較大，需要研磨介質(zhì)有較大的沖擊破碎作用，那么配球就要大一些。

研磨介質(zhì)的裝填率對粉碎效果的影響

研磨介質(zhì)的裝填率對研磨效率有著直接的影響，裝填量視研磨介質(zhì)粒徑大小而定。介質(zhì)的填充率對研磨設(shè)備的工作起著很重要的作用，對不同粉碎細(xì)度的要求，需要調(diào)整研磨介質(zhì)破碎和研磨的能力分配。臥式砂磨機(jī)的裝填率一般為80~85%；立式設(shè)備的裝填率一般為75%~80%；研磨介質(zhì)裝填率過高，容易引起砂磨機(jī)溫升過高或者出口堵塞；研磨介質(zhì)裝填率過低，研磨效率低。

研磨介質(zhì)球的生產(chǎn)方法對粉碎效果的影響

據(jù)研究，同一材料的磨球，由于生產(chǎn)方法及控制工藝的不同，耐磨程度有較大的差別。最典型的就是氧化鋁球，氧化鋁球的成型方法有擠壓法、團(tuán)粒法、液壓硬模成型法及等靜壓成型法，采用等靜壓成型法與注漿成型磨耗差十幾倍。其原因可能是前者的密實度及均勻性高于后者，燒結(jié)后能成型較堅實的整體；另外，可能二者使用的氧化鋁原料也不同，原料純度、粒度、粉體流動性等方面的差別，也會對研磨介質(zhì)的耐磨性產(chǎn)生很大的影響，最終會影響粉碎的效果。

研磨介質(zhì)的級配對粉碎效果的影響

當(dāng)研磨介質(zhì)總質(zhì)量相同時，不同的研磨介質(zhì)配比對粉碎效果的影響也不同。一般來說，在連續(xù)粉磨的過程中介質(zhì)的大小分布是成一定的規(guī)律的。為了降低成本，多采用補(bǔ)充大球的方法來恢復(fù)系統(tǒng)的研磨能力，磨機(jī)很難在長時間的工作中保持固定的介質(zhì)配比不變。介質(zhì)直徑差別太大的情況下，會加劇介質(zhì)間的無效研磨，即大介質(zhì)對小介質(zhì)進(jìn)行了研磨，使研磨過程成本加大。

以球磨機(jī)為例，要針對物料性質(zhì)和粒度等因素，通過計算合適的沖擊力選取合適的磨介尺寸，使得磨介既對大顆粒物料沖擊有足夠的破壞力，又不至于讓物料過粉碎。隨著粉磨的進(jìn)行，顆粒粒度不斷減小，顆粒破碎所需的破碎力也在變化，對于顆粒粒度到達(dá)一定細(xì)度范圍內(nèi)時，由于其抗破碎力的減小，對應(yīng)的破碎方式也將由拋落沖擊破碎為主逐漸變化為研磨破碎為主。因此為了使研磨設(shè)備的磨介球能夠滿足沖擊和研磨這兩方面的要求，就需要進(jìn)行“級配”，選用不同粒徑的研磨介質(zhì)進(jìn)行混合來達(dá)到更好的研磨效果。

結(jié)語

由此可見，不同的研磨介質(zhì)球?qū)Ψ鬯樾Ч�有非常大的差別，在實際生產(chǎn)中，應(yīng)選用合適的研磨介質(zhì)球，并嚴(yán)格控制研磨介質(zhì)的成球工藝，優(yōu)化生產(chǎn)工藝提高研磨效率，盡可能的減少其研磨損耗，保證產(chǎn)品質(zhì)量的穩(wěn)定性。

參考資料：

呂寶偉.微晶ZrO2研磨介質(zhì)球的制備與研究

劉惟、張含軍等.氧化鋯陶瓷磨球的滾制成型法制備技術(shù)與性能研究

馮平倉.濕法超細(xì)研磨最新進(jìn)展

錢效林.研磨介質(zhì)和助磨劑對超細(xì)粉碎的影響

韓暉、蘇憲君等.研磨介質(zhì)對超細(xì)硅酸鋯粉體質(zhì)量的影響

彭曄.陶瓷墨水研磨制備工藝的探討

肖斌、王同賽等.涂料色漿研磨效率的探索

錢效林.研磨介質(zhì)對攪拌磨效率的影響

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