氣流磨是利用高速氣流（300-500m/s）或過熱蒸汽的動能使顆粒相互沖擊、碰撞實現(xiàn)超細粉碎的設(shè)備。

MQP圓盤式氣流粉碎機

來源：青島優(yōu)明科

01

氣流磨分類與工作原理

（1）扁平式氣流磨

結(jié)構(gòu)：由粉碎室、氣流分配室、捕集器組成，高壓氣流經(jīng)拉瓦爾噴嘴加速后帶動物料循環(huán)運動，顆粒間及顆粒與靶板碰撞粉碎。

特點：適用于中等硬度物料，產(chǎn)品粒度分布窄，但能耗較高，常用于陶瓷原料（如氧化鋁）的超細加工。

（2）流化床式氣流磨

結(jié)構(gòu)：底部或側(cè)壁設(shè)噴嘴，物料在氣流中呈流態(tài)化，通過多股高速氣流交匯碰撞粉碎，頂部設(shè)分級輪分離粗細顆粒。

特點：能量利用率高，可處理高硬度物料（莫氏硬度9級），常用于碳化鎢、碳化硅等粉體的制備。

（3）循環(huán)管式氣流磨

結(jié)構(gòu)：跑道形粉碎腔，噴嘴布置在底部，物料在高速氣流帶動下沿管道循環(huán)運動，通過慣性分級器分離粗細顆粒。

特點：適合脆性物料，如碳酸鈣、滑石粉，產(chǎn)品粒度均勻，但設(shè)備體積較大。

（4）對噴式氣流磨

結(jié)構(gòu)：兩股高速氣流裹挾物料相向沖擊，避免顆粒與設(shè)備內(nèi)壁接觸，減少污染。

特點：適用于高純度要求的物料，如醫(yī)藥、食品添加劑，但處理量較低。

（5）靶式氣流磨

結(jié)構(gòu)：高速氣流夾帶物料撞擊固定靶板，通過沖擊粉碎。

特點：適合粗顆粒預(yù)處理，但粒度分布較寬，靶板易磨損。

02

粉體領(lǐng)域的應(yīng)用

（1）稀有金屬加工

金屬鈹粉：氣流磨可將金屬鈹粉碎至3-74μm，粒度均勻且純度高，用于航天、核工業(yè)等領(lǐng)域。

磁性材料：流化床氣流磨用于Nd-Fe-B永磁體生產(chǎn)，通過優(yōu)化噴嘴壓力和分級輪轉(zhuǎn)速，可控制顆粒粒度分布（D50=3.794μm），提高磁體性能。

（2）新能源金屬粉體

鋰電池材料領(lǐng)域，氣流磨在正極材料(如三元材料、碳酸鋰)和隔膜涂層(高純氧化鋁)生產(chǎn)中不可替代。青島優(yōu)明科的千余套生產(chǎn)線通過優(yōu)化噴嘴結(jié)構(gòu)，使碳酸鋰粉體D50穩(wěn)定在2-5μm，滿足電池級材料要求。2025年發(fā)布的蒸汽氣流磨更實現(xiàn)納米級氧化鋁(D97=4-5μm)的連續(xù)生產(chǎn)，純度達99.999%(5N)，推動新能源材料國產(chǎn)化進程。

碳酸鋰氣流粉碎機

來源：青島優(yōu)明科

在鉬粉制備中，微型流化床對撞式氣流磨可使松裝密度從2.1g/cm3提升至3.8g/cm3，同時消除團聚體，使費氏粒度可在0.5-3μm范圍內(nèi)精確調(diào)控。這種高性能粉體廣泛應(yīng)用于電子元件和高溫合金領(lǐng)域，附加值提升50%以上。

（3）陶瓷與填料

高嶺土、碳酸鈣：扁平式氣流磨生產(chǎn)超細粉體（D50=2-5μm），用于陶瓷釉料、塑料填料，提升產(chǎn)品白度和分散性。

硅灰石：通過調(diào)整分級機轉(zhuǎn)速（12000r/min）和氣流壓力（0.4MPa），可制備長徑比達13的針狀粉體，用于增強塑料和涂料。

（4）新能源與環(huán)保

碳納米管：圓盤式氣流磨實現(xiàn)碳納米管的超微粉碎和解聚，提高其在導(dǎo)電漿料中的分散性，用于鋰電池電極材料。

大宗固廢處理：蒸汽動能磨利用過熱蒸汽（230-360℃）處理鋼渣、粉煤灰，實現(xiàn)資源化利用，產(chǎn)品粒度可達D50=0.5-10μm。

（5）高硬度礦物

碳化硅、剛玉：流化床氣流磨在高壓（0.6-0.7MPa）下粉碎，產(chǎn)品純度高，用于磨料和耐火材料。

石墨烯：新型對撞式氣流磨通過內(nèi)外噴嘴設(shè)計，縮短顆粒碰撞距離，提高粉碎效率，產(chǎn)品粒度達亞微米級。

03

設(shè)備研究進展與技術(shù)創(chuàng)新

（1）結(jié)構(gòu)優(yōu)化與節(jié)能技術(shù)

過熱蒸汽應(yīng)用：蒸汽動能磨以過熱蒸汽為介質(zhì)，能量利用率提高30%，運行成本降低20%，適用于熱敏性物料（如食品、醫(yī)藥）。

智能控制：基于LSTM網(wǎng)絡(luò)和粒子群算法的流化床氣流粉碎機，實時優(yōu)化分級輪轉(zhuǎn)速和氣流參數(shù)，實現(xiàn)“單位能耗有效產(chǎn)量”最大化，能耗降低15%。

（2）數(shù)值模擬與工藝優(yōu)化

三維FDEM模擬：大連理工大學(xué)通過耦合有限元和離散元方法，分析流化床氣流磨內(nèi)顆粒流動特性，優(yōu)化噴嘴喉部直徑（11.2mm優(yōu)于12.0mm）和進料口位置，提高粉碎效率10%。

CFD-DPM模型：研究氣固兩相流場，揭示顆粒加速、碰撞行為，為設(shè)備設(shè)計提供理論依據(jù)。

（3）材料與應(yīng)用擴展

納米材料制備：圓盤式氣流磨用于碳納米管解聚，產(chǎn)品分散性顯著提升；過熱蒸汽氣流磨實現(xiàn)石墨烯的干法納米粉碎，避免濕法污染。

固廢資源化：蒸汽動能磨處理鋼渣、礦渣，生產(chǎn)高附加值微粉，替代天然礦物填料，推動綠色制造。

（4）智能化與綠色化

物聯(lián)網(wǎng)（IoT）監(jiān)控：遠程實時調(diào)整設(shè)備參數(shù)，預(yù)測故障，減少停機時間。

低排放設(shè)計：全密閉負壓系統(tǒng)、陶瓷內(nèi)襯和脈沖除塵技術(shù)，粉塵排放低于15mg/m3，符合環(huán)保要求。

04

挑戰(zhàn)與未來方向

能耗與效率平衡：盡管過熱蒸汽和智能控制技術(shù)降低了能耗，但氣流磨整體能量利用率仍不足20%，需進一步優(yōu)化流場設(shè)計和分級效率。

納米材料規(guī)模化：納米粉體易團聚，需開發(fā)高效分散技術(shù)（如超聲輔助氣流磨）和表面改性工藝。

復(fù)雜物料適應(yīng)性：針對高粘性、高濕度物料（如生物質(zhì)），需改進進料系統(tǒng)和防堵塞設(shè)計。

智能化深度融合：結(jié)合AI算法和工業(yè)大數(shù)據(jù)，實現(xiàn)全流程自主優(yōu)化，推動“無人化工廠”建設(shè)。

結(jié)語

在超細粉碎“硬碰硬”的時代，氣流磨的“以柔克剛”成功突破了納米次元的限制。

參考來源：
汪光輝：超細粉體加工設(shè)備研究現(xiàn)狀
張軍：粉體加工中氣流粉碎技術(shù)的研究進展
俞成蛟：超細氣流粉碎設(shè)備的現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢
粉體網(wǎng)：超細粉體制備中氣流粉碎機的研究進展
粉體網(wǎng)：氣流粉碎，你必須知道的5點內(nèi)容!
青島優(yōu)明科、專利之星、埃爾派等

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