Introduzione del mulino a getto
Il polverizzatore a flusso d'aria, noto anche come mulino a getto Il mulino a getto, o mulino a energia fluida, è una delle più importanti apparecchiature di macinazione ultrafine. Dotato di funzionalità di classificazione interna o assistito da dispositivi di classificazione esterni, il mulino a getto può produrre prodotti in polvere con una finezza di d97 = 3-5 μm, con capacità produttive che vanno da diverse decine di chilogrammi all'ora a diverse decine di tonnellate all'ora.
I prodotti trattati mediante polverizzazione ad aria presentano una distribuzione granulometrica ristretta, una forma regolare delle particelle e un'elevata purezza. Attualmente, i mulini a getto sono disponibili principalmente in diverse tipologie. Tra questi, modelli piani (a disco), a circuito chiuso, a getto contrapposto, a letto fluido, a ciclone e a bersaglio, con decine di specifiche disponibili. I tipi più comunemente utilizzati sono i mulini piani, a letto fluido e a getto contrapposto.
Classificazione e applicazioni dei mulini a getto
La granulometria dei prodotti ottenuti con laminazione a getto varia tipicamente da 1 a 30 μm. La granulometria in ingresso è rigorosamente controllata, inferiore a 1 mm in condizioni normali. I mulini a getto sono ampiamente utilizzati per la lavorazione ultrafine di materiali. Sono applicabili terre rare, vari marmi duri, caolino, talco e altri minerali non metallici di media durezza.
Il limite superiore della granulometria dei prodotti ottenuti tramite macinazione a getto dipende dal contenuto solido nel flusso d'aria miscelato ed è inversamente proporzionale al consumo energetico. Quando il contenuto solido è basso, il prodotto può raggiungere un d95 di 5–10 μm. Con la pre-frantumazione per ridurre la granulometria in ingresso, è possibile ottenere prodotti con una granulometria media di 1 μm. Oltre a particelle di granulometria fine, i prodotti ottenuti mediante macinazione a getto presentano anche una distribuzione granulometrica ristretta, superfici lisce, forme regolari, elevata purezza, elevata attività ed eccellente disperdibilità. Inoltre, grazie all'effetto di raffreddamento Joule-Thomson causato dall'espansione adiabatica del gas compresso durante la macinazione, i mulini a getto sono adatti anche per la macinazione ultrafine di materiali a basso punto di fusione e sensibili al calore.
Mulino a getto piatto (a disco)
Il mulino a getto piatto, noto anche come mulino orizzontale mulino a getto a dischi, funziona espellendo gas ad alta pressione a velocità supersoniche attraverso degli ugelli. Il materiale viene accelerato da un ugello Venturi e inviato nella camera di macinazione, dove subisce una circolazione ad alta velocità e viene polverizzato per impatto, collisione e attrito. Per effetto della forza centrifuga, le particelle grossolane vengono proiettate verso la parete della camera per un'ulteriore macinazione, mentre le particelle fini vengono trasportate dal flusso d'aria e raccolte. I suoi vantaggi sono: struttura semplice e facilità d'uso. Gli svantaggi includono: danni alla camera di macinazione durante la lavorazione di materiali duri, con conseguente contaminazione del prodotto.
Il consumo di energia aumenta esponenzialmente al diminuire delle dimensioni delle particelle target, con la maggior parte dell'energia sprecata sotto forma di lavoro inefficace. Tipicamente, si raggiunge un D50 di circa 1 μm.
Mulino a getto a letto fluido
Comunemente utilizzato in settori quali la ceramica, le materie prime chimiche, i refrattari, i materiali per batterie e i prodotti farmaceutici per la macinazione ultrafine, la deagglomerazione e la formatura delle particelle.
Durante il funzionamento, aria ad alta pressione viene iniettata nella camera di macinazione attraverso diversi ugelli ad alta velocità. Il materiale alimentato viene accelerato dal flusso d'aria e polverizzato nei punti di intersezione degli ugelli per collisioni e attrito. Le particelle entrano quindi nella camera di classificazione, dove le particelle grossolane si depositano e tornano per un'ulteriore macinazione. Il separatore a ciclone raccoglie le particelle fini qualificate.
Mulino a getto contrapposto
Noto anche come mulino a getto controrotanti o mulino a getto inverso (il tipo Majac ne è un tipico esempio).
Durante il funzionamento, due flussi di materiale accelerato e un flusso d'aria ad alta velocità si scontrano in un punto specifico lungo una linea orizzontale. Si ottiene la polverizzazione. Le particelle risultanti entrano nella camera di classificazione, dove un classificatore rotante le separa: le particelle grossolane rimangono alla periferia. Ritornano per essere nuovamente macinate, mentre le particelle fini escono e vengono raccolte dopo la separazione gas-solido.
I suoi vantaggi sono: le collisioni interparticellari ad alta velocità assicurano forti forze d'impatto, una macinazione rapida e un'elevata efficienza energetica.
Produce particelle più fini con minore usura e contaminazione. Adatto a materiali duri, fragili o appiccicosi. Svantaggi: richiede ampio spazio di installazione, elevato consumo energetico, distribuzione granulometrica relativamente ampia.
Stato attuale della tecnologia dei mulini a getto in Cina
L'industria cinese produttrice di laminatoi a getto mantiene elevati standard di automazione, capacità produttiva e varietà di modelli, con una tecnologia relativamente matura.
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