中國粉體網訊 隨著粉體的細度要求越來越高，攪拌磨機、砂磨機、高速振動磨等超細粉體研磨設備發(fā)揮著越來越重要的作用。在超細粉碎設備的使用中，研磨介質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品的品質。
研磨介質的材質、密度、硬度、尺寸、形狀、裝填率、生產方法以及級配對粉碎效果都有很大的影響。
研磨介質的材質對粉碎效果的影響
研磨介質球的材質決定了粉碎過程中的成本高低和粉碎效率的大小。研磨介質化學組成的差異決定了研磨介質晶體結構的不同，繼而決定了研磨介質不同的抗壓強度和耐磨性，成分含量的不同則決定了研磨介質的密度和硬度。
研磨介質的磨耗、研磨時間的長短對產品純度有著直接的影響，研磨介質球的磨損和破碎失效會造成研磨介質的損失，從而增加研磨粉碎過程中的成本；從對粉碎產品的品質考慮，介質在粉碎過程中不斷磨損，而磨損的細粉分布在產品之中，會造成產品污染。
研磨介質球的密度、硬度對研磨效率起重要作用：介質密度越大，研磨效率愈高；硬度越高、磨耗越小，產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，而且將產生一系列不良作用。
市面上常見的研磨介質有玻璃球、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，容易造成產品污染，新的設備已經很少用此種材質。
（2）氧化鋁研磨介質球
Al2O3研磨介質球是以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)質的研磨介質。其中Al2O3含量越高，瓷球的硬度越大，耐磨性越好。
（3）硅酸鋯研磨介質球
ZrSiO4研磨介質球是以ZrSiO4為主要原料制備的ZrSiO4瓷球，其ZrO2的質量分數在65%~68%或者更低。ZrSiO4瓷球主要用于ZrSiO4原料的超細研磨，可提高ZrSiO4含量，但其磨耗大、強度低的特點限制了其應用。
（4）氧化鋯研磨介質球
ZrO2研磨介質球指添加穩(wěn)定劑、ZrO2含量達到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、高強度、高韌性、耐磨、耐腐蝕等特性，具有較高的生產效益和較低的生產成本。氧化鋯瓷球用量大，被廣泛應用于陶瓷、建材、化工、涂料、電子、機械、食品、醫(yī)藥、化妝品等行業(yè)。
常用的研磨介質的性能參數
研磨介質的形狀、尺寸對粉碎效果的影響
研磨介質形狀主要為球狀、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。所以在實際應用較多的是球形介質，圓柱形介質也有應用，不規(guī)劃介質應用極少。
研磨介質球的大小直接影響粉磨的效果和產品細度，它決定了研磨介質與物料的接觸點的多少，粒徑小的研磨介質球在相同體積下接觸點越多，理論上粉碎效率愈高。介質粒徑的大小須視物料粒度和要求產品粒度而定。產品粒度越細，介質的粒徑越小。如果給料粒度比較大，需要研磨介質有較大的沖擊破碎作用，那么配球就要大一些。
研磨介質的裝填率對粉碎效果的影響
研磨介質的裝填率對研磨效率有著直接的影響，裝填量視研磨介質粒徑大小而定。介質的填充率對研磨設備的工作起著很重要的作用，對不同粉碎細度的要求，需要調整研磨介質破碎和研磨的能力分配。臥式砂磨機的裝填率一般為80~85%；立式設備的裝填率一般為75%~80%；研磨介質裝填率過高，容易引起砂磨機溫升過高或者出口堵塞；研磨介質裝填率過低，研磨效率低。
研磨介質球的生產方法對粉碎效果的影響
據研究，同一材料的磨球，由于生產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，也會對研磨介質的耐磨性產生很大的影響，最終會影響粉碎的效果。
研磨介質的級配對粉碎效果的影響
當研磨介質總質量相同時，不同的研磨介質配比對粉碎效果的影響也不同。一般來說，在連續(xù)粉磨的過程中介質的大小分布是成一定的規(guī)律的。為了降低成本，多采用補充大球的方法來恢復系統(tǒng)的研磨能力，磨機很難在長時間的工作中保持固定的介質配比不變。介質直徑差別太大的情況下，會加劇介質間的無效研磨，即大介質對小介質進行了研磨，使研磨過程成本加大。
以球磨機為例，要針對物料性質和粒度等因素，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，對于顆粒粒度到達一定細度范圍內時，由于其抗破碎力的減小，對應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，就需要進行“級配”，選用不同粒徑的研磨介質進行混合來達到更好的研磨效果。
結語
由此可見，不同的研磨介質球對粉碎效果有非常大的差別，在實際生產中，應選用合適的研磨介質球，并嚴格控制研磨介質的成球工藝，優(yōu)化生產工藝提高研磨效率，盡可能的減少其研磨損耗，保證產品質量的穩(wěn)定性。
參考資料：
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馮平倉.濕法超細研磨最新進展
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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.研磨介質對攪拌磨效率的影響
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