I vantaggi della macinazione vibrante

Rob Yake, responsabile prodotto mulino di macinazione, SWECO | 21 marzo 2023

La riduzione o macinazione delle dimensioni delle particelle è una parte fondamentale di molte industrie importanti: prodotti chimici organici e inorganici, minerali, ceramica, vernici, inchiostri da stampa, prodotti farmaceutici e molti altri. Questi e altri settori dipendono fortemente dalla macinazione come uno dei passaggi fondamentali della loro lavorazione. La macinazione è un'arte antica ed esistono numerosi metodi e macchine di macinazione. La macinazione delle particelle può avvenire con un processo a umido o a secco, a seconda della natura del materiale e del principio della macchina. Un mulino a vibrazione può essere applicato ugualmente bene alla macinazione a umido o a secco. Tuttavia, la meccanizzazione di entrambi i metodi richiede progettazioni significativamente diverse. La tradizionale macinazione a umido viene eseguita in un mulino a vibrazione avente un rapporto diametro/altezza di uno a uno. La tradizionale macinazione a secco viene eseguita in un mulino avente un rapporto diametro/altezza di due a uno.

Molti mulini di macinazione tradizionali possono macinare fino a meno 10 micron, ma la loro incapacità di fornire un prodotto nella gamma inferiore dei micron con una distribuzione granulometrica ristretta li rende inadeguati per molti processi industriali moderni. Il mulino a vibrazione è in grado di macinare in media fino a un micron o meno con una distribuzione granulometrica molto stretta. Inoltre, macina e disperde con grande velocità ed efficienza utilizzando meno energia rispetto ad altri mulini convenzionali.

I mulini a vibrazione utilizzano un movimento tridimensionale per produrre l'azione vibratoria necessaria per macinare una varietà di materiali. È questo movimento ad alta frequenza che consente ai mulini a vibrazione di eseguire una macinazione fine fino a una dimensione delle particelle di mezzo micron o inferiore con risultati costanti.

Esistono alcune forme di azione di macinazione che un mulino vibrante può eseguire, ma la principale è l'impatto. L'impatto è la frattura delle particelle quando i mezzi entrano in collisione tra loro. Con questo tipo di mulino è meglio che il materiale sia friabile. Pertanto, qualsiasi materiale che può essere rotto dall'impatto può essere macinato in un mulino a vibrazione.

Per la macinazione a secco, la dimensione iniziale tipica del materiale è ¼ di pollice (6.350 micron). I mulini vibranti possono in genere ridurre la dimensione del materiale fino a 30 micron. Le polveri inferiori a 30 micron tendono a rivestire il supporto, a formare una torta sul fondo della camera e ad aderire al coperchio e alle pareti della camera, impedendo il processo di macinazione. Per questo motivo la macinazione vibrante a secco dovrebbe essere limitata a 30 micron. Tuttavia, per la macinazione a umido, le particelle solide si trovano in una soluzione che consente al mulino a vibrazione di macinare il materiale in modo più coerente e uniforme. Il materiale inizia tipicamente a 300 micron e può essere ridotto fino a 0,2 micron.

Sia che la macinazione venga eseguita in un mulino a secco o ad umido, la riduzione delle dimensioni si basa su un letto fluidizzato di corpi macinanti che viene attivato dal movimento della camera di macinazione. Sono i media che effettivamente fanno il lavoro.

Poiché sono i media a eseguire il lavoro, la scelta del supporto corretto è estremamente importante. I media sono disponibili in molte forme, dimensioni e materiali diversi. Il mezzo preferito per la maggior parte delle applicazioni di macinazione in un mulino a vibrazione è quello di un cilindro di allumina sinterizzata. Durante la vibrazione, i supporti cilindrici tendono ad allinearsi in strati o fogli con ciascun pezzo di supporto affiancato. Questo materiale si posizionerà nella camera di macinazione formando quello che è noto come letto cilindrico impaccato. L'azione mediatica produce contatti faccia a faccia, linea per linea e punto per punto. Ciò fa sì che le particelle più grandi vengano preferibilmente macinate, con conseguente distribuzione delle particelle molto ristretta.

Durante la macinazione, ogni singolo pezzo di materiale cilindrico ruota lentamente sul proprio asse rispetto agli altri. Ciò fornisce una piccola quantità di forza di taglio che è efficace nella dispersione degli agglomerati e porta gli agenti bagnanti in contatto con le particelle rompendo la tensione superficiale. Inoltre, la rotazione comporta un'usura uniforme della superficie del supporto, impedendo la formazione di sfaccettature.