Коллоидные мельницы. Помол высокой тонкости
Для достижения помола высокой тонкости и получения частиц, величиной меньше 1 мк применяют коллоидные мельницы. В этих мельницах можно измельчить материал до размера наиболее крупных частиц 1-0,4 мк.
Коллоидные мельницы применяют также для диспергирования, эмульгирования и приготовления гомогенных растворов.
Измельчение материала в них происходит за счет трения или ударов и производится сухим или мокрым способом.
Коллоидные мельницы для мокрого помола. Коллоидная мельница для мокрого помола (рис. 1) состоит из корпуса 1 с коническим гнездом посредине, в котором с большой скоростью (от 30 до 125 м/сек) вращается укрепленный на вертикальном валу ротор 2. Между ротором и гнездом остается ничтожно малый зазор-доли миллиметра (минимально 0,05 мм).
Поступающая через отверстие 3 жидкость со взвешенными в ней твердыми частицами проходит между коническим гнездом и ротором; при этом твердые частицы истираются и выходят вместе с жидкостью через отверстие 4. Зазор между гнездом и ротором регулируют микрометрическим винтом 5. Жидкие пленки, образующиеся на подвижной и неподвижной гладких поверхностях (ротора и гнезда), создают весьма значительные усилия в тонком слое жидкости, находящемся между поверхностями, вследствие чего происходит диспергирование твердых частиц.
Рис. 1. Коллоидная мельница для мокрого помола:
1-корпус; 2-ротор; 3-отнерстие для входа суспензии; 4-выходное отнерстие;
5-микрометрический винт; 6-приводной шкив.
Ротор приводится во вращение от электродвигателя при помощи шкива 6.
В некоторых конструкциях мельниц этого типа гнездо и ротор изготовляют с рифленой поверхностью, а корпус мельницы снабжают рубашкой для проведения измельчения при нагревании или охлаждении.
Рис. 2. Коллоидная мельница для мокрого помола:
1-корпус; 2-вращающийся диск; 3-пальцы; 4-пальцы корпуса;
5-штуцер для входа суспензии; 6-выходной штуцер.
Коллоидные мельницы для мокрого помола другого типа (рис. 2) работают по принципу ударов пальцев по суспензии. Мельница состоит из цилиндрического корпуса 1, в котором с большой скоростью вращается диск 2; с двух сторон диска имеются пальцы 3, которые при вращении проходят между пальцами 4, укрепленными в стенках корпуса. Суспензия поступает в мельницу через штуцер 5, подвергается ударам пальцев и удаляется из мельницы через штуцер 6.
Рис. 3. Схема установки коллоидной мельницы:
1-коллоидная мельница; 2-трубопровод для подачи суспензии;
3-насос; 4-сборник; 5-штуцер для наполнения сборника.
Схема установки мельницы изображена на рис. 3. Суспензия подается из сборника 4 насосом 3 по трубопроводу 2 в мельницу 1. Установка может работать как периодически, так и непрерывно. Скорость движения материала на входе в мельницу должна быть невелика, для того чтобы разность между этой скоростью и окружной скоростью ударных пальцев была возможно большей. Обычно скорость подачи материала в мельницу составляет лишь 0,7 м/сек, в то время как диск имеет окружную скорость -190 м/сек.
Мокрый помол является наиболее распространенным и доступным способом приготовления коллоидных растворов.
Коллоидные мельницы для сухого помола. Для тонкого сухого помола применяют центробежно-шаровые коллоидные мельницы с большим числом шаров (1000 100 000) диаметром от 8 до 15 мм. При быстром вращении тарелки шары с большой скоростью отбрасываются центробежной силой к периферии и разбрасываются через край направляющей поверхности; шары производят большое число ударов по направляющей поверхности и по материалу, проходящему тот же путь, что и шары; материал подается загрузочным приспособлением. Готовый продукт удаляется после прохода измельченного материала через воздушный сепаратор.
Для сухого коллоидного помола применяют также мельницы ударно- дискового типа, диски которых вращаются с очень большой скоростью. Тонкость помола материала сухим способом недостаточна для получения частиц коллоидных размеров.
А.Г. Касаткин
Основные процессы и аппараты химической технологии
(Глава XVIII. Измельчение, грохочение и дозирование твердых тел / Тонкое измельчение)
