氣流粉碎機(jī)是進(jìn)行超微細(xì)加工的重要設(shè)備之一，氣流粉碎機(jī)又稱氣流磨，是指利用高速氣流(300～500m/s)或過熱蒸汽(300～400℃)的能量，使顆粒相互沖擊、碰撞、摩擦而實(shí)現(xiàn)超細(xì)粉碎的設(shè)備。
與其他類型的粉碎機(jī)相比具有以下優(yōu)點(diǎn)：①產(chǎn)品粒度好。物料的平均粒度(d50)一般在5μm以下，且粒度分布窄。②產(chǎn)品純度高，特別適用于藥品等不允許被污染的物料的粉碎。③可粉碎低熔點(diǎn)和熱敏性物料。④產(chǎn)品顆粒活性高，分散性好。⑤生產(chǎn)過程連續(xù)，生產(chǎn)能力大，自動(dòng)化程度高。目前的氣流粉碎機(jī)分為5種，即：扁平式氣流粉碎機(jī)、O氣流粉碎機(jī)(循環(huán)式)、靶式氣流粉碎機(jī)、對(duì)沖式氣流粉碎機(jī)、流化床式氣流粉碎。
一、扁平式氣流粉碎機(jī)
扁平(圓盤)式氣流粉碎機(jī)(Micro-Jet-Mill)是一種早期開發(fā)的氣流粉碎機(jī)，是一種利用顆粒間及顆粒與粉碎腔的內(nèi)壁的碰撞、剪切、摩擦而實(shí)現(xiàn)粉碎的設(shè)備。它的主要部件是一個(gè)圓盤粉碎腔，布置在噴射環(huán)上與粉碎腔平面成一定角度的若干個(gè)(6～24個(gè))高壓工質(zhì)噴嘴，噴射式加料器、成品捕集器等。
這種機(jī)型結(jié)構(gòu)簡單，操作方便，而且具有自分級(jí)功能，特別適用于脆性軟質(zhì)物料的粉碎。突出的缺點(diǎn)是粉碎腔磨損嚴(yán)重，對(duì)產(chǎn)品構(gòu)成一定污染，極限粒徑比較高。南京化工大學(xué)的錢海燕等通過對(duì)Al2O3和SiO2的粉碎實(shí)驗(yàn)表明，Al2O3的極限粒徑為4.8μm，SiO2的極限粒徑為3.5μm。長沙礦山研究院的李關(guān)昌等通過在中心區(qū)設(shè)分級(jí)葉輪來降低粉碎粒徑并取得一定成功，據(jù)報(bào)道，所生產(chǎn)的超細(xì)鋯英粉平均粒徑可達(dá)0.4～3μm。
該機(jī)型的主要生產(chǎn)廠家：美國的Sturterant Mill公司、Jet Pulverizer公司、英國的Apex Construction公司、日本清新株式會(huì)社、密友集團(tuán)有限公司、宜興精新粉體機(jī)械設(shè)備有限公司、上海細(xì)創(chuàng)粉體裝備有限公司（原上�；C(jī)械三廠）、昆山強(qiáng)威粉體設(shè)備有限公司、上海雙龍粉碎設(shè)備有限公司、宜興市宏達(dá)通用設(shè)備有限公司、南京理工大學(xué)江蘇省超細(xì)粉體工程技術(shù)研究中心等。
二、循環(huán)式氣流粉碎機(jī)
JOM循環(huán)式氣流粉碎機(jī)(Jet-O-Mizer)主要由O循環(huán)管、高壓工質(zhì)噴嘴、文丘里管及加料噴射器等幾部分構(gòu)成。物料進(jìn)入循環(huán)管后，通過顆粒和管壁的摩擦碰撞等實(shí)現(xiàn)物料的粉碎。
這種機(jī)型雖然體積小、生產(chǎn)能力大，但是對(duì)管40道壁的磨損嚴(yán)重，不適合高硬度和高純度要求的物料的粉碎，通常需要使用超硬、高耐磨材料(剛玉、超硬合金等) 作襯里。
該機(jī)型的主要生產(chǎn)廠家：美國Reduction公司、Aljet Engineering公司、日本清新株式會(huì)社、密友集團(tuán)有限公司、上海細(xì)創(chuàng)粉體裝備有限公司（原上�；C(jī)械三廠）、上海雙龍粉碎設(shè)備有限公司、宜興精新粉體機(jī)械設(shè)備有限公司、綿陽巨子超微粉碎有限公司、宜興市聚能超細(xì)粉碎設(shè)備有限公司等。
三、靶式氣流粉碎機(jī)
靶式氣流粉碎機(jī)是靠物料粒子高速撞擊沖擊部件(沖擊靶、沖擊環(huán)等)而使物料粉碎的一種氣流粉碎機(jī)。
固定靶式氣流粉碎機(jī)是*早出現(xiàn)的一種氣流粉碎機(jī)，它由高速氣流夾帶物料顆粒高速撞擊固定靶板而使物料粉碎。另外還有一種活動(dòng)靶式氣流粉碎機(jī)，它的靶呈圓柱形并且緩慢轉(zhuǎn)動(dòng)，從而使靶的磨損比較均勻。由于氣流夾帶物料對(duì)靶板的沖擊十分強(qiáng)烈，一般會(huì)使靶板的沖蝕非常嚴(yán)重，對(duì)產(chǎn)品造成一定的污染。南京理工大學(xué)的工程技術(shù)人員曾采用碳化硅、碳化鎢、滲氮處理材料及剛玉等制作靶板進(jìn)行粉碎試驗(yàn)，連續(xù)噴射石英10h后，靶上都沖蝕出了一個(gè)3 ～10mm深的射流孔。因此，沖擊靶式氣流粉碎機(jī)的工業(yè)化應(yīng)用受到一定限制[7]。一般只用來處理較粗的粒子，而且應(yīng)用比較少，已經(jīng)趨于淘汰。除此之外，還有日本的NPK公司于1967年研制成功的超音速?zèng)_擊板式氣流粉碎機(jī)、美國F l u i dEnergy公司和日本的細(xì)川公司研制的沖擊環(huán)式氣流粉碎機(jī)。但是都沒有從根本上解決靶板的磨損問題。
國內(nèi)的呂烘燦等人研制了一種新型板式氣流粉碎機(jī)(中國實(shí)用專利CN2300452)，機(jī)內(nèi)設(shè)置了內(nèi)襯反射板，并設(shè)計(jì)了循環(huán)冷卻水套，粉體不堆積，廣泛應(yīng)用于鎂鋁合金和橡膠等的粉碎。
合肥華光散體工程研究所研制的塔靶式氣流粉碎機(jī)適宜于各種桿、硬、脆粉體的超細(xì)加工，出料平均粒度小于10mm，可廣泛應(yīng)用于化工、建材、冶金、輕工等工業(yè)部門。其特點(diǎn)：結(jié)構(gòu)新穎，綜合氣力輸送與盤式、靶式、對(duì)噴式氣流粉碎優(yōu)點(diǎn)，引入離心分級(jí)技術(shù)具有粉碎力強(qiáng)，產(chǎn)品粒度易調(diào)節(jié)，能耗低，操作維修方便。
該機(jī)型的主要生產(chǎn)廠家：細(xì)川密克朗集團(tuán)公司（Micron H osokawa）、上海細(xì)創(chuàng)粉體裝備有限公司（原上�；C(jī)械三廠）、綿陽流能粉體設(shè)備有限公司等。
四、對(duì)撞式氣流粉碎機(jī)
對(duì)撞式氣流粉碎機(jī)是一種利用兩股高速射流相互對(duì)撞來使其中固體顆粒被粉碎的裝置，成功解決了高速氣流對(duì)沖擊部件的嚴(yán)重磨損問題，以美國Majac公司研制的馬亞克型氣流粉碎機(jī)(Majac JetPulverizer)為代表。
這種機(jī)型生產(chǎn)能力大，沖擊強(qiáng)度大，可以粉碎莫氏硬度9.5以下的硬質(zhì)、脆性、韌性的各種物料。由于避免了高速射流對(duì)固定沖擊部件的磨損，因此可生產(chǎn)較高純度的產(chǎn)品。用該機(jī)型生產(chǎn)云母粉細(xì)度可達(dá)325目以下[ 8 ]。
該機(jī)型的主要生產(chǎn)廠家：密友集團(tuán)有限公司、宜興精新粉體機(jī)械設(shè)備有限公司、凱凱超微粉體化工機(jī)械設(shè)備有限公司。
五、流化床式氣流粉碎機(jī)
流化床式氣流粉碎機(jī)(Fluidized Bed Opposed JetMill)于1981年由德國的Apline公司首先研制成功(AFG型)，是目前氣流粉碎機(jī)的主導(dǎo)機(jī)型，應(yīng)用廣泛，型號(hào)比較多。
流化床式氣流粉碎機(jī)按照給料方式可以分為重力給料式和螺桿給料式兩種。它的工作原理是，物料利用二維或三維設(shè)置的數(shù)個(gè)噴嘴(3～7個(gè))噴匯的氣流沖擊能，及其氣流膨脹呈流化床懸浮翻騰而產(chǎn)生的碰撞、摩擦進(jìn)行粉碎，并在負(fù)壓氣流帶動(dòng)下通過頂部設(shè)置的渦輪式分級(jí)裝置，細(xì)粉排出機(jī)外由旋風(fēng)分離器及袋式收集器捕集，粗粉受重力沉降返回粉碎區(qū)繼續(xù)粉碎[1]。它的突出優(yōu)點(diǎn)是，噪音低，占地小，產(chǎn)品細(xì)度高(d97可達(dá)3～10μm)，粒度分布窄，能耗低，與扁平式氣流粉碎機(jī)相比約可節(jié)能30%～40%，粉碎效率高，采用Al2O3、SiC等材料做易磨損件，因而可生產(chǎn)莫氏硬度大于10的產(chǎn)品和高純度產(chǎn)品。然而這種機(jī)型雖然涵蓋了多噴管、流場多元化、料層流態(tài)化、臥式分級(jí)化等技術(shù)[3]，也并非沒有缺點(diǎn)，它的缺點(diǎn)主要表現(xiàn)在：①粉碎室底部為卸料方便,多設(shè)計(jì)成圓錐形狀，但是對(duì)于二維流場的機(jī)型來說，由進(jìn)料裝置輸送的物料一旦進(jìn)入這個(gè)盲區(qū)，則無法粉碎；②粉碎腔內(nèi)的流場只能部分實(shí)現(xiàn)流態(tài)化，噴嘴上部及粉碎腔邊緣則不能形成流態(tài)化；③由于物料在粉碎腔內(nèi)流態(tài)化后才能被氣流束縛撞擊粉碎，因此對(duì)于進(jìn)料粒度上限有一定要求。對(duì)于密度大、纖維狀、片狀的物料更難于粉碎。
生產(chǎn)廠家也比較多，主要有細(xì)川密克朗集團(tuán)公司（Micron H osokawa）、德國Natzsch公司、密友集團(tuán)有限公司、沈陽飛機(jī)研究所粉體公司、上海細(xì)創(chuàng)粉體裝備有限公司（原上海化工機(jī)械三廠）、山東華特磁電科技股份有限公司、綿陽流能粉體設(shè)備有限公司、綿陽巨子超微科技有限公司、昆山強(qiáng)威粉體設(shè)備有限公司、營口鑫源粉體設(shè)備有限公司、上海雙龍粉碎設(shè)備有限公司、宜興精新粉體機(jī)械設(shè)備有限公司、宜興市宏達(dá)通用設(shè)備有限公司、綿陽華神空氣動(dòng)力有限公司等。
總結(jié)：
氣流粉碎的發(fā)展從戈斯林開始，經(jīng)歷了安德魯?shù)谋馄绞綒饬鞣鬯闄C(jī)的成功，發(fā)展了約一百年的時(shí)間，技術(shù)的發(fā)展已趨向成熟，形成了以上穩(wěn)定的五種典型的機(jī)型。各自有優(yōu)缺點(diǎn)，相比較而言，流化床式氣流粉碎機(jī)具有明顯的優(yōu)勢，代表了氣流粉碎設(shè)備發(fā)展的主流方向。
目前，我國超細(xì)氣流粉碎設(shè)備的研制和生產(chǎn)得到了很大發(fā)展，為我國粉體工業(yè)做出了重要貢獻(xiàn)，但是和發(fā)達(dá)國家相比還存在不小的差距，主要表現(xiàn)在，自主創(chuàng)新的機(jī)型偏少，多數(shù)廠家還停留在仿制國外同類產(chǎn)品的階段；大型化、專業(yè)化、能生產(chǎn)高純度、高細(xì)度的產(chǎn)品少。
因此，我國超細(xì)氣流粉碎設(shè)備的發(fā)展應(yīng)該注意以下幾個(gè)方面：
(1) 加強(qiáng)基礎(chǔ)理論研究，以指導(dǎo)設(shè)備的自主創(chuàng)新開發(fā)。
(2) 在現(xiàn)有設(shè)備的基礎(chǔ)上，大力發(fā)展工藝優(yōu)化方面的研究，優(yōu)化工藝流程。對(duì)于大規(guī)模生產(chǎn)的粉體，可以有針對(duì)性的研制專用機(jī)型。
(3) 加強(qiáng)與粉體機(jī)械配套的自動(dòng)控制和在線檢測設(shè)備及相關(guān)軟件的研制開發(fā)，以便提高設(shè)備的自動(dòng)化水平，降低能耗。
