Bubuk ultrahalus merujuk pada material dengan ukuran partikel mulai dari skala mikron hingga nanometer. Berdasarkan konsensus industri dalam pengolahan mineral, serbuk ultrafine didefinisikan sebagai serbuk dengan ukuran partikel di bawah 30 μm. Berdasarkan ukuran partikel, serbuk ultrafine biasanya dibagi menjadi tiga kategori: skala mikron (1–30 μm), skala submikron (1–0,1 μm), dan skala nano (0,001–0,1 μm). Dengan pesatnya perkembangan teknologi ultrafine, persiapan bubuk Berkat teknologi ini, ukuran partikel dapat dikurangi secara signifikan, sehingga menghasilkan karakteristik unik seperti efek permukaan, efek ukuran kecil, efek ukuran kuantum, dan efek terowongan kuantum makroskopis. Efek-efek ini menghasilkan perbedaan yang signifikan dalam sifat termal, optik, magnetik, kimia, dan mekanik dibandingkan dengan material curah. Oleh karena itu, serbuk ultrafine dan proses preparasinya banyak digunakan dalam industri seperti otomotif, teknik kimia, komposit, bioteknologi, dan farmasi.
Persiapan Serbuk Ultrahalus
Terdapat banyak metode preparasi untuk bubuk ultrahalus, yang secara umum dapat diklasifikasikan menjadi sintesis kimia dan penggilingan fisik. Sintesis kimia melibatkan produksi bubuk melalui reaksi kimia, di mana ion atau atom mengalami nukleasi dan pertumbuhan kristal. Keunggulan sintesis kimia meliputi ukuran partikel yang kecil, distribusi ukuran yang sempit, morfologi yang baik, dan kemurnian yang tinggi. Namun, kekurangannya adalah rendemen yang rendah, biaya tinggi, dan proses yang kompleks.
Di sisi lain, penggilingan fisik menggunakan gaya mekanis untuk memecah material. Keunggulannya meliputi output tinggi, biaya rendah, dan pengoperasian sederhana, sehingga cocok untuk produksi industri skala besar. Selain itu, penggilingan mekanis seringkali menimbulkan efek mekanokimia, yang dapat meningkatkan aktivitas serbuk. Oleh karena itu, metode utama yang saat ini digunakan untuk menyiapkan serbuk ultrahalus adalah penggilingan mekanis. Beberapa perangkat penggilingan utama ditunjukkan pada Tabel 1. Di antaranya, roller press yang dikombinasikan dengan ball mill cocok untuk produksi industri skala besar, menawarkan distribusi ukuran partikel yang baik dan aktivitas tinggi. Jet mill, dengan kinerja produknya yang luar biasa, juga banyak digunakan di bidang-bidang khusus.
Jenis peralatan penggilingan ultrahalus
| Jenis Mesin | Prinsip Pulverisasi | Ukuran pakan | Ukuran produk D97 | Keuntungan | Kekurangan |
| Penggilingan dampak mekanis berkecepatan tinggi | Rotor yang berputar dengan kecepatan tinggi memberi dampak pada material umpan, sehingga menimbulkan geseran dan penggilingan. | <10 mm | 8-45 mikrometer | Efisiensi penggilingan tinggi, struktur sederhana, operasi stabil, instalasi mekanis kecil, serta kemampuan penggilingan sirkuit tertutup dan kontinu. | Ketahanan aus yang tinggi, tidak cocok untuk bahan keras. |
| Pabrik jet udara | Energi aliran udara berkecepatan tinggi atau uap super panas menyebabkan partikel saling berbenturan, bertabrakan, dan bergesekan satu sama lain. | <2 mm | 3-45 mikrometer | Ukuran partikel halus, distribusi sempit, permukaan partikel halus, bentuk teratur, kemurnian tinggi, aktivitas tinggi, dan dispersibilitas sangat baik. | Konsumsi energi tinggi, biaya tinggi, dan output rendah, membuatnya cocok untuk material rapuh. |
| Penggiling bola bergetar | Media penggiling, di dalam silinder bergetar frekuensi tinggi, menghantam, menggosok, dan menggeser material. | <5 mm | 2-74 mikrometer | Tingkat pengisian media tinggi, efisiensi penggilingan tinggi, ukuran kompak, proses sederhana, dan pengoperasian kering maupun basah. | Pegas dan bantalan mudah rusak, membuatnya tidak cocok untuk peralatan berskala besar dan menghasilkan output rendah. |
| Penggiling bola planet | Silinder penggiling berputar pada porosnya sendiri dan, digerakkan oleh meja putar, mengorbit bersamanya. Tumbukan guling antara bola-bola penggiling dan antara bola-bola dan silinder menghancurkan atau menggiling partikel-partikel bubuk. | <5 mm | 5-74μm | Memanfaatkan efek mekanis dan kimia untuk modifikasi permukaan simultan selama penggilingan, membuatnya cocok untuk material berkekerasan tinggi dengan ukuran partikel hingga 0,1 μm. | Media penggilingan mudah aus, membuatnya cocok untuk produksi dalam jumlah kecil. |
| Pabrik penggiling rol bertekanan tinggi | Saat rol berputar ke arah yang berlawanan, material memasuki ruang yang terus-menerus terkompresi, tempat material tersebut ditekan dan dikikis. Ketika tekanan tertentu tercapai, material tersebut hancur atau retakan mikro terbentuk di dalam partikel. | <30 mm | 10-45 mikrometer | Memanfaatkan prinsip penggilingan laminasi untuk efisiensi tinggi, konsumsi energi rendah, keausan minimal, kebisingan rendah, pengoperasian mudah, dan umur panjang. | Produk ini memiliki distribusi ukuran partikel yang luas dan sering digunakan bersama dengan peralatan penggilingan berikutnya. |
Klasifikasi dari Bubuk Ultrahalus
Klasifikasi serbuk ultrahalus didasarkan pada perbedaan ukuran partikel. Partikel dengan ukuran berbeda mengalami gaya sentrifugal, gravitasi, dan inersia dalam suatu medium. Gaya-gaya ini menciptakan lintasan gerak yang berbeda. Akibatnya, partikel-partikel dipisahkan dan dikumpulkan ke dalam unit-unitnya masing-masing.
Selama penggilingan, tidak semua partikel mencapai ukuran target secara bersamaan. Jika serbuk yang sudah memenuhi persyaratan ukuran tidak dipisahkan tepat waktu, penggilingan berlebih akan terjadi, yang mengakibatkan partikel terlalu halus, penggumpalan, penurunan efisiensi penggilingan, dan peningkatan konsumsi energi. Dengan menerapkan pengklasifikasi ultrafine untuk memisahkan produk yang memenuhi syarat dengan cepat, penggilingan berlebih dapat dihindari, efisiensi dapat ditingkatkan, dan penggunaan energi dapat dikurangi.
Klasifikasi ultrahalus secara umum dapat dibagi menjadi metode basah dan kering. Klasifikasi basah, yang menggunakan cairan sebagai media pendispersi, memberikan akurasi dan keseragaman yang tinggi. Namun, metode ini memerlukan pengeringan dan pengolahan air limbah lanjutan, yang membatasi perkembangan industrinya. Klasifikasi kering bergantung pada gaya gravitasi, inersia, atau sentrifugal, dan umumnya digunakan dengan pengklasifikasi udara. Dengan semakin banyaknya penggunaan mesin giling impak mekanis berkecepatan tinggi dan mesin giling jet, klasifikasi kering juga telah mencapai kemajuan yang signifikan.
Bubuk Epik
Epic Powder mengintegrasikan teknologi penggilingan dan klasifikasi canggih—termasuk ball mill, jet mill, dan pengklasifikasi udara—untuk menghadirkan solusi khusus bagi pemrosesan bubuk ultrafine. Dengan mengoptimalkan kontrol ukuran partikel, efisiensi, dan kinerja produk, Epic Powder memungkinkan industri untuk sepenuhnya memanfaatkan sifat unik material ultrafine untuk aplikasi bernilai tinggi.
