다양한 산업의 사용 및 준비 방법의 차이로 인해 초미립 분말 여러 가지 방식으로 분류됩니다. 더 합리적인 분류는 다음과 같습니다.
- 미세분말: 입자 크기 3~20 μm
- 초미립분말: 입자 크기 0.2~3 μm
- 초미립 분말: 0.2μm 이하의 입자 크기부터 나노스케일까지
금속 또는 비금속 광물을 가공할 때, 입자 크기가 10μm보다 작은 분말은 일반적으로 초미립 분말로 간주됩니다.
초미립 분말의 독특한 특성
초미립 분말은 다음과 같이 요약되는 많은 독특한 특성을 가지고 있습니다.
- 넓은 비표면적
- 높은 반응성
- 강한 자기력
- 낮은 녹는점
- 우수한 광 흡수 특성
- 낮은 소결 온도
- 좋은 열전도도
- 소결체의 높은 강도
적용 분야 및 관련 산업
- 채광: 금속 광석의 파쇄 및 분쇄; 비금속 광물의 정밀하고 심층적인 가공; 품위가 낮은 광물의 활용; 미립광물에서 귀중한 원소 추출.
- 야금: 분말야금, 기계적 합금화, 야금 원료 가공, 야금 슬래그 활용, 경합금 생산.
- 농업: 곡물 가공, 비료 생산, 분말 살충제, 토양 개량, 음료 첨가제, 인공 강우 핵제.
- 기계: 그릿, 주조용 주형 모래, 미세 연마재, 초경 재료, 고체 윤활제.
- 고무: 고형 필러, 보강재, 기능성 필러, 폐고무제품의 재활용.
- 플라스틱: 플라스틱 원료, 보강용 필러, 분말 기반 플라스틱 제품, 플라스틱 코팅제 제조.
- 제지: 펄프 제조, 종이 충전제, 종이 코팅용 초미립 펄프, 섬유 강화 충전제.
- 인쇄: 잉크 생산, 청동 분말, 잉크젯 프린터 잉크, 레이저 인쇄 및 복사 토너.
- 제약품: 분말, 정제, 주사제, 중의학의 정밀가공품, 약물 전달체, 스프레이 약물.
- 음식: 곡물가공, 건강식품, 식품첨가물, 향료제.
- 안료: 아조안료, 프탈로시아닌계 안료, 산화철계 안료.
- 약: 원자재 가공, 코팅, 페인트, 촉매.
- 환경 보호: 탈황용 초미립 탄산칼슘, 고형폐기물 재활용, 각종 분말형 폐수처리제.
- 전자제품: 전자 페이스트, 전자 캡슐화 재료, 집적 회로 기판, 전자 코팅, 인광체, 페라이트.
- 고급 세라믹: 원자재의 정밀처리, 기능적 등급 소재, 금속-세라믹 복합재, 입자 표면 개질.
- 건축 자재: 시멘트, 건축용 세라믹, 복합재 생산.
- 에너지: 분쇄된 석탄 연소, 고체 로켓 추진제, 석탄-물 슬러리.
초미립 분말의 제조 방법
초미분말을 제조하는 방법에는 여러 가지가 있으며, 물질의 물리적 상태에 따라 고체상 방법, 액체상 방법, 기체상 방법으로 분류됩니다.
고상 방법
- 기계 밀링
- 초음파 분쇄
- 열분해
- 폭발적인 방법
액상 방법
- 침전법
- 알콕사이드법
- 카르보닐법
- 분무 건조
- 동결건조
- 전기분해
- 화학적 응고
기체상 방법
- 기체상 반응
- 플라즈마 방식
- 고온 플라즈마 방식
- 증발
- 화학 기상 증착(CVD)
제조 원리의 관점에서 초미분말 생산 방법은 크게 두 가지 범주로 나눌 수 있습니다.
- 화학적 방법
- 물리적 분쇄
현재 산업계에서 가장 널리 사용되는 방법은 기계적 분쇄와 액상 화학적 침전입니다.
액상법의 장점
- 초미립 분말을 생산합니다. 작은 입자 크기, 좁은 입자 크기 분포, 좋은 형태학, 그리고 고순도.
액상법의 단점
- 낮은 생산 수율
- 높은 비용
- 복잡한 프로세스
이 방법은 주로 초미립 루틸형 이산화티타늄 분말, 초미립 자성 산화철 분말 등과 같은 특수 기능성 소재의 제조에 국한됩니다.
기계적 분쇄법의 장점
- 높은 생산 능력
- 저렴한 비용
- 간단한 과정
- 분쇄하는 동안 기계화학적 효과가 발생하여 분말의 활성을 향상시킬 수 있습니다.
기계적 분쇄법의 단점
- 제품의 순도, 미세함, 형태는 화학적 방법을 통해 얻은 제품만큼 좋지 않습니다.
이 방법은 광물 제품의 심층 가공과 같은 대규모 산업 생산에 적합합니다.
따라서 현재 초미립 분말 소재를 제조하는 주된 방법으로는 물리적 분쇄가 이용되고 있다.
초미세 분쇄 장비
일반적인 초미세 분쇄 장비 유형은 다음과 같습니다.
- 진동 분쇄기
- 제트 밀
- 공기 분류기 밀
- 교반식 밀
- 볼밀
- 터보 밀
- 고압 제트 분쇄기
- 롤러 밀
- 타워 밀
초미세 가공 기술 설계
- 개방 회로 흐름
일반적으로 자가 분류 기능이 있는 평판형, 디스크형 또는 순환 파이프형 제트 밀에 사용됩니다. 이러한 밀에는 일반적으로 이 공정 흐름이 적용됩니다. - 폐쇄 회로 흐름
볼밀, 교반밀, 고속 기계적 충격밀, 진동밀을 이용한 연속 분쇄 작업에 일반적으로 적용됩니다. - 사전 분류를 통한 개방 회로 흐름
사료에 이미 합격한 초미립자가 상당량 포함되어 있는 경우, 이 공정을 통해 분쇄기의 부하를 줄이고, 초미립자 제품 단위당 에너지 소비를 낮추고, 운영 효율성을 개선할 수 있습니다. - 사전 분류를 통한 폐쇄 회로 흐름
이러한 구성은 분쇄 효율성을 높이고, 에너지 소비를 줄이며, 최종 제품의 입자 크기 분포를 제어하는 데 도움이 됩니다. - 최종 분류를 포함한 개방 회로 흐름
분쇄기 뒤에 하나 이상의 분류기가 설치되어, 서로 다른 미세도와 입자 크기 분포를 가진 두 가지 이상의 제품을 생산할 수 있습니다. - 사전 및 최종 분류를 모두 포함하는 개방 회로 흐름
이러한 복합 공정은 분쇄기의 부하를 줄이기 위해 일부 합격한 미세 입자를 미리 분리할 뿐만 아니라, 다양한 미세도와 입자 크기 분포를 가진 여러 제품을 생산하기 위한 최종 분류도 가능하게 합니다.
결론
초미분말 소재에 대한 연구가 심화됨에 따라 그 응용 범위는 점점 더 확대될 것입니다. 고순도, 저비용 초미분말을 얻기 위한 새로운 공정, 방법, 그리고 차세대 초미분말 분쇄 장비의 개발은 분말 공학 분야에서 여전히 중요하고 지속적인 과제로 남아 있습니다.
에픽 파우더
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