Федеральное Агентство
Научных Организаций

Российская Академия Наук

Отделение энергетики, машиностроения
механики и процессов управления

Федеральное государственное бюджетное учреждение науки

Институт машиноведения
им. А.А. Благонравова
Российской академии наук

  • русский
  • english
imash.ru » Научный центр нелинейной волновой механики и технологии » Научные достижения » Тонкое и сверхтонкое измельчение, смешивание и активация твердых частиц

Тонкое и сверхтонкое измельчение, смешивание и активация твердых частиц.

Процессы измельчения широко используются для производства строительных материалов. Наиболее сложной и энергозатратной стадией является сверхтонкое измельчение частиц размером от 0,1-1,0 мм до размера менее 0,01 мм. Получаемые на данной стадии измельчения наполнители применяются при производстве лакокрасочной продукции, гидравлических и воздушных вяжущих (портландцемент, алюминатный цемент, гипс полугидрат и т.д.), шпаклевок, декоративных отделочных материалов, пигментов, модифицирующих добавок, строительных пластиков и керамики.

Реализованная в роторно-волновой мельнице, запатентованная система измельчения,  основана на новом принципе комбинированного воздействия, сочетающем механическое воздействие со стороны ротора с волновой турбулизацией среды.

Результаты измельчения некоторых материалов на волновой мельнице.

Дисперсность после помола
От 10 до 560 нм
До 1 мкм
До 5 мкм
До 10 мкм
До 25 мкм
Известняк
(волновая обработка)
10 %
30 %
85 %
90 %
99 %
Известняк
(шаровые мельницы)
 
 
 
 
90 %
Каменный уголь
(волновая обработка)
 
 
21,9 %
43,8 %
75 %
Доменный шлак
(волновая обработка)
 
 
20 %
30 %
55 %

Процессы смешения материалов широко используются во многих отраслях промышленности, в том числе, при крупнотоннажном производстве удобрений, красителей, моющих средств, резинотехнических изделий, сухих строительных смесей, пластмасс, пищевых добавок, строительных материалов и т.д.                           

Реализованные в  волновых смесителях-активаторах сухих смесей  идеи смешения и активации  за счет применения резонансных режимов движений в сыпучих средах,  позволяют сократить время перемешивания и получать высокооднородные смеси. Процесс перемешивания в данном случае строится не на известном принципе перемещающихся в смеси лопастей, а реализуется за счет резонансных режимов, при этом организуется трехмерное движение каждой частицы по индивидуальной траектории отдельно от остальных, в результате чего смешиваемые материалы «кипят» в рабочей камере аппарата, т.е. происходит интенсивное турбулентное движение. В результате этого  не требуется длительного перемешивания лопастями – сам процесс протекает практически мгновенно. Перемешиваясь, частицы постоянно сталкиваются между собой, при этом резонансная накачка энергией усиливает процессы перемешивания частиц, их взаимодействие, за счет чего обеспечивается механохимическая активация исходных материалов и их тонкое измельчение.

Малые габариты, высокая производительность, работа в непрерывном (проточном) режиме обеспечивают высокоэффективные возможности применения волновых смесителей-активаторов в автоматизированных технологических линиях по производству многокомпонентных продуктов, в частности, сухих строительных смесей.

Преимущества, получаемые за счет применения волновых смесителей-активаторов в производстве строительных материалов, только в промышленности сухих строительных смесей позволяют повысить производительность существующих технологических линий до 50%, (благодаря сокращению времени перемешивания многокомпонентных продуктов).
Применение волновых смесителей активаторов в строительной промышленности позволит существенно повысить качество различных видов цемента, за счет повышения однородности и активации цементов с минеральными добавками, и обеспечить стабильность строительно-технологических свойств бездобавочных и тампонажных цементов. При модернизации уже имеющихся цементных заводов возможно увеличение выпуска продукции на 30-40%.