Что такое коллоидная мельница?

CLM-18.1

Для получения коллоидных растворов – систем, в которых частицы одного вещества равномерно распределены в другом, используется твердая фаза с размерами частиц порядка 1-5 микрон. Такой размер обеспечивает значительную удельную поверхность дисперсной фазы, обеспечивает устойчивость коллоидной системы и сохранение ее специфических свойств.

Для помола дисперсной фазы до “сверхтонкого” состояния в лабораторных и производственных процессах используется специальный агрегат, называемый “коллоидная мельница”. Еще в начале прошлого века инженеры обнаружили, что при сверхтонком измельчении разрушение твердых частиц идет не по трещинам, раскалывающим частицу, как в дробилках, а путем их “усталостного разрушения”.  Опытным путем было установлено – наиболее эффективно “тонкое” измельчение проходит при сравнительно слабых, высокочастотных воздействиях на истираемый материал. Принцип высокочастотных слабых нагрузок лег в основу всех конструкций коллоидных мельниц мокрого помола.

Первая коллоидная мельница промышленного типа была сконструирована в 1920 году немцем, Германом Плаузоном, разрабатывавшим битумные и смоляные эмульсии для дорожных покрытий. Вертикальная коллоидная мельница Плаузона и ее многочисленные современные потомки, по своей сути, являются ударными дезинтеграторами. Типичная коллоидная мельница Плуазона состоит из стального кожуха, в котором со скоростью 10000-20000 об/мин вращается эксцентрик с жестко закрепленными ударными пальцами. На внутренней поверхности кожуха также имеются выступы. Суспензия предварительно подготовленного сырья поступает в коллоидную мельницу сверху.  Измельчение дисперсной фазы происходит в результате ударных нагрузок  (пальцы эксцентрика и внутренние выступы корпуса), под действием интенсивных кавитационных процессов и вследствие взаимного истирания частиц. Отбор готовой продукции происходит в нижней части мельницы.  Современные коллоидные мельницы Плуазона используются, как для приготовления различного вида эмульсий, так и для их дополнительной гомогенизации. Следует заметить, что скорость подачи сырья в мельницу Плуазона должна быть невелика (на практике 0,5-0,7 м/с), чтобы поддерживать как можно большую разницу между скоростью подачи суспензии и скоростью движения ударных пальцев.
Значительно большее распространение получили коллоидные мельницы в которых совершенно гладкий ротор, имеющий форму усеченного конуса, вращается на небольшом (0,1-0,5 мм) расстоянии от тщательно отшлифованного статора. Скорость вращения ротора колеблется в диапазоне от нескольких тысяч (в больших промышленных агрегатах), до десяти тысяч оборотов в минуту в лабораторных коллоидных мельницах. Размер элементов дисперсной фазы определяется размером зазора между ротором и статором и скоростью вращения ротора. Чем меньше зазор и выше скорость, тем выше дисперсность системы.

Промежуточное положение между двумя описанными типами коллоидных мельниц занимают коллоидные мельницы в которых ротор и статор расположены на небольшом расстоянии, но выполнены в виде поверхностей с выступами сложного профиля. В таких коллоидных мельницах частицы, двигаясь от канавок ротора к канавкам статора кроме истирающих и ударных нагрузок, совершают собственные высокочастотные колебания, по частоте близкие к ультразвуковым, что способствует их измельчению до размера 1 мкм. Коллоидные мельницы данного типа отличаются своей универсальностью и пользуются наибольшей популярностью на рынке. Именно на таких: производительных,  эффективных, простых и надежных коллоидных мельницах специализируется компания GlobeCore, создавшая семейство коллоидных мельниц типа CLM.