Otrzymywanie mikropyłów tlenku glinu

Tlenek glinu (tlenek aluminium) jest jednym z najpowszechniejszych materiałów nieorganicznych na Ziemi, a jednocześnie jednym z najcenniejszych ze względu na zastosowania przemysłowe. W zależności od stopnia czystości tlenek glinu dzieli się na materiały o wysokiej czystości oraz techniczne. Czysty tlenek glinu jest podstawowym surowcem do otrzymywania monokryształów białego szafiru (leucosaphir), które stosuje się w mikroelektronice, panelach słonecznych, diodach LED i laserach. Forma techniczna tego związku znajduje zastosowanie w metalurgii oraz przemysłach gazowym i chemicznym, zwłaszcza w postaci drobnoziarnistego proszku do produkcji ceramiki ogniotrwałej i materiałów ściernych.

Etap wstępny i rozdrabnianie

Na początkowym etapie produkcji otrzymuje się najpierw techniczny tlenek glinu w postaci grubych kryształów, które wymagają dalszego rozdrobnienia do pożądanego rozmiaru ziaren, zależnie od zastosowania. Do wytwarzania narzędzi ściernych potrzebne są frakcje w zakresie 50–500 μm, natomiast dla past i emulsji polerskich — frakcje wielokrotnie mniejsze, rzędu 1 μm lub mniej. Z tego powodu w procesie produkcyjnym stosuje się różne rodzaje mielenia — wstępne grube oraz średnie, drobne lub ultradrobne.

Grube rozdrabnianie zwykle realizuje się za pomocą walcowych kruszarek, ale już na tym etapie pojawia się problem nierównomierności frakcji. Następnie stosuje się młyny kulowe lub wibracyjne do mielenia średniego i drobnego, które jednak mają szereg ograniczeń: wysokie zużycie energii, ścieranie elementów roboczych, długie cykle mielenia oraz tendencję do aglomeracji cząstek przy rozmiarach poniżej 10 μm. Szczególnie trudne jest uzyskanie stabilnej submikronowej dyspersji, wymaganej przy produkcji past polerskich. Ponadto młyny kulowe nie zapewniają wystarczającej kontroli nad kształtem cząstek — otrzymywane proszki często mają nieregularną geometrię, co negatywnie wpływa na efektywność szlifowania.

Technologia mielenia w młynie elektromagnetycznym

Alternatywą dla tych metod jest technologia obróbki w młynie elektromagnetycznym, zrealizowana w urządzeniach typu AVS-P firmy GlobeCore. Młyn elektromagnetyczny AVS-P tworzy unikalne warunki do głębokiego rozdrabniania i dyspersji cząstek tlenku glinu dzięki jednoczesnemu oddziaływaniu intensywnych sił uderzeniowych, ścinających i turbulentnych, które powstają podczas obrotu ferromagnetycznych cząstek w zmiennym polu elektromagnetycznym. Dzięki temu możliwe jest jednorodne rozdrabnianie tlenku glinu do rozmiarów mikrometrycznych w ciągu kilku minut.

Proces nie prowadzi do powstawania twardych aglomeratów, a kształt cząstek pozostaje bliższy izometrycznemu, co poprawia końcowe właściwości materiałów ściernych. Ważne jest także to, że młyn elektromagnetyczny AVS-P może pracować zarówno w trybie suchym, jak i w środowisku ciekłym, co pozwala optymalizować proces w zależności od przeznaczenia końcowego proszku.

Zalety stosowania młynów elektromagnetycznych AVS-P

Do najważniejszych zalet zastosowania młynów elektromagnetycznych AVS-P należą:

• Wielofunkcyjność. Urządzenia mogą jednocześnie dyspergować, homogenizować i aktywować przetwarzane substancje — wszystkie procesy przebiegają w jednej komorze roboczej.
• Intensyfikacja. Osiągnięcie wymaganej dyspersji możliwe jest w ciągu kilku minut, co jest krótsze w porównaniu z przemysłowymi młynami i zmniejsza czas cyklu obróbki.
• Ekonomiczność. Urządzenie zużywa nie więcej niż 10 kW mocy czynnej, co pozwala oszczędzać energię elektryczną.
• Niskie koszty eksploatacji. Konstrukcja jest niezawodna; jedynym materiałem eksploatacyjnym są tanie ferromagnetyczne cząstki, a żywotność urządzenia może sięgać 30–40 lat nawet przy intensywnym użytkowaniu.
• Uniwersalność. Urządzenie nadaje się do zastosowań laboratoryjnych, badawczych oraz do małoseryjnej produkcji przemysłowej.

Technologia AVS-P stanowi efektywną alternatywę dla klasycznych metod mielenia tlenku glinu, oferując szybkie i jednorodne uzyskiwanie mikropyłów o korzystnym kształcie cząstek i ograniczonym skłonnościom do aglomeracji. Dzięki możliwości pracy w suchym i ciekłym środowisku oraz niskim wymaganiom energetycznym i eksploatacyjnym, młyn elektromagnetyczny AVS-P jest atrakcyjnym rozwiązaniem zarówno dla laboratoriów, jak i dla małej oraz średniej produkcji przemysłowej.