Le apparecchiature per la riduzione dimensionale si riferiscono a macchinari progettati per rompere i materiali solidi in pezzi più piccoli o in particelle più fini. Questo processo, noto come macinazione, è un'operazione cruciale in molti settori, tra cui quello minerario, alimentare, farmaceutico, del riciclo e della produzione chimica. Lo scopo principale della riduzione dimensionale è quello di aumentare la superficie del materiale, migliorare l'efficienza nelle fasi di lavorazione successive come l'estrazione, migliorare la qualità del prodotto attraverso l'omogeneizzazione, facilitare lo stoccaggio e il trasporto e consentire la separazione dei componenti di valore dai rifiuti.
Le apparecchiature per la riduzione dimensionale variano ampiamente in termini di design e funzionalità, adattandosi a materiali e requisiti di riduzione specifici. I principali tipi includono:
Si tratta di macchine per impieghi gravosi, utilizzate per frantumare grossi pezzi di materiale in particelle più piccole. Spesso rappresentano la prima fase del processo di riduzione delle dimensioni. I tipi di frantoi comprendono frantoi a mascelle, frantoi rotanti e frantoi a cono. Retsch offre un'intera serie di frantoi a mascelle.
I mulini riducono i materiali a una dimensione più fine rispetto ai frantoi. Sono utilizzati per la macinazione intermedia e fine. I tipi includono mulini a sfere, mulini ad aste, mulini a croce e mulini a martelli.
Retsch offre un'ampia gamma di mulini progettati per soddisfare un'ampia varietà applicativa.
I polverizzatori riducono i materiali a una dimensione molto fine delle particelle, essenziale nell'industria farmaceutica e alimentare per la creazione di polveri. Comprendono mulini a dischi e mulini a dischi vibranti.
Scoprite i polverizzatori da laboratorio RETSCH per l'analisi dei materiali, il controllo qualità e la ricerca.
Questa categoria comprende dispositivi che utilizzano il movimento meccanico per tagliare materiali solidi da morbidi a mediamente duri, spesso utilizzati nell'industria alimentare.
La scelta dei macchinari per la riduzione granulometrica dipende dalle proprietà del materiale (durezza, abrasività, contenuto di umidità), dalle dimensioni delle particelle desiderate e dai requisiti specifici dell'applicazione. La scelta e il funzionamento adeguati dei macchinari per la riduzione dimensionale sono fondamentali per ottenere processi produttivi efficienti ed economici.
I mulini da laboratorio operano secondo diversi principi di riduzione dimensionale, a seconda delle caratteristiche del materiale. La scelta del mulino per una specifica attività di riduzione dimensionale dipende dalle proprietà di rottura del campione. I materiali duri e fragili vengono polverizzati in modo ottimale mediante impatto, pressione e attrito. Al contrario, le sostanze morbide ed elastiche richiedono effetti di taglio per una sminuzzatura efficace. Anche i campioni fibrosi richiedono il taglio, oltre all'attrito. È comune che i mulini comprendano più principi di riduzione dimensionale, come l'impatto e l'attrito nei mulini a sfere planetari, o il taglio e l'impatto nei mulini a rotore. Processi come l'essiccazione o l'infragilimento servono a modificare le proprietà di rottura dei campioni, rendendoli più fragili e quindi più adatti alla polverizzazione.
Retsch offre un'ampia gamma di mulini progettati per soddisfare un'ampia varietà applicativa.
Per la riduzione dimensionale di particelle grandi, superiori a 40 mm, le apparecchiature sono classificate come frantoi o trituratori, mentre i mulini sono utilizzati per le particelle di dimensioni inferiori. Le dimensioni iniziali dell'alimentazione e la finezza finale desiderata determinano la necessità di una pre-frantumazione prima della macinazione fine. In genere, per ottenere particelle molto fini sono necessari due diversi mulini/frantumatori, poiché i mulini adatti alla macinazione fine su scala nanometrica accettano generalmente solo particelle di dimensioni fino a 10 mm. La finezza finale richiesta è determinata dal compito analitico: è fondamentale garantire una buona omogeneità. Le particelle devono essere sufficientemente piccole per consentire fasi di digestione a microonde rapide ed efficienti. Per le analisi XRF, sono necessarie particelle più piccole di 100 µm, mentre per altre tecniche analitiche sono accettabili solitamente 0,5 mm se si mantiene l'omogeneità. Per le attività di ricerca e sviluppo, sono necessarie particelle di dimensioni inferiori alla scala nanometrica (< 100 nm), ottenibili solo con mulini a sfere e processi di macinazione a umido.
Per garantire la riproducibilità della preparazione del campione, è essenziale estrarre un sotto-campione che rappresenti realmente il materiale originario. Ciò significa che il sotto-campione deve avere le stesse proprietà originarie. Poiché la maggior parte dei campioni è costituita da miscele disomogenee, occorre fare attenzione a evitare la segregazione dovuta alle diverse dimensioni delle particelle, soprattutto durante la movimentazione. Se non viene processato l'intero campione, è necessario prelevare una porzione rappresentativa. Anche la quantità del campione è fondamentale: deve essere sufficiente per l'analisi e proporzionata alla dimensione totale del campione e alla granulometria. Questi fattori determinano la quantità minima necessaria affinché il sotto-campione rifletta accuratamente il materiale originario.
La preparazione del campione si riferisce alla serie di azioni intraprese per trasformare un campione dal suo stato originale a una forma adatta all'analisi in laboratorio.
Ogni mulino RETSCH è dotato di accessori di macinazione ottimizzati per quanto riguarda la funzionalità e la gestione. Tuttavia, a causa dell'ampia gamma di applicazioni, i requisiti possono essere molto diversi. Per questo motivo, RETSCH offre una grande varietà di accessori. Per i mulini a sfere e a dischi, ad esempio, i set di macinazione sono disponibili in varie dimensioni. Ad esempio, utilizzando setacci distanziatori e rotori nei mulini a rotore, è possibile lavorare materiali termosensibili. Tutti gli accessori di macinazione sono disponibili in diversi materiali.
I materiali utilizzati per gli accessori di macinazione RETSCH possono essere raggruppati come segue:
Il materiale adatto a uno specifico tipo di mulino è determinato dalle sue proprietà chimiche e fisiche. Tutti i mulini possono utilizzare accessori di macinazione in acciaio. Come linea guida generale, il materiale dell'utensile di macinazione dovrebbe essere più duro del campione per ridurre al minimo l'usura. Inoltre, una buona resistenza all'usura è importante per i campioni abrasivi. La macinazione criogenica richiede tipicamente accessori in acciaio, ad eccezione del CryoMill e del MM 500 Control, che offrono anche strumenti in zirconio o carburo di tungsteno per questo scopo. La macinazione a umido richiede sfere di macinazione molto piccole e materiali con una buona resistenza all'usura, di solito utilizzando l'ossido di zirconio. Il carburo di tungsteno, noto per la sua resistenza all'usura e la sua durezza, viene utilizzato per la macinazione di campioni molto duri.
Nel processo di riduzione meccanica delle dimensioni, l'abrasione è inevitabile. Pertanto, quando si sceglie un materiale per la macinazione, è importante considerare se la potenziale contaminazione dovuta all'abrasione potrebbe avere un impatto negativo sul prodotto o sulla successiva analisi, come ad esempio l'influenza dell'abrasione del cromo o del nichel sull'analisi dei metalli pesanti. Sono da preferire i materiali neutri per l'analisi. Un altro aspetto fondamentale dei mulini a sfere e dei mulini a dischi vibranti è l'apporto energetico dei diversi materiali. Ad esempio, le sfere di macinazione in carburo di tungsteno generano un input energetico significativamente più elevato, che porta a una riduzione dimensionale più efficace, a causa della loro maggiore densità rispetto alle sfere della stessa dimensione realizzate con altri materiali.
The drum mill is a type of ball mill suitable for the pulverization of large feed sizes and large sample volumes up to 35 l. The grinding process is performed either in dry or wet conditions. The achievable final fineness depends on the grinding media used.
Un'altra area applicativa del TM 300 è il Bond Index Testing. Il Bond Work Index viene utilizzato per valutare l'efficienza di macinazione e per calcolare la potenza di macinazione necessaria quando si scelgono gli strumenti per la riduzione granulometrica nella fase di progettazione, ad esempio, di un impianto minerario. La determinazione precisa del BWI è fondamentale per una progettazione accurata e per la stima dei costi legati al processo di macinazione in industrie come quella del cemento, mineraria o siderurgica. Per il processo possono essere utilizzati sia il modulo a sfere che il modulo a barre. Per simulare un circuito di macinazione chiuso sono necessari almeno 15-20 kg di materiale.
L'indice di lavoro del mulino a sfere (Ball Mill Work Index - BWI) viene utilizzato per la gamma da 2,1 mm a 100 µm. Il campione deve essere pre-frantumato per ottenere le dimensioni delle particelle definite di seguito.
The Rod Mill Work Index (RWI) is used for particle size determination in a size range from 25 mm down to 2.1 mm. The sample needs to be pre-crushed to particle sizes as defined below.
The grinding jar for the Bond Index Rod Mill is 12″ x 24″ in size and has a wave-shaped design.
Gli strumenti RETSCH sono utilizzati nella scienza e nell'industria per la preparazione dei campioni per un'ampia gamma di metodi analitici diversi, così come per l'analisi granulometrica nel contesto del controllo della produzione e del monitoraggio della qualità.
RETSCH risponde alle sempre crescenti richieste in questi settori con una chiara filosofia di prodotto: "L'intero è maggiore della somma delle sue parti"
Grazie alla sua fitta rete internazionale composta da filiali, agenzie locali e società satellite, RETSCH è presente in più di 80 paesi garantendo elevati standard qualitativi e di competenza tecnica. Nei nostri laboratori applicativi, utilizzatori e potenziali clienti possono processare GRATUITAMENTE i propri campioni, in modo da poter valutare l'idoneità di sistemi proposti, prima di un eventuale acquisto. Le prove effettuate saranno inoltre accompagnate da un report di macinazione, riportante tutte le informazioni inerenti la prova (setting strumentali, strumenti ed accessori utilizzati)
