對于分散、還原染料的濕式粉碎, 粉碎設備起著十分重要的作用, 粉碎過程不但對染料質量的影響較大, 粉碎過程也是高耗能過程,粉碎設備選擇是否得當, 對生產成本的影響很大。
多年來, 我國許多染料廠都以砂磨鍋為主要粉碎設備。從技術角度分析, 砂磨鍋與砂磨機相比有許多缺點。其一是砂磨鍋直徑較大, 相應的冷卻比表面積(單位冷卻面積ö單位體積) 較小, 在粉碎過程中絕大多數能量都以熱能的形式散失掉, 只有一小部分能量用于有效的粉碎上, 致使料漿溫度急劇上升。有許多染料其料漿的溫度達到 80℃時, 粉碎過程將形成一個動態平衡, 也就是粉碎速度與粒子的凝聚速度相等, 使操作無法進行。其二是砂磨鍋的能量密度較小, 粉碎后產品的粒度分布不均, 致使產品的應用性能下降, 這種現象比砂磨機要明顯得多。但是, 砂磨鍋造價低、故障率低、維修量小、操作簡單是其最大優點。另外, 砂磨鍋可裝填較大的研磨介質, 一般為 3~ 4mm。這些大的研磨介質在研磨初期對染料團塊的沖擊作用顯著, 在較短的時間內就能把塊狀染料粉碎成 10~ 20Lm 的粒子。但是當進行到微粉碎階段, 它就無優勢可言。砂磨機適合于小的研磨介質, 一般在 1~ 2mm 之間, 這對研磨細小的粒子有一定優勢, 所以將砂磨鍋與砂磨機配合使用更為合理。在粉碎前期用砂磨鍋粉碎大的團塊, 當物料達到一定細度后再用砂磨機進行微粉碎, 使研磨效率更高, 工藝更合理。
研磨介質的選擇也很重要。目前國內有幾個廠家在生產研磨介質, 但從產品質量看, 圓度和均勻度與國外產品相比還有差距, 這兩項指標的高低將直接影響研磨介質磨損率的高低, 即關系到染料受介質污染的程度。還有一種是用再生玻璃制造的研磨介質, 它的耐磨性極差, 當選用這種介質進行研磨時, 將有大量的介質碎片進入染料, 對染料的質量影響很大,這點必須引起大家的重視。
目前使用的研磨介質主要有玻璃珠和天然砂兩種, 由于染料粘度的關系, 其它的研磨介質不適合用于染料的研磨粉碎。實驗結果表明: 天然砂這種不規則幾何體研磨介質的研磨效率遠高于玻璃珠, 大約平均高出 30%~50% , 即可降低能耗 30%~ 50% , 但天然砂的磨耗和對機械的磨損相對要大一些。由于使用天然砂研磨時間較短, 研磨一個周期產生的雜質并不比玻璃珠多, 所以天然砂是可以推薦的。
對于砂磨鍋的設計, 為了提高研磨體系的湍動效果, 可在筒壁處適當加折流板, 這是提高磨效的較好途徑。對于砂磨機而言, 設備制造廠還應當提高產品質量。目前的問題主要是輸料泵的故障率較高, 分散盤的磨損較嚴重。對于分散盤的磨損問題, 有些廠家已經開始研究,以采用工程塑料等材料涂層的方法解決其磨損問題。但輸料泵的問題還沒有很好的解決, 這就影響了砂磨機設備的質量及其推廣應用。
另外, 有日本、美國等學者研究認為, 砂磨機在研磨分散染料時, 60L 以下的砂磨機其處理量與其容積基本成線性關系。但 120L 以上的砂磨機其處理量與其容積不成正比, 所以,選用砂磨機時不宜過大, 以保證砂磨機的合理使用。目前該設備主要有立式和臥式兩種。立式砂磨機的研磨介質主要在底部, 因而下部分散盤的磨損較大, 上、下分散盤磨損不一致, 同時也不能充分利用有效容積。此外, 立式砂磨機的啟動電流也比較大。相比之下, 臥式砂磨機在這些方面有一定的優勢。