La macinazione della sabbia è una fase necessaria nella preparazione del materiale per il suo ulteriore utilizzo nell’edilizia e nell’industria. È uno degli ingredienti base per finiture di superfici esterne, intonaci, malte e pavimentazioni. Viene utilizzato nella produzione di lastre per pavimentazioni, malte secche, vetro, pitture e vernici, ecc. Allo stesso tempo, la qualità dei materiali, delle strutture e delle superfici in cui viene utilizzata la sabbia dipende da quanto fine e buono è questo materiale in termini di attivazione per l’interazione con altri ingredienti.

Perché la sabbia viene macinata?

La dispersione della sabbia è necessaria per creare un materiale da costruzione finemente disperso con un’elevata concentrazione di biossido di silicio e una certa finezza di macinazione. Dipende principalmente da questi due parametri quanto bene la sabbia può essere utilizzata nelle malte e nella produzione dei materiali.

Il prodotto macinato secondo i parametri richiesti e attivato diventerà la base per la creazione di strutture e superfici robuste e resistenti all’usura che non sono suscettibili a forte restringimento, abrasione e influenza esterna.

Pertanto, la sabbia di diverse frazioni è adatta a diversi scopi e materiali:

• 2,5 mm — malta per muratura;
• 2–2,8 mm — per intonaci grezzi;
• 1,25 mm — per intonaci di finitura, riempitivo in pasta.

La sabbia fine e molto fine viene utilizzata per la produzione di materiali da costruzione e di finitura. Per raggiungere tali parametri, il materiale viene sottoposto contemporaneamente a macinazione e attivazione per conferirgli le proprietà richieste.

Macinazione della sabbia: metodi convenzionali, vantaggi e svantaggi

La macinazione della sabbia viene effettuata utilizzando vari mulini. Sul mercato è rappresentata un’ampia gamma di varietà di dispositivi che consentono di ottimizzare in un modo o nell’altro la produzione del materiale:

•   Mulini a sfere

Si tratta di tamburi con sfere o altri elementi macinanti contenuti all’interno che macinano la sabbia rompendola, polverizzandola e frantumandola quando la camera operativa ruota. La tecnologia si distingue per il consumo energetico e, nella migliore delle ipotesi, il coefficiente di efficienza del dispositivo raggiunge il 20%. Inoltre i dispositivi sono soggetti ad elevata usura e richiedono periodicamente la sostituzione di componenti ed organi funzionanti. Tuttavia, in questo caso otteniamo un prodotto di alta qualità con una finezza fino a 2 micron all’uscita.

•   Mulini a vibrazione

Si tratta di apparecchiature dotate di una camera di macinazione e di un vibratore che consente di ottenere piccole particelle. Tuttavia, per poter macinare il materiale in questa unità, è necessario prima prepararlo, il che comporta un ulteriore consumo di energia, tempo e potenza.

•   Mulini planetari

Nel design sono simili alle unità a sfera, ma più economiche rispetto ad esse. Oltre alla rotazione lungo l’asse centrale, i tamburi ruotano attorno al proprio asse creando una pressione di decine di G. Permettono di macinare la sabbia fino a 3 micron.

•   Mulini a getto

Sono dispositivi per la macinazione della sabbia indirizzando l’uno verso l’altro i flussi d’aria contenenti il ​​materiale macinato. Quando esposti a forze di attrito e impatti, i granelli di sabbia si rompono e vengono rimossi dalla camera quando raggiungono una certa dimensione. La tecnologia consente di ottenere particelle inferiori a 1 micron. Tuttavia, per il funzionamento dell’unità, è necessaria una fornitura costante di una grande quantità di aria compressa ed un’alimentazione uniforme del materiale macinato, il che rende l’apparecchiatura non sempre economicamente conveniente. Il coefficiente di efficienza raggiunge il 58%.

Sebbene questi tipi di mulini per sabbia mostrino risultati soddisfacenti e il prodotto ottenuto in uscita sia adatto alla costruzione, non sempre consentono di raggiungere il grado desiderato di attività della sostanza e, come parte del processo tecnologico, consumano una quantità irragionevolmente elevata di energia. La maggior parte delle unità sono rumorose e ingombranti, richiedono una manutenzione costante e una sostituzione regolare dei componenti.

Disintegratore di sabbia AVS come metodo di ottimizzazione della macinazione della sabbia

Disintegratore di sabbia (AVS), o un mulino per sabbia a vortice elettromagnetico costituisce un’attrezzatura innovativa e versatile utilizzata anche per ottenere materiali finemente dispersi.GlobeCore progetta e produce disintegratori di sabbia AVS-100 e AVS-150. Questi modelli di mulini a vortice risolvono i problemi dei metodi convenzionali di macinazione della sabbia.

Il design dell’AVS contiene una camera operativa con un campo elettromagnetico rotante creato da un induttore. Gli aghi ferromagnetici vengono qui aggiunti come mezzo operativo. Le particelle ferromagnetiche che ruotano nel campo elettromagnetico si scontrano tra loro e con il terreno materiale, contro le pareti della camera. Il risultato è la creazione di un ambiente favorevole per una rapida macinazione e attivazione della sabbia.

Grazie alla possibilità di modificare il periodo di lavorazione del materiale nella camera, si ottengono con successo diverse grossolanità di macinazione. Più a lungo la sabbia viene macinata, più fine diventa. Pertanto, il disintegratore di sabbia AVS può produrre materiale di diverse frazioni per determinati compiti nella costruzione e nella produzione. Con la lavorazione più fine possibile si ottengono particelle di solo 1 micron.

La macinazione della sabbia è guidata da una serie di processi tra cui:

•   dispersione;
•   miscelazione;
•   elaborazione elettromagnetica;
•   elettrolisi (in caso di macinazione di sabbia umida);
•   vibrazioni acustiche;
•   alta pressione locale, ecc.

Questi processi, insieme tra loro, garantiscono una macinazione efficiente e l’attivazione della sostanza finemente dispersa. In uscita otteniamo sabbia di alta qualità adatta alla preparazione di miscele e alla produzione di materiali. Serviranno successivamente come base per la creazione di superfici, strutture, finiture di pareti, pavimenti, soffitti e facciate stabili e affidabili. Si prega di notare che tutti i processi avvengono simultaneamente e in un’unica camera operativa, il che aumenta notevolmente l’efficienza del mulino a vortice elettromagnetico.

Allo stesso tempo, grazie all’effetto meccanico e alla scissione dei granelli di sabbia, il materiale diventa più attivo. Centri attivi e radicali liberi si evolvono sulla superficie appena formata. Ciò è dovuto alla scissione del legame Si-O. La somma delle energie superficiali ed interne cambia nella sabbia; sulla superficie si sviluppa un’energia eccessiva, utile quando la sabbia interagisce con altri ingredienti. La funzione di formazione della struttura del materiale aumenta notevolmente.

Risultati di un esperimento per la macinazione della sabbia nel disintegratore di sabbia AVS-100

GlobeCore effettuato esperimenti per la macinazione della sabbia di quarzo nel disintegratore di sabbia AVS-100. In questo caso è stato utilizzato il principio della macinazione “a secco”: una porzione di sabbia è stata inserita nella camera operativa del dispositivo e lavorata in uno strato di vortice di particelle ferromagnetiche per tre minuti.

Dopo l’estrazione, i campioni di sabbia lavorata sono stati esaminati al microscopio e confrontati con campioni di sabbia iniziale che non era stata lavorata nello strato di vortice. Le foto della vista al microscopio sono mostrate nella Figura 1.

Prima	Dopo

Figura 1 – Confronto tra la sabbia iniziale e la sabbia macinata in un dispositivo a strato di vortice

Dalla figura si può vedere che prima della macinazione, nella sabbia predominavano particelle con dimensioni superiori a 300 micron e, dopo la macinazione nel dispositivo a strato a vortice, la dimensione della maggior parte delle particelle non era superiore a 3-5 micron.

Vantaggi dell’utilizzo del disintegratore AVS per la macinazione della sabbia

• Elevata finezza di macinazione della sabbia

Nell’ambito della ricerca pratica è stato possibile ottenere la macinazione della sabbia di quarzo alla dimensione di 3–5 micron in soli 3 minuti.

• Buon tasso di attivazione della sabbia

Quasi tutti i granelli di sabbia diventano molte volte più attivi per l’ulteriore interazione con altri prodotti e con l’acqua nella preparazione delle malte e nella produzione dei materiali di finitura.

• Efficacia dei costi

In 2-3 minuti di funzionamento, il disintegratore di sabbia AVS mostra gli stessi risultati che richiederebbero diverse ore di lavoro durante il funzionamento dell’unità in caso di metodi di macinazione convenzionali. Allo stesso tempo, consuma molte volte meno elettricità rispetto alle apparecchiature classiche. E in alcuni casi, gli indicatori di efficienza energetica differiscono di dieci volte.

• Usabilità

Prima della macinazione, la sabbia non richiede preparazione preliminare, essiccazione, macinazione e nessun altro processo.

Grazie a questi vantaggi, l’uso di un disintegratore di sabbia AVS per la macinazione della sabbia negli impianti di produzione e di costruzione consente di ottimizzare i processi riducendo il consumo di energia e tempo per la preparazione del materiale finemente disperso. Inoltre otterrete un prodotto di qualità superiore e più attivo rispetto a quello risultante dall’applicazione dei metodi convenzionali di lavorazione della sabbia.