實驗室粉碎機作為實驗室必備的一種前處理設(shè)備,是很多實驗室工作人員都會使用的。所以,如何選擇合適的實驗室粉碎機是很多老師都面臨的一個問題,今天我們就為大家來進行講解。
粉碎是一門藝術(shù)
粉碎作為理化或者生化實驗室的一個基本操作,我們經(jīng)常面臨的問題是,如何選擇一臺合適的粉碎機來進行實驗室工作。
在回答這個問題之前,希望各位讀者能夠自己對粉碎的一些基本情況有所了解。
在進行介紹之前,我覺得有必要對一個概念進行厘清,有的老師認為粉碎和研磨是兩個不同的概念,實際上,我們通常都會把粉碎和研磨作為一個同樣的意思來使用,也就是說,當我說粉碎機的時候,實際上也是說研磨儀。這個在后面的介紹里面都是一樣的。
我們先來介紹幾個粉碎的基本原則:
1.沒有萬能粉碎機。很多老師希望能夠選擇到一種萬能粉碎機,這樣既可以處理這個樣品,又可以處理哪個樣品,但是,我們必須指出,這樣的想法是很不現(xiàn)實的,沒有一款設(shè)備能達到這樣的要求,因為我們粉碎的樣品性質(zhì)不同,所以需要用到的粉碎原理也不同,同時,我們對樣品最后要粉碎的出樣尺寸也有不一樣的要求,因此,不可能有一種粉碎機是萬能的。
2.進樣尺寸越大,出樣尺寸就不能要求太小。比如,10cm大小的樣品,您不能要求一次粉碎機到1mm以下,這個尺寸跨度太大,基本上也不太可能實現(xiàn)。
3.金屬不在粉碎機討論范圍之類,我們在進行粉碎的時候,除了極個別金屬,基本上都不考慮用粉碎機進行粉碎。這些極個別金屬要求尺寸小,比較軟,比如銅線,線路板里的一些金屬元器件。
關(guān)于樣品的分類
接下來,我們對我們所粉碎的樣品性質(zhì)要有了解。通常意義上來說,我們把樣品分為硬性樣品和軟性樣品。那什么是硬性樣品呢?什么又是軟性樣品呢?我們通常來這樣定義,如果能夠用切割的方式進行粉碎的,那就屬于軟性樣品,如果必須用撞擊的方式來粉碎的樣品,屬于硬性樣品。舉例 來說,巖石,陶瓷,玻璃等樣品就屬于硬性樣品,而紡織品,塑料這些樣品就屬于軟性樣品。

我們需要注意一下,有時候,有的樣品里面既有硬性樣品成分,也有軟性樣品成分,比如線路板,比如帶蓋玻璃瓶。

關(guān)于粉碎方式的分類
通常來說,我們的樣品的粉碎方式有三種,分別是切割,撞擊,摩擦。

切割主要針對的就是軟性樣品,撞擊和摩擦針對的就是硬性樣品。
所以我們有各種不同的粉碎方式來對不同性質(zhì)的樣品進行粉碎,比如,我們的刀式研磨儀,就是用切割的方式,振動球磨儀MB600,采用了撞擊的方式,而臼式研磨儀則主要采用摩擦的方式。各位聰明的讀者,當你讀到這里的時候,你應(yīng)該知道,你的樣品應(yīng)該采用什么方式進行粉碎了吧。但是,僅僅知道這些是不夠的,我們還有一些其他的知識需要了解。
關(guān)于粉碎材質(zhì)的選擇
我們粉碎機經(jīng)常用到的材質(zhì)有幾種:不銹鋼,碳化鎢,氧化鋯,剛玉,瑪瑙,還有一些不常用的材料,比如,特氟龍,氮化硅,鈦合金等等,那這些材質(zhì)各有什么特性呢?

首先從硬度上來說,因為研磨這種物理運動,在進行接觸的時候,是經(jīng)常需要劇烈運動的,所以,硬度也是研磨材質(zhì)的一個要求,從大到小的排序分別是:碳化鎢,剛玉,氧化鋯,不銹鋼,瑪瑙。
從密度上來說,從大到小排序分別是:碳化鎢,不銹鋼,剛玉,氧化鋯,瑪瑙。說到這里,有的朋友可能要問了,這個密度對粉碎和研磨有什么影響嗎?其實密度對于研磨的影響,主要體現(xiàn)在撞擊的時候,同樣的體積研磨球,密度越大,則質(zhì)量越大,質(zhì)量閱讀,同樣的速度,則動量越大,動量越大撞擊的能量越高,所以,我們在粉碎難以研磨的樣品的時候,往往采用密度更大的碳化鎢研磨材質(zhì)。
從防重金屬污染的程度來講,依次分別是:碳化鎢,剛玉,氧化鋯,瑪瑙,不銹鋼。很多時候,我們需要測量的元素,比如Cr,如果采用不銹鋼,因為不銹鋼本身就含有Cr元素,所以,往往會滲入到樣品中,后果就是造成測出來的Cr是偏高的。這里介紹一下鈦合金,我們在處理軟性樣品的時候,為了防止重金屬污染,往往不能采用碳化鎢,剛玉,氧化鋯,而是用鈦合金,因為鈦合金是一種和鋼結(jié)合的很好的元素,能制作成剪切或者切割的工具,但其他幾種都不行。
最后說到價格的因素,依次分別是:碳化鎢,剛玉,氧化鋯,瑪瑙,不銹鋼,中間三種往往區(qū)別不大,最貴的是碳化鎢材料,有時候,碳化鎢材料甚至比主機的價格還要更貴,如果讀者們遇到這種情況,請不要覺得奇怪。
那么,說完了以上的一些關(guān)于粉碎的基本常識以后,我們就可以開始進行實驗室粉碎機(實驗室研磨儀)的選型了。
對于實驗室粉碎機(實驗室研磨儀)的選型,我們一定要根據(jù)以下幾個問題來進行選擇。
1.樣品的硬度,我們必須知道樣品屬于硬性樣品,還是軟性樣品。硬度大概有多少,這個具體的數(shù)值,我們可以不知道,但是大概的經(jīng)驗,我們還是要有的,這個往往依賴于工作人員的經(jīng)驗,這也決定了我們需要用什么樣的方式,什么材質(zhì)的研磨球去粉碎。很顯然,我們不能用瑪瑙球去研磨鐵礦石。
2.樣品的進樣尺寸,進樣尺寸是每一臺實驗室粉碎機都必須要求的。如果進樣尺寸太大,往往有時候,我們需要選擇初粉碎的設(shè)備或者手工先處理一下。
3.出樣尺寸,并不是說我們的樣品磨的越細越好,而是要求夠用就行,比如,我們要做塑料的重金屬檢測,粉碎的后面一步動作就是消解,而消解往往只需要100-200um就足夠了,如果我們非要磨得很細,第一是沒有必要,第二,我們需要花費更多的成本,比如時間成本,金錢成本,這些往往是多余的花費。
4.后續(xù)處理步驟,我們粉碎之后,有可能是需要做重金屬檢測,有可能是XRF,也有可能是上色譜,總之,必須遵循一個原則就是,我們要檢測什么,就不能在研磨過程中帶入什么元素,所以,這一點是主要關(guān)系到我們采用什么研磨材質(zhì)而說的。
5.批次處理量,批處理量越大,我們需要的研磨容積就越大,同樣的是粉碎食品,有些就只需要500ml就夠了,但是,有些蔬菜,一次可能需要1公斤左右的粉碎量,所以,前者我們就可以用MK600研磨儀,但是后者需要用我們更大的MK800研磨儀進行粉碎。

有了這些問題,相信很多讀者應(yīng)該可以對如何進行實驗室粉碎的選型心底有了一個大概的方案。好了,我們今天的介紹就到這里,后續(xù),我們將對一些具體的領(lǐng)域的實驗室粉碎機的選型做出更加詳細的闡述。