一、概述
　　混合技術(shù)是將兩種或兩種以上物料均勻混合起來的技術(shù)，它包括混合工藝和混合機(jī)械裝備，這里重點談?wù)劵旌蠙C(jī)械裝配。
　　混合機(jī)械是利用機(jī)械力和重力等，將兩種或兩種以上物料均勻混合起來的機(jī)械。它廣泛用于各類工業(yè)和日常生活中。 混合機(jī)械可以將多種物料配合成均勻的混合物，如將鐵精粉與煤粉的混合、鐵精粉與粘結(jié)劑的混合、水泥、砂、碎石和水混合成混凝土濕料等；還可以增加物料接觸表面積，以促進(jìn)化學(xué)反應(yīng)；還能夠加速物理變化，例如粒狀溶質(zhì)加入溶劑，通過混合機(jī)械的作用可加速溶解混勻。
　　常用的混合機(jī)械分為氣體和低粘度液體混合器、中高粘度液體和膏狀物混合機(jī)械、熱塑性物料混合機(jī)、粉狀與粒狀固體物料混合機(jī)械、粉體和少量中、高粘度液體的混合機(jī)械五大類。本文重點談?wù)劮垠w與粒狀固體（或粉體）的混合以及粉體與少量中高度粘度液體的混合。
　　混合時要求所有參與混合的物料均勻分布?；旌系某潭确譃槔硐牖旌稀㈦S機(jī)混合和完全不相混三種狀態(tài)。各種物料在混合機(jī)械中的混合程度，取決于待混物料的比例、物理狀態(tài)和特性，以及所用混合機(jī)械的類型和混合操作持續(xù)的時間等因素。對于粉體混合或粉體與少量中高粘度液體的混合其混合速度遠(yuǎn)低于液體的混合，混合程度一般也只能達(dá)到隨機(jī)混合。
　　隨著工業(yè)技術(shù)的發(fā)展，新材料、新工藝的出現(xiàn)，混合機(jī)械設(shè)備也在不斷發(fā)展，就其混合原理而言，主要有：擴(kuò)散混合、剪切混合和對流混合，事實上它們經(jīng)常是伴隨出現(xiàn)的，每一種混合機(jī)械設(shè)備的混合效果經(jīng)常是兩種以上混合原理綜合作用的結(jié)果。
　　工業(yè)的飛速發(fā)展對混合機(jī)械的要求也越來越高，低能耗的、環(huán)保的、高混合均勻度的、運行可靠使用成本低等始終是對混合機(jī)不變的要求。由于混合物料的多樣性，混合設(shè)備所處工況要求的千差萬別，出現(xiàn)了各種各樣的混合設(shè)備，本文僅淺談幾種工況以及幾種混合機(jī)械設(shè)備。
　　二、幾種混合工況要求
　　鑒于混合設(shè)備應(yīng)用工況的千差萬別，本文僅探討筆者研究的幾種行業(yè)工況，它們主要涉及鋼鐵行業(yè)、建筑行業(yè)、鑄造行業(yè)。
　　1、鋼鐵行業(yè)
　　混合機(jī)在鋼鐵行業(yè)的應(yīng)用領(lǐng)域有：氧化球團(tuán)、復(fù)合溶劑型球團(tuán)、燒結(jié)礦、金屬化球團(tuán)等
　　1.1、氧化球團(tuán)行業(yè)
　　隨著氧化球團(tuán)工藝的發(fā)展，新設(shè)備的引進(jìn)，高壓輥磨機(jī)的應(yīng)用逐漸增多，在用用高壓輥磨機(jī)的氧化球團(tuán)工業(yè)生產(chǎn)中，必須在其后用混合機(jī)，用以對鐵精粉與粘結(jié)劑的混合，這里粘結(jié)劑通常使用的是膨潤土，其形態(tài)為固態(tài)，摻入量1-2%。
　　混合機(jī)的作業(yè)工況為：混合鐵精粉與膨潤土，其體積組分比約為98：2， 物料水分約為8% 。鐵精粉細(xì)度為：200目占70-80%以上。
　　在該工藝中混合機(jī)還可能用來混合系統(tǒng)滾軸篩篩下的粒度不合格物料。
　　近幾年氧化球團(tuán)行業(yè)還有另外一種新工藝，就是用對壓塊機(jī)機(jī)進(jìn)行造球，在用該工藝中，混合機(jī)是必不可少的設(shè)備，混合機(jī)的作業(yè)工況是：混合鐵精粉與膨潤土，其體積組分比約為98：2， 物料水分約為8% 。鐵精粉細(xì)度為：-10mm。
　　混合后的物料必須滿足造求需要。
　　1.2、復(fù)合溶劑型球團(tuán)
　　溶劑型球團(tuán)技術(shù)也在不斷進(jìn)步，日本較早就有該工藝，我國在該工藝的開發(fā)上還處于起步階段，起點較高，宣化某公司一致以來致力于這方面的研究，并開發(fā)出自己擁有自己知識產(chǎn)權(quán)的工藝—復(fù)合溶劑型球團(tuán)工藝。
　　復(fù)合溶劑型球團(tuán)工藝中混合機(jī)的工況為：混合物料為：鐵精粉（占83%）、赤鐵礦粉（10%）、石灰石粉（4%）、秸稈粉（2%）、膨潤土（1%）?；旌衔锪纤旨s為10%。物料細(xì)度為：鐵精粉、赤鐵礦粉為-200目占70-80%，石灰石粉為-3mm
　　秸稈粉為-80目?；旌虾蟮奈锪媳仨殱M足造求需要。
　　1.3、燒結(jié)礦
　　燒結(jié)礦的組分比較復(fù)雜，其組分有鐵精粉、煤粉、石灰石粉、有的還有高爐灰、鋼渣塵泥等。燒結(jié)礦有一混和二混兩種工況，其中一混主要是為混合，二混兼有造粒作用。
　　1.4、金屬化球團(tuán)
　　鋼鐵行業(yè)金屬化球團(tuán)名目繁多，歸納一下，大致有以下工況。
　　1.4.1、直接還原鐵
　　在煤基還原工藝中，需要對鐵精粉和煤粉以及適當(dāng)粘結(jié)劑進(jìn)行混合，該工藝中混合機(jī)的工況是：鐵精粉（占78%左右）、煤粉（18%）、粘結(jié)劑（5-6%）、混合物料水分約在5-7%左右，。物料細(xì)度為：鐵精粉為-200目占70-80%，煤粉為-50目mm，粘結(jié)劑的粘度較大。
　　1.4.2、煉鋼塵泥造塊
　　塵泥造球后一般是用來添加轉(zhuǎn)爐作為煉鋼的冷渣機(jī)使用，烘干后的塵泥水分一般在2-4%，有時需要添加一些氧化鐵皮然后還必須加上粘結(jié)劑（粘結(jié)劑可能有液體粘結(jié)劑和固體粘結(jié)劑）混合好后直接造塊。
　　1.4.3、冶金塵造塊
　　冶金塵造塊有兩種工藝，一種是添加粘結(jié)劑并混合后直接冷壓造塊，其所用混合機(jī)工況和塵泥造塊基本差不多，另一種工藝是采用直接還原方法，即添加煤粉和粘結(jié)劑混合后造塊，該工藝中其混合機(jī)工況可直接還原鐵工況基本一致。有區(qū)別的是混合物料的容重。細(xì)度上的區(qū)別。
　　以上混合機(jī)的混合效果必須滿足成型機(jī)的工況需要，在直接還原鐵行業(yè)，還必須滿足鐵精粉與煤粉的均勻混合，滿足其工藝需要。
　　2、型煤行業(yè)
　　型煤制備有多種工藝，普遍采用的是有粘結(jié)劑型煤工藝，該工藝中就必須有混合工序，即需要把煤粉和粘結(jié)劑進(jìn)行充分混合后成型。根據(jù)型煤所采用粘結(jié)劑的不同，可分冷混合和熱混合兩種，如采用腐殖酸、石油焦等，就需要熱混合，其混合溫度一般不超過150°C。
　　3、建筑行業(yè)
　　建筑行業(yè)的混合機(jī)應(yīng)用主要有兩種工況，一種是建筑沙、石灰、少量水分的“干混合”，另一種是建筑沙、石灰、、石子以及適量水分的“濕混合”。 砂漿產(chǎn)品的一項重要質(zhì)量指標(biāo)是它們的均勻度?；旌蠙C(jī)及混合過程是達(dá)到高混合均勻度的關(guān)鍵。如果加入的物料沒有被充分混合，就無法得到預(yù)期的產(chǎn)品質(zhì)量；或質(zhì)量不穩(wěn)定。混合質(zhì)量決定了最終產(chǎn)品的質(zhì)量。按生產(chǎn)方法不同分為砌筑砂漿、抹面砂漿、地坪砂漿、瓷磚黏結(jié)劑等。
　　4、飼料行業(yè)
　　飼料行業(yè)的混合物料通常是多組分的，所采用混合機(jī)工況與冶金和建筑行業(yè)顯著不同的是混合物料的容重較輕，它對混合機(jī)本身的磨蝕性也較低。
　　三、混合設(shè)備
　　通過對混合機(jī)應(yīng)用工況的分析，可知其基本應(yīng)用工況是一種或多種組分與少量固體粘結(jié)劑的混合和一種或多種組分與少量高粘度液體粘結(jié)劑的混合兩種。根據(jù)生產(chǎn)實踐，可知尤其對少量高粘度液體的混合難度，對混合機(jī)的要求也。
　　臥式強(qiáng)力混合機(jī)是洛陽凱正環(huán)保工藝設(shè)備有限公司推出專利產(chǎn)品，其技術(shù)核心主要有：（1）、混合工具結(jié)構(gòu)的獨特，有利于降低功耗和提高混合精度，（2）、動力參數(shù)選擇合理 （3）、混合工具在轉(zhuǎn)子軸上的排列有專用工裝保證其相對角度，這是獲得動、靜平衡的關(guān)鍵。
　　該混合機(jī)功耗指標(biāo)在1KW/t左右，目前單機(jī)產(chǎn)量可達(dá)400t/h。
　　當(dāng)需要添加少量高粘度液體粘結(jié)劑時，設(shè)置有液體粘結(jié)劑的霧化裝置，該裝置也是多年經(jīng)驗的積累。
　　當(dāng)需要熱態(tài)混合時，該混合機(jī)有專用的熱混結(jié)構(gòu)，可實現(xiàn)對物料的加熱和保溫。
　　其混合效果普遍較好，實現(xiàn)連續(xù)大產(chǎn)量作業(yè)，是一種全國產(chǎn)化的混合設(shè)備。
　　四、物料混合的特點簡介
　　不同膏狀物的混合主要是將待混物料反復(fù)分割并使其受到壓、輾、擠等動作所產(chǎn)生的強(qiáng)剪切作用，隨后又經(jīng)反復(fù)合并、捏合，達(dá)到所要求的混合程度。這種混合很難達(dá)到理想混合，僅能達(dá)到隨機(jī)混合。粉狀固體與少量液體混合后為膏狀物，其混合機(jī)理與膏狀物料混合的機(jī)理相同。
　　不同的熱塑性物料以及熱塑性物料與少量粉狀固體的混合，需要依靠強(qiáng)剪切和強(qiáng)對流作用，反復(fù)地揉搓和捏合，才能達(dá)到隨機(jī)混合。
　　流動性好的顆粒狀固體物主要是靠容器本身的回轉(zhuǎn)，或靠裝在容器內(nèi)運動部件的作用，反復(fù)地翻動、摻和而得以混合，這類物料也可用氣流產(chǎn)生對流或湍流以達(dá)到混合。固體顆粒的對流或湍流不易產(chǎn)生渦流，混合速度遠(yuǎn)低于液體的混合，混合程度一般也只能達(dá)到隨機(jī)混合。
　　流動性很差的、互相發(fā)生粘附的顆?；蚍蹱罟腆w，則常需用帶有機(jī)械翻動和壓、輾等動作的混合機(jī)械。
　　一般來說對于較大產(chǎn)量作業(yè)的工況，其對混合機(jī)的選擇范圍較窄，雙軸、三軸混合機(jī)一般只能用于干粉混合或調(diào)濕工況，對于混合組分差別較大或需要添加粘結(jié)劑的場合，一般只有國外設(shè)備或臥式強(qiáng)力混合機(jī)供選擇。
　　五、粉體混合質(zhì)量的定量分析
　　EYH—系列二維運動混合機(jī)或其它粉體混合設(shè)備GMP認(rèn)證工作的第四階段——性能確認(rèn)（PQ）中，提到了混合均勻度的檢測（RSD）。毫無疑問，混合均勻度是評定混合機(jī)性能的最重要指標(biāo)。
　　1、 粉體混合的含義
　　粉體混合是二種以上組份在干燥狀態(tài)或有少量液體存在下，以外力作用攪混，使其不均一性不斷降低的過程。所謂二種以上組份，可以是不同的物質(zhì)，也可以是同一物質(zhì)而有不同的物理特性：如含水率不同、顆粒直徑不同、顏色不同等等。
　　粉體混合是一個復(fù)雜的隨機(jī)過程，混合質(zhì)量的評估及測定方法一直是困擾著人們的棘手問題。隨著時代的發(fā)展，憑人的五官感覺來判定混合均勻度的日子已經(jīng)過去。用科學(xué)的、數(shù)量形式來判定混合均勻度，就是粉體混合的定量分析。要做到定量分析，必然要有取樣、檢測、統(tǒng)計分析（數(shù)據(jù)處理）幾個過程，從而得到一個單一的量值來表達(dá)混合物的均勻度。
　　2、 取樣
　　從混合物中某一位置取出少量的物料，叫“取樣”，這少量的物料叫作“觀測樣品”又稱“點樣品”，取樣的位置稱“取樣點”。
　　在同一容器內(nèi)，同一時間水平上，不同取樣點取得的樣品組成這一時間水平上的“樣本”。點樣品的個數(shù)即樣本的大小。
　　關(guān)于樣品的大小：在滿足檢測需要的量并可能對取樣點周圍物料具有代表性的前提下，樣品越小越好。樣品過大，不僅浪費物料，且對定量分析的正確性不利。
　　關(guān)于樣品個數(shù)多少（即樣本的大?。簶悠穫€數(shù)越多，即樣本越大，定量分析結(jié)果越可靠，誤差率越小。但迄今為止，確定樣品個數(shù)尚未研究出來。據(jù)美國化學(xué)工程協(xié)學(xué)建議，要求5~15個樣品，也有人認(rèn)為至少需要20個乃至50個樣品。我國習(xí)慣上取5~10個樣品。關(guān)于取樣點位置，在物料處于靜止?fàn)顟B(tài)下取樣時，取樣點應(yīng)盡可能均布在物料的各個位置。如果能在混合物的運動流中取樣，則比靜止?fàn)顟B(tài)下取樣所得出分析結(jié)果要準(zhǔn)確。所以，在條件許可的情況下（如混合時間已經(jīng)確定），在混合器出口物流中取樣的辦法好。
　　3、 檢測
　　將取得樣品，用化學(xué)或物理的方法，測定各組分（尤其是關(guān)鍵組分——示蹤物）的含量：
　　X。如果樣品個數(shù)是5，則檢測到5個結(jié)果：X1；X2；X3；X4；X5。關(guān)于檢測方法，應(yīng)由組分的性質(zhì)，混合的目的和實際條件來決定。
　　四、 統(tǒng)計分析
　　將上述檢測結(jié)果，用統(tǒng)計學(xué)的方法，進(jìn)行計算，得出單一的數(shù)值，來評估混合物的混合質(zhì)量，叫統(tǒng)計分析法。
　　1. 算術(shù)平均值，又稱樣本均值：X
　　X= — Σxi
　　式中：n——點樣品數(shù)（樣本大?。?/span>
　　Xi——第i個樣品測得的參數(shù)。如質(zhì)量、含水量、顆粒數(shù)等。
　　2. 方差：σ2
　　σ2 = —— Σ（Xi — X）2
　　3. 標(biāo)準(zhǔn)偏差，又稱SD（Standard Deviation的縮寫）：σ
　　σ=√σ2 =√——Σ（Xi – X）2
　　在20世紀(jì)40年代以前，一直用σ來定義（評估）粉體混合質(zhì)量，σ值越小，混合越均勻。然而，實踐表明，這一定義在某些情況下很不，誤差較大。英國粉體工程權(quán)威N.哈恩貝在其專著“工業(yè)中的混合過程”（中國石化出版社1991）說過這樣一句話：“……由樣品中得到的實踐方差（σ2）數(shù)值沒有多大價值，除非與極限方差值可以關(guān)聯(lián)”。
　　4. 相對標(biāo)準(zhǔn)偏差，又稱RSD（Relative Standard Deviatio）：V
　　V有很多種算法，以下僅提供2個常用算法。
　　算法1：V= ×100%
　　算法2：V= （×100%）
　　5、一種簡單的定量分析方法
　　實踐中，囿于檢驗設(shè)備的限制，有時難以實現(xiàn)對混合各組分進(jìn)行定量分析，這里介紹一種簡單的混合均勻度定量分析方法，可用于對混合均勻度進(jìn)行粗略分析。
　　按照上述2中介紹的方法進(jìn)行取樣，要求，取樣體積相同，然后對其進(jìn)行稱重，對各取樣進(jìn)行重量比較，并與理論重量進(jìn)行比較，根據(jù)其差值來判斷混合均勻度，理論上，當(dāng)混合均勻時，相同體積的樣品，其重量也應(yīng)一樣。
　　對各樣本與理論重量的偏差按統(tǒng)計分析的方法，計算其不均勻度。
　　六、結(jié)語
　　混合工況和混合效果要求千差萬別，所需求的混合設(shè)備也是多種多樣，從目前的混合裝備看，其性能還不能很好適應(yīng)各種混合工況的要求，因此更為高效可靠的混合設(shè)備開發(fā)是急需解決的問題，尤其是對少量該粘度液體與粉體的大產(chǎn)量作業(yè)混合更是急需攻關(guān)的難題。
　　混合效果的定量分析也是需要解決的問題，目前多采用的是粗略的分析方法，這是不能適應(yīng)工業(yè)生產(chǎn)的要求的。