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超细粉体分级概述

黑金
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楼主 发表于:2016-08-08 16:55:10
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超细粉体分级概述

超细粉原料不仅是制备结构材料的基础,它本身也是一种具有特殊功能的材料,为精细陶瓷、电子元件、生物工程处理、新型复印材料、优质耐火材料以及与精细化工有关的材料等许多领域所必须。随着超细粉体在现代工业越来越广泛的应用,超细粉体分级技术在粉体加工中的地位越来越重要。

一、分级的目的及意义

目前,利用机械方法生产的超细粉体,很难使物料一次通过机械粉碎就能达到所需粒度的要求,产品往往处于一较大的粒度分布范围。而在现代各工业领域的使用中,往往要求超细粉体产品处于一定的粒度分布范围。另外,在粉碎过程中,粉体中往往只有一部分产品达到了粒度要求,而另一部分产品却未能达到粒度要求,如果不将这些已达到要求的产品及时分离出去,而将它们与未达到要求的产品一道再粉碎,则会造成能源浪费和部分产品的过粉碎问题。为此,在超细粉体生产过程中要对产品进行分级处理。一方面控制产品粒度处于所需分布范围,另一方面使混合粉料中粒度已达到要求的产品及时地被分离出去。

二、超细分级原理

目前较常见的分级方法是基于重力场和离心力场进行分级。

重力场分级原理是最古老、最经典也是较完善的理论,其理论基础是根据层流状态下的斯托克斯定律。在分级过程中,假设流场是按层流状态进行,并假设超细固体颗粒呈球形,在介质中是自由沉降。这些与实际情况都有较大差异。在离心力场中,颗粒可获得比重力加速大得多的离心加速度,故同样的颗粒在离心场中的沉降速度远大于重力场情形,换言之,即使较小的颗粒也能获得较大的沉降速度。

此外,超细粉体分级按所用介质可分为干法分级与湿法分级。干法分级的特点是用空气作流体,成本较低,方便易行,但它有两个不足,一是易造成空气污染,二是分级的精度不高。湿法分级用液体作为分级介质,存在较多的后处理问题,即分级后的粉体需要脱水、干燥、分散废水处理等,但它有着分级精度高、无爆炸性粉尘等特点。

三、超细分级设备

迄今为止,超细分级设备可谓百花齐放。按流体介质的不同可分为干式分级和湿式分级,在干式分级中,根据分级原理的不同又可分为重力式、离心式、惯性式等种类。

1.重力式超细分级机

重力式超细分级机是利用不同粒径的颗粒在重力场中沉降速度不同而进行分级的。重力式分级机有水平流型和垂直流型两种类型。

2.惯性分级机

颗粒运动时具有一定的动能,运动速度相同时,质量大者其动能也大,即运动惯性大。当他们受到改变其运动方向的作用时,由于惯性的不同会形成不同的运动轨迹,从而实现大小颗粒的分级。目前,这种分级机的分级粒度已能达到1μm,若能有效避免颗粒团聚和分级室内涡流的存在,分级粒径可望达到亚微米级,分级精度和分级效率也会明显提高。

3.离心式分级机

离心式分级机由于易于产生远强于重力场的离心力场,因而是迄今为止开发较多的一类超细分级机。按照离心力场中流型的不同,可分为自由涡型和强制涡型两类。常见的自由涡型(或准自由涡型)有DS型分级机、SLT型分级机等;强制涡型分级机有MC型分级机、MS型分级机、MSS型分级机、ATP分级机、MP型分级机、涡轮分级机等。

4.射流分级机

射流分级机是集惯性分级、迅速分级和微细颗粒的附壁效应(Coanda效应)等原理于一身进行超细分级的分级设备。简单的讲Coanda效应就是微细颗粒具有的随气流沿弯曲壁面运动的特性。射流分级机与其他分级机相比具有以下特点:

(1)分级部分无运动部件,维护工作量小,工作可靠。

(2)喷射射流可使粉体得到良好的预分散。

(3)颗粒一经分散,立即进入分级机进行迅速分级,最大限度地避免了颗粒的二次团聚。

(4)可获得多级产品,各级产品的粒度可通过分级刀刃角度和出口压力来灵活调节。

(5)分级效率和分级粒度高。

四、超细分级应注意的问题

1.分级作业与物料性质

待分级粉体的物理性质是影响分级过程的重要因素之一。如对于磨蚀性强的粉体,应采用耐磨材料或加耐磨内衬;对于铁污染要求严格的粉体应采用铁绝缘内衬以防止因粉体的冲刷而带人铁质。

2.粉体的预分散

粉体分散不好,团聚的细颗粒往往表现为粗颗粒性质。为了达到优良的分级效果,将颗

粒充分分散是分级技术的重要体现。其中选择正确的分散剂既有助于提高超细分级作业的效率,又不影响粉体的性能。

3.分级区流畅

分级区流畅是关系到分级过程成败的关键,无论何种分级力场,其共同要求是具有强有力的分级能力、分级面清晰、分级迅速等。除此外,还要求最大限度地减小或避免涡流的存在,即要求流线形式的单一性。

小结

粉体行业作为多学科、多专业的横向交叉行业,近年来受到各个行业的重视,超细粉体分级技术也得到迅速的发展,但随着现代高技术和新材料产业的迅速发展,超细粉体分级技术存有问题及面临的挑战也日显突出。因此,加强对超细分级技术及设备的研究十分必要。

 


z279055160
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z279055160 发表于:2016-08-21 15:28:29
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