貝捷環(huán)保：粉體分級及超細(xì)粉體概述

貝捷環(huán)保：粉體分級及超細(xì)粉體概述

超細(xì)粉原料不僅是制備結(jié)構(gòu)材料的基礎(chǔ)，它本身也是一種具有特殊功能的材料，為精細(xì)陶瓷、電子元件、生物工程處理、新型復(fù)印材料、優(yōu)質(zhì)耐火材料以及與精細(xì)化工有關(guān)的材料等許多領(lǐng)域所必須。隨著超細(xì)粉體在現(xiàn)代工業(yè)越來越廣泛的應(yīng)用，超細(xì)粉體分級技術(shù)在粉體加工中的地位越來越重要。

一、分級的目的及意義

目前，利用機(jī)械方法生產(chǎn)的超細(xì)粉體，很難使物料一次通過機(jī)械粉碎就能達(dá)到所需粒度的要求，產(chǎn)品往往處于一較大的粒度分布范圍。而在現(xiàn)代各工業(yè)領(lǐng)域的使用中，往往要求超細(xì)粉體產(chǎn)品處于一定的粒度分布范圍。另外，在粉碎過程中，粉體中往往只有一部分產(chǎn)品達(dá)到了粒度要求，而另一部分產(chǎn)品卻未能達(dá)到粒度要求，如果不將這些已達(dá)到要求的產(chǎn)品及時分離出去，而將它們與未達(dá)到要求的產(chǎn)品一道再粉碎，則會造成能源浪費和部分產(chǎn)品的過粉碎問題。為此，在超細(xì)粉體生產(chǎn)過程中要對產(chǎn)品進(jìn)行分級處理。一方面控制產(chǎn)品粒度處于所需分布范圍，另一方面使混合粉料中粒度已達(dá)到要求的產(chǎn)品及時地被分離出去。

二、超細(xì)分級原理

目前較常見的分級方法是基于重力場和離心力場進(jìn)行分級。

重力場分級原理是最古老、最經(jīng)典也是較完善的理論，其理論基礎(chǔ)是根據(jù)層流狀態(tài)下的斯托克斯定律。在分級過程中，假設(shè)流場是按層流狀態(tài)進(jìn)行，并假設(shè)超細(xì)固體顆粒呈球形，在介質(zhì)中是自由沉降。這些與實際情況都有較大差異。在離心力場中，顆粒可獲得比重力加速大得多的離心加速度，故同樣的顆粒在離心場中的沉降速度遠(yuǎn)大于重力場情形，換言之，即使較小的顆粒也能獲得較大的沉降速度。

此外，超細(xì)粉體分級按所用介質(zhì)可分為干法分級與濕法分級。干法分級的特點是用空氣作流體,成本較低,方便易行,但它有兩個不足,一是易造成空氣污染,二是分級的精度不高。濕法分級用液體作為分級介質(zhì),存在較多的后處理問題,即分級后的粉體需要脫水、干燥、分散廢水處理等,但它有著分級精度高、無爆炸性粉塵等特點。

三、超細(xì)分級設(shè)備

迄今為止，超細(xì)分級設(shè)備可謂百花齊放。按流體介質(zhì)的不同可分為干式分級和濕式分級，在干式分級中，根據(jù)分級原理的不同又可分為重力式、離心式、慣性式等種類。

1.重力式超細(xì)分級機(jī)

重力式超細(xì)分級機(jī)是利用不同粒徑的顆粒在重力場中沉降速度不同而進(jìn)行分級的。重力式分級機(jī)有水平流型和垂直流型兩種類型。

2.慣性分級機(jī)

顆粒運動時具有一定的動能，運動速度相同時，質(zhì)量大者其動能也大，即運動慣性大。當(dāng)他們受到改變其運動方向的作用時，由于慣性的不同會形成不同的運動軌跡，從而實現(xiàn)大小顆粒的分級。目前，這種分級機(jī)的分級粒度已能達(dá)到1μm，若能有效避免顆粒團(tuán)聚和分級室內(nèi)渦流的存在，分級粒徑可望達(dá)到亞微米級，分級精度和分級效率也會明顯提高。

3.離心式分級機(jī)

離心式分級機(jī)由于易于產(chǎn)生遠(yuǎn)強(qiáng)于重力場的離心力場，因而是迄今為止開發(fā)較多的一類超細(xì)分級機(jī)。按照離心力場中流型的不同，可分為自由渦型和強(qiáng)制渦型兩類。常見的自由渦型（或準(zhǔn)自由渦型）有DS型分級機(jī)、SLT型分級機(jī)等；強(qiáng)制渦型分級機(jī)有MC型分級機(jī)、MS型分級機(jī)、MSS型分級機(jī)、ATP分級機(jī)、MP型分級機(jī)、渦輪分級機(jī)等。

4.射流分級機(jī)

射流分級機(jī)是集慣性分級、迅速分級和微細(xì)顆粒的附壁效應(yīng)（Coanda效應(yīng)）等原理于一身進(jìn)行超細(xì)分級的分級設(shè)備。簡單的講Coanda效應(yīng)就是微細(xì)顆粒具有的隨氣流沿彎曲壁面運動的特性。射流分級機(jī)與其他分級機(jī)相比具有以下特點：

（1）分級部分無運動部件，維護(hù)工作量小，工作可靠。

（2）噴射射流可使粉體得到良好的預(yù)分散。

（3）顆粒一經(jīng)分散，立即進(jìn)入分級機(jī)進(jìn)行迅速分級，最大限度地避免了顆粒的二次團(tuán)聚。

（4）可獲得多級產(chǎn)品，各級產(chǎn)品的粒度可通過分級刀刃角度和出口壓力來靈活調(diào)節(jié)。

（5）分級效率和分級粒度高。

四、超細(xì)分級應(yīng)注意的問題

1.分級作業(yè)與物料性質(zhì)

待分級粉體的物理性質(zhì)是影響分級過程的重要因素之一。如對于磨蝕性強(qiáng)的粉體，應(yīng)采用耐磨材料或加耐磨內(nèi)襯；對于鐵污染要求嚴(yán)格的粉體應(yīng)采用鐵絕緣內(nèi)襯以防止因粉體的沖刷而帶人鐵質(zhì)。

2.粉體的預(yù)分散

粉體分散不好,團(tuán)聚的細(xì)顆粒往往表現(xiàn)為粗顆粒性質(zhì)。為了達(dá)到優(yōu)良的分級效果,將顆

粒充分分散是分級技術(shù)的重要體現(xiàn)。其中選擇正確的分散劑既有助于提高超細(xì)分級作業(yè)的效率，又不影響粉體的性能。

3.分級區(qū)流暢

分級區(qū)流暢是關(guān)系到分級過程成敗的關(guān)鍵，無論何種分級力場，其共同要求是具有強(qiáng)有力的分級能力、分級面清晰、分級迅速等。除此外，還要求最大限度地減小或避免渦流的存在，即要求流線形式的單一性。

小結(jié)

粉體行業(yè)作為多學(xué)科、多專業(yè)的橫向交叉行業(yè),近年來受到各個行業(yè)的重視,超細(xì)粉體分級技術(shù)也得到迅速的發(fā)展，但隨著現(xiàn)代高技術(shù)和新材料產(chǎn)業(yè)的迅速發(fā)展，超細(xì)粉體分級技術(shù)存有問題及面臨的挑戰(zhàn)也日顯突出。因此，加強(qiáng)對超細(xì)分級技術(shù)及設(shè)備的研究十分必要。

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文章來源于粉體網(wǎng)