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粉体分级技术初探及基本概念解析
2015年05月11日 发布 分类:粉体加工技术 点击量:3488
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一、粉体分级的基本概念

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,而将它们与末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。这种将有效的粒度分布范围的粉体分选出来的工艺环节就叫做粉体分级。

 

二、常见粉体分级方法

对普通粉体的分级通常是采用筛分法,然而目前最细的筛网孔径也只有20μm左右(600目左右),再考虑到实际筛分过程中超细粉体对筛孔的堵塞问题,因此,在实际生产中超过325目的筛网用于干粉分级无实际工业化使用的意义。采用普通的常规筛分技术及设备无法对超细粉体进行分级处理,必须研究新的超细粉体分级设备及技术。到目前为止,已研究成功和正在研究并公开报导的超细粉体的分级方法较多,但分级效果较理想的技术和设备并不多。

根据被分级物料的状态可分为干法分级和湿法分级。新近又研究了一种介于干法分级和湿法分级之间的分级方法,即超临界分级。另外,根据分级力场的不同,分级方法又可分为:重力场分级、离心力场分级、惯性力场分级、电场力分级、磁场力分级、热梯度力场分级以及色谱分级等。对超细粉体的分级必须根据超细粉体的不同特性,利用各种合适的力场对超细粉体进行有效的分级,才能获得满意的分级产品。超细粉体的分级方法可根据其使用的设备类型不同分为:旋流式分级、干式机械分级(如叶轮式,涡流式等)、碟式分级、卧螺式分级、静电场分级、超临界分级等。

 

三、粉体分级技术的评价指标

在讨论和评判粉体分级技术时,经常会遇到“分级效率”、“分级精度”、“分级极限”及“分组粒释”等基本概念。以下将对这些基本概念讲行定义和解释。 

1、分级效率与分级精度

分级效率是评判一种分级方法优劣的重要指标,在工业化应用中,这一指标十分重要。对于某一分级方法即使分级出的产品分布范围很窄,但分级效率很低,在工业化生产中仍无实际应用价值。分级效率通常有如下几种表示方法,即部分分级效率、总分级效率、牛顿分级效率、分级精度(又称锐度)、理查德分级效率和粒级效率曲线等。

2、各种分级效率与分级精度表达方法的评价与建议

评价分级效果的优劣由分级效率来衡量。理想分级是把颗粒在分级点彻底地分开,即小于分级粒径的颗粒不混杂在粗粒产品中,大于分级粒径的颗粒不混杂在细粒产品中,这时分级效率应为100%。如果仅把原样分成两部分,每部分的粒度分布均与原样完全相同,这称之为分别,分割的分级效率就视为0%。然而,实际分级是介于两者之间,衡量分级效果优劣的分级效率,要能定量确定分级的清晰程度,并能全面完整地评价真实分级效果。研究及实际应用表明,牛顿分级效率计算法,符合理想分级时效率为100%,分割时效率为0%,是比较好的分级效率计算法。

3、分级极限与分级粒径

分级极限在粉体分级技术的讨论及生产中经常遇到。众所周知,不同的分级设备有不同的分级极限,但如何定义分级极限,在粉体界的理解及说法不一。在有些文章中,将分级极限与分离极限经常互用,这在一些特定情况是可行的,而在某些情况则是不妥当的。作者根据多年的研究以及与工业界的接触,在工程上通常理解为,分级极限是指某一特定设备对粉体进行分级时,实际所能获得的最小粒度限度。因此,在工程上往往将它与分级设备所能达到的最小分级粒径相联系,有时甚至互用。分级粒径有时又称切割粒径或中位分离点,它是评判某一分级设备技术性能的一个很重要的指标,也是实际生产中设备选型的一个重要依据。

 

10年来,超细粉碎技术和精细分级技术发展迅速,超细粉碎设备的发展离不开精细分级设备的配套发展。因此深入研究粉体分级技术,提高粉碎设备单机生产能力、降低单位产品能耗以满足现代高技术、新材料产业发展需求,成为了粉体行业的热点之一。随着现代相关产业的进一步发展,预计未来精细分级技术仍将以较快的速度发展。

(粉体圈 作者:梧桐)

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