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粉体行业常用分级方法简介
2015年05月25日 发布 分类:粉体加工技术 点击量:4570
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分级是利用颗粒粒径、密度、形状、化学成分等特性的不同而把颗粒分为不同的几个部分。分级技术是一门涉及机械、材料、化工以及流体力学等多学科的高新技术。目前工业上大规模使用的常见粉体分级的方法可简单的分为两种类型:用筛子筛分和在流体中进行分级。

 

一、筛子筛分

把固体颗粒置于具有一定大小孔径或缝隙的筛面上,使通过筛孔的成为筛下料,被截留在筛面上的成为筛上料,这种分级方法称为筛分。筛分在操作按物料含水分的不同,分为干法筛分和湿法筛分。在筛分过程中,物料通过筛孔,其必要条件就是颗粒的大小一定要比筛孔小,同时颗粒还要有通过筛孔的机会。而其充分条件是颗粒与筛面之间要保持一定形式的相对运动。为了说明筛分质量,引入了筛分效率的概念,即筛下料与总入筛料质量的百分比。工业上实际操作的平均筛分效率约为70%~80%,这与颗粒与筛面的相对运动,料层的厚薄,筛孔形状和有效面积比,物料颗粒的大小分布规律和颗粒形状,过细颗粒的含量以及物料含水率等有关。

 

筛分机械或设备的工作是筛面。筛面结构有格子筛(又称栅筛)、板筛(又称筛板)、编织筛(又称网筛)等多种,格子筛与板筛用于筛分块、粒状物料,编织筛用于筛分粉料或浆料。运动着的筛面由于加强了颗粒与筛孔之间的相对运动,必然会强化筛分效率与处理能力,所以工业上筛分设备的分类,实际上是按筛面的运动方式来划分的。

 

筛分设备分类:

1、振动筛:旋摆运动、直线运动、圆运动

2、摇动筛:旋动和直线摇动筛

3、回转筛:圆筒筛、圆锥筛、角柱筛、角锥筛

4、固定筛:弧形筛、格筛、棒条筛

 

二、流体分级

筛分作业要受筛网制作的限制,其筛分粒径下限为37μm。即使是37μm以上100μm以下的筛分作业,其处理量少时准确程度也不可靠,因此,对于100μm以下的物料,则要根据不同粒径颗粒在流体(通常是气体)中受到离心力、重力、惯性力等的作用而产生不同的运动轨迹,从而实现不同粒径颗粒的分级。如果利用的流体是空气时称干法分级,利用水时则称为湿法分级。

 

流体分级机按其是否具有运动部件可分为两类:

 

1、静态分级机:分级机中无运动部件,这类分级机构造简单,不需动力,运行成本低,操作及维修较方便,但分级精度不高,不适于精密分级。

2、动态分级机:分级机中有运动部件,主要指各种涡轮式分级机,这类分级机构造复杂,需要动力,能耗较高,但分级精度较高,切割粒径调节方便,只要调节叶轮旋转速度就能改变分级机的切割粒径,适于精密分级。

 

流体分级机按照分级介质可分为湿法和干粉分级机两类:

1、干法分级(气流分级)是目前超细分级设备和工艺研发的主流。现在主要的干式超细分级设备大多采用离心或惯性力场的空气分级机,其原理在于根据颗粒的比重、粒度和和形状在空气中所受重力和介质阻力的不同,因而具有不同的沉降末速来进行的。超细颗粒分级的关键一环是颗粒的分散,在干式分级中,利用气流的急剧加速,使大小颗粒所受到的作用力不同而使得团聚的颗粒分散,或者利用剪切流场的速度差使粉料分散,也有采用障碍物的冲击而达到分散的目的。

 

2、湿法分级:简单的描述,湿法分级是利用粉体颗粒在液体中向下沉降,而液体逆着粉体颗粒沉降方向流动,使粉体颗粒依照干扰沉降速度之差,或向上运动,或向下沉降。由于以液体为分散介质,流量、流速、压力等参数较易控制,均匀分散效果也较好,分级精度和效率较高(可达微米甚至亚微米的分级粒径)。湿法分级存在的难题是固液分离问题,干燥后粉体结块和板结问题。分级后粉体的后处理过程较复杂在一定程度上制约了湿法分级的工业化发展。

 

小结:筛分分级、流体分级技术可以说各有所长,一般来说筛分分级设备技术成本低,分级效率、分级精度也较高,主要的不足之处在于对于超细粉体的分级有些力不从心。流体分级设备则技术门槛较高,但是适用领域广泛,具备对超细粉体进行精细分级的能力。在粉体工业快速向超细粉体生产过渡的大前提下,流体分级设备逐渐成为了分级设备的主流。

 

(粉体圈 作者:梧桐)


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