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粉體分級技術初探及基本概念解析
2015年05月11日 發布 分類:粉體加工技術 點擊量:3454
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一、粉體分級的基本概念

在現代各工業領域的使用中,往往要求超細粉體產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品達到了粒度要求,而另一部分產品卻未達到粒度要求,如果不將這些已達到要求的產品及時分離出去,而將它們與末達到要求的產品一道再粉碎,則會造成能源浪費和部分產品的過粉碎問題。為此,在超細粉體生產過程中要對產品進行分級處理。一方面控制產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到要求的產品及時地被分離出去。這種將有效的粒度分布范圍的粉體分選出來的工藝環節就叫做粉體分級。

 

二、常見粉體分級方法

對普通粉體的分級通常是采用篩分法,然而目前最細的篩網孔徑也只有20μm左右(600目左右),再考慮到實際篩分過程中超細粉體對篩孔的堵塞問題,因此,在實際生產中超過325目的篩網用于干粉分級無實際工業化使用的意義。采用普通的常規篩分技術及設備無法對超細粉體進行分級處理,必須研究新的超細粉體分級設備及技術。到目前為止,已研究成功和正在研究并公開報導的超細粉體的分級方法較多,但分級效果較理想的技術和設備并不多。

根據被分級物料的狀態可分為干法分級和濕法分級。新近又研究了一種介于干法分級和濕法分級之間的分級方法,即超臨界分級。另外,根據分級力場的不同,分級方法又可分為:重力場分級、離心力場分級、慣性力場分級、電場力分級、磁場力分級、熱梯度力場分級以及色譜分級等。對超細粉體的分級必須根據超細粉體的不同特性,利用各種合適的力場對超細粉體進行有效的分級,才能獲得滿意的分級產品。超細粉體的分級方法可根據其使用的設備類型不同分為:旋流式分級、干式機械分級(如葉輪式,渦流式等)、碟式分級、臥螺式分級、靜電場分級、超臨界分級等。

 

三、粉體分級技術的評價指標

在討論和評判粉體分級技術時,經常會遇到“分級效率”、“分級精度”、“分級極限”及“分組粒釋”等基本概念。以下將對這些基本概念講行定義和解釋。 

1、分級效率與分級精度

分級效率是評判一種分級方法優劣的重要指標,在工業化應用中,這一指標十分重要。對于某一分級方法即使分級出的產品分布范圍很窄,但分級效率很低,在工業化生產中仍無實際應用價值。分級效率通常有如下幾種表示方法,即部分分級效率、總分級效率、牛頓分級效率、分級精度(又稱銳度)、理查德分級效率和粒級效率曲線等。

2、各種分級效率與分級精度表達方法的評價與建議

評價分級效果的優劣由分級效率來衡量。理想分級是把顆粒在分級點徹底地分開,即小于分級粒徑的顆粒不混雜在粗粒產品中,大于分級粒徑的顆粒不混雜在細粒產品中,這時分級效率應為100%。如果僅把原樣分成兩部分,每部分的粒度分布均與原樣完全相同,這稱之為分別,分割的分級效率就視為0%。然而,實際分級是介于兩者之間,衡量分級效果優劣的分級效率,要能定量確定分級的清晰程度,并能全面完整地評價真實分級效果。研究及實際應用表明,牛頓分級效率計算法,符合理想分級時效率為100%,分割時效率為0%,是比較好的分級效率計算法。

3、分級極限與分級粒徑

分級極限在粉體分級技術的討論及生產中經常遇到。眾所周知,不同的分級設備有不同的分級極限,但如何定義分級極限,在粉體界的理解及說法不一。在有些文章中,將分級極限與分離極限經常互用,這在一些特定情況是可行的,而在某些情況則是不妥當的。作者根據多年的研究以及與工業界的接觸,在工程上通常理解為,分級極限是指某一特定設備對粉體進行分級時,實際所能獲得的最小粒度限度。因此,在工程上往往將它與分級設備所能達到的最小分級粒徑相聯系,有時甚至互用。分級粒徑有時又稱切割粒徑或中位分離點,它是評判某一分級設備技術性能的一個很重要的指標,也是實際生產中設備選型的一個重要依據。

 

10年來,超細粉碎技術和精細分級技術發展迅速,超細粉碎設備的發展離不開精細分級設備的配套發展。因此深入研究粉體分級技術,提高粉碎設備單機生產能力、降低單位產品能耗以滿足現代高技術、新材料產業發展需求,成為了粉體行業的熱點之一。隨著現代相關產業的進一步發展,預計未來精細分級技術仍將以較快的速度發展。

(粉體圈 作者:梧桐)

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