www.188betkr.com 讯分级技术作为粉体材料制备及加工的重要组成部分,对粉体材料的生产起着至关重要的作用。近年来,随着现代高技术和新材料行业的发展,微细粉体工业发展十分迅猛,超细粉体的应用已深入到国内各个行业,对于粉体颗粒细度以及产量的需求日益增加,实现粉体颗粒的超细化分级也越来越难。用传统粉碎已经很难一次性获得合格的粉体,必须要通过分级技术来将合格目标粒度的产品分离出来,因此,分级技术成为了机械法制备微细粉体的关键。
粉体分级技术
粉体分级技术是通过颗粒的物理特性(如粒径、密度、形状等)差异,在特定力场(离心力、重力、惯性力等)作用下实现颗粒群分离的过程。其核心目标是避免过粉碎、提升产品均匀性,广泛应用于化工、食品、矿物加工、医药等领域。根据介质不同,分为湿法分级(水介质)与干法分级(空气介质),其中干法分级因效率高、操作便捷成为主流技术。
(1)湿法分级
湿式分级设备的分级介质主要为水,利用水力进行分级的方法最明显的优点是利于颗粒的分散,因为粉体颗粒在水中静电等相互作用力被削弱,不易产生颗粒团聚现象,可以产生较好的分级效果。但其也有十分明显的缺点,经过分级后的粉体颗粒由于被水润湿,后续还需要进行固液分离、干燥等操作才能得到成品,然而在此过程中难免会导致粉体的再次团聚、结块,增加了产品的后续处理成本消耗。湿法分级主要有两种形式:重力沉降式与离心式分级。
重力沉降式的湿式分级法是依靠重力与阻力进行分级的一种方法。在分级设备中,分级介质横向流动,待分级粉体从进料口进入介质,之后在介质中不断分散并沉降,不同大小或质量的颗粒沉降快慢有差异,同时介质的流动也给粉体颗粒一个横向的速度,不同大小的颗粒受到的横向力不同导致横向速度也不同,因此不同粒径的颗粒形成了不同的运动路线。在颗粒落入底部时,会根据粒径大小均匀的分布,在底部设置多室结构,能够将待分级原料按照粒径差别分为若干个等级,从而实现多级别的分级过程。
重力沉降式分级原理图
离心式的湿式分级法是一种依靠不同粒径颗粒所受离心力不同而实现粗细分级的方法。待分级的矿浆颗粒通过砂泵从给料口以一定速度沿切向经入到旋流器腔体中,颗粒进入到腔体中遇到腔壁时会做旋转运动,较粗较重的颗粒由于质量更大、所受的离心力更大,会在离心力作用下不断涌向外侧堆积,接着在重力的影响下顺着下方的锥形腔体螺旋下降,最后从沉砂口离开腔体。而较细的颗粒由于所受的离心力较小,在还未来得及到达壁面时便会被边缘不断堆积的粗颗粒所阻挡停留在靠近中心的区域。由此从旋流器中心至边缘,形成了从小颗粒到粗颗粒的均匀排布,以此实现不同粒径颗粒的分级。最后通过不断地进料,边缘的粗颗粒不断堆积,中心细小颗粒受到不断地挤压便会从上端的溢流口溢出被收集,细小颗粒便被成功分离。
水力旋流器的工作原理图
(2)干法分级
干法分级是一种以空气为分级介质的分级方法,由于没有经过水的润湿,粉体在分级后无需进行脱水、烘干、分散等后续处理操作。目前干法分级是主流的一种分级形式。根据粉体颗粒在分级过程中所受力的种类不同,干式分级法可分为重力分级法、惯性分级法和离心力分级法。
重力分级设备和惯性分级设备都分别有着不同的结构形式,但惯性分级法和重力分级法原理基本类似:不同质量的颗粒惯性不同,在分级设备中会产生不一样的运动路线,惯性分级法就是通过这种原理达到分级目的;重力分级是根据不同质量的颗粒在重力影响下沉降速度的差异,在分级设备中形成不同的运动路线而实现分级。
干法分级的两种形式
离心力分级法中颗粒所受的力有气流曳力与离心力,在这两个力的作用下不同粗细的颗粒向不同的方向运动而被区别开。根据产生回转离心力方法的不同,离心力分级设备还可细分为几种不同结构形式,以适用于不同的应用场合。目前靠离心力分级的设备是应用最广最常见的一种动态分级设备。
参考来源:
1、胡寿高.粉体分级机气固两相流数值模拟及结构设计研究
2、李兴帅.超细粉体输运及气力分级装置的设计和研究
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