超細粉料不僅是制備結構材料的基礎,其本身也是一種具有特殊功能的材料,為精細陶瓷、電子元件、生物工程處理、新型打印材料、優(yōu)*耐火材料以及與精細化工有關(guān)的材料等許多領(lǐng)域所必需。隨著(zhù)超細粉體在現代工業(yè)越來(lái)越廣泛的應用,粉體分級技術(shù)在粉體加工中的地位越來(lái)越重要。
1、分級的意義
在粉碎過(guò)程中,往往只有一部分粉體達到粒度要求,如不將已經(jīng)達到要求的產(chǎn)品及時(shí)分離出去,而與未達到粒度要求的產(chǎn)品一起再粉碎,則會(huì )造成能源浪費和部分產(chǎn)品的過(guò)粉碎問(wèn)題。
此外,顆粒細化到一定程度后,出現粉碎與團聚的現象,甚*因顆粒團聚變大而使粉碎工藝惡化。為此,在超細粉體制備過(guò)程中要對產(chǎn)品進(jìn)行分級,一方面控制產(chǎn)品粒度處于所需的分布范圍,另一方面使混合物料中粒度已達到要求的產(chǎn)品及時(shí)分離出來(lái),使粗粒返回再粉碎,以提高粉碎效率降低能耗。
隨著(zhù)所需粉體細度的提高和產(chǎn)量的增加,分級技術(shù)的難度也越來(lái)越高,粉體分級問(wèn)題已成為制約粉體技術(shù)發(fā)展的關(guān)鍵,是粉體技術(shù)中*重要的基礎技術(shù)之*。因此,對超細粉體分級技術(shù)與設備的研究十分必要。
2、分級的原理
廣義的分級是利用顆粒粒徑、密度、顏色、形狀、化學(xué)成分、磁性、放射性等特性的不同而把顆粒分為不同的幾個(gè)部分。狹義的分級是根據不同粒徑顆粒在介質(zhì)(通常采用空氣和水)中受到離心力、重力、慣性力等的作用,產(chǎn)生不同的運動(dòng)軌跡,從而實(shí)現不同粒徑顆粒的分級。
3、分級機的分類(lèi)
按所用介質(zhì)可分為干法分級(介質(zhì)為空氣)與濕法分級(介質(zhì)為水或其它液體)。干法分級的特點(diǎn)是用空氣作流體,成本較低,方便易行,但它有兩個(gè)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(wèn)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(zhù)分級精度高、無(wú)爆炸性粉塵等特點(diǎn)。
按是否具有運動(dòng)部件可劃分為兩大類(lèi):
(1)靜態(tài)分級機:分級機中無(wú)運動(dòng)部件,如重力分級機、慣性分級機、旋風(fēng)分離器、螺旋線(xiàn)式氣流分級機和射流分級機等。這類(lèi)分級機構造簡(jiǎn)單,不需動(dòng)力,運行成本低。操作及維護較方便,但分級精度不高,不適于精密分級。
(2)動(dòng)態(tài)分級機:分級機中具有運動(dòng)部件,主要指各種渦輪式分級機。這類(lèi)分級機構造復雜,需要動(dòng)力,能耗較高,但分級精度較高,分級粒徑調節方便,只要調節葉輪旋轉速度就能改變分級機的切割粒徑,適于精密分級。
4、分級的關(guān)鍵問(wèn)題
對于任何分級方法而言,要想取得較好的分級效果,關(guān)鍵是如何提高分級物料的分散性和選擇合適的分級力場(chǎng)。
物料經(jīng)超細化后呈現與原物料不同的性質(zhì),首先是比表面增大,表面能升高;其次表面原子或離子數的比例大大提高,使其表面活性增加,粒子之間引力增大或由于外來(lái)雜質(zhì)如水分的作用而易于聚集;超細粒子也易在粉碎過(guò)程中由于碰撞吸收或粉碎后由于靜電等作用力而聚集在大粒子上,無(wú)論在空氣中還是在液相中均易生成粒徑較大的二次顆粒,這使得對超細產(chǎn)品的分級比普通產(chǎn)品分級更加困難。
因此分級的首要任務(wù)是分散粒子,使其處于單分散狀態(tài),從而提高粉體的流散性,即超細粉體的基礎在于粉體粒子的分散??梢哉f(shuō),充分的分散可使分級過(guò)程事半功倍。
解決了粉體粒子的分散之后,另一個(gè)更大的難題是如何設計穩定、可調節的力場(chǎng)。理想的分級力場(chǎng)應該具有分級力強、流場(chǎng)穩定及分級迅速等性質(zhì)。由于粉體粒子在不同的介質(zhì)、不同的力場(chǎng)中的行為不一樣,因此必須了解其物理特性、運動(dòng)特性,設計高效合理的分級力場(chǎng)。目前,分級機使用的力場(chǎng)主要為重力場(chǎng)、慣性力場(chǎng)和離心立場(chǎng)。
5、典型的分級設備
(1)濕式分級機
超細粉體的濕法分級從目前市場(chǎng)情況看,主要分為重力式和離心式。
水力旋流器。水力旋流器的分級過(guò)程是:物料在內部高速旋轉,產(chǎn)生很大的離心力。在離心力和重力的作用下,較粗顆粒被拋向器壁,作螺旋向下運動(dòng),*后由底流口排出,較細顆粒及大部分水分形成旋流,沿中心向上升起,*溢流管排出。
常用的水力旋流器有三種,小直徑水力旋流器、水封式旋流器和超細水力旋分機。水力旋流器的優(yōu)點(diǎn)是構造簡(jiǎn)單、無(wú)運動(dòng)部件、價(jià)廉、占地面積小、處理量大;缺點(diǎn)是分級精度較低。
臥式螺旋離心分級機。待分級的懸浮液由中心加料管加入螺旋推料器的推進(jìn)倉,加速后由螺旋上的進(jìn)料孔進(jìn)入轉鼓內。在離心力的作用下,進(jìn)入轉鼓內的懸浮液很快分成兩層,較粗或較重的顆粒沉積在內壁上形成沉渣層,而含較細或較輕顆粒的液相則形成內環(huán)分離液層。分離液采用溢流方式或向心泵式排出,沉渣(固體顆粒)則被螺旋推料器推送到轉鼓的錐端,在此進(jìn)一步脫水后由出渣口甩出轉鼓,一般分級粒度為2~5μm。
干式分級機
(2)干式分級機
分級機與除塵器、引風(fēng)機組成一套分級系統。物料在風(fēng)機抽力作用下由分級機下端入料口隨上升氣流高速運動(dòng)*分級區,在高速旋轉的分級渦流產(chǎn)生的強大離心力作用下,使粗細物料分離,符合粒徑要求的細顆粒通過(guò)分級輪葉片間隙進(jìn)入旋風(fēng)分離器或除塵器收集,粗顆粒夾帶部分細顆粒撞壁后速度消失,沿筒壁下降*二次風(fēng)口處,經(jīng)二次風(fēng)的強烈淘洗作用,使粗細顆粒分離,細顆粒上升*分級區二次分級,粗顆粒下降*卸料口處排出。
設備性能特點(diǎn):
1、不用水分、水洗,完全干法生產(chǎn),可獲得粒度分布更窄、無(wú)污染的磨料微粉;一次分級可按國內外現行標準加工成任一牌號的產(chǎn)品(如:國標W63~W3.5、日標240#~3000#和歐標F230/53~F1200/3)。單號成品率達到75%以上。
2、分級精度高,切割粒徑更準確,所需轉速更低,使用壽命長(cháng)。
3、獨立的鑄件軸承座,不變形,使用壽命長(cháng)。
4、優(yōu)化的傳動(dòng)設計,軸承受力小,使用壽命長(cháng)。
5、獨特管路設計,有助于粉體流動(dòng)、有助于降低磨損、易磨部位易于更換和處理。
6、公司獨有變頻加料系統,有助于物料的分散,能保證加料的連續均勻和穩定,有助于產(chǎn)品粒度控制。
7、獨特的內循環(huán)二次風(fēng)設計,分級錐間隙可調,耗氣量大大降低,使分級能耗降低,細粉提取徹底。
8、流路的分開(kāi),有助于減緩分級輪底部的磨損,并更有利于大粒的控制。
9、全封閉負壓作業(yè),無(wú)粉塵污染。
10、穩定性好,一次調整固定參數后,可穩定生產(chǎn);
11、尤其是細粉提取更徹底、穩定性好這一核心竟爭優(yōu)勢得到了業(yè)界廣泛認可。
12、整個(gè)系統采用自動(dòng)化控制,可實(shí)現一鍵式啟停,操作簡(jiǎn)單方便與中控聯(lián)接可實(shí)現遠程控制。
◆一般應用:
ZJ-F系列精密氣流分級機能分級那些不能在普通分選設備上被分級的物料,尤其適合加工嚴格規限大顆粒并要求粒度分布狹窄的產(chǎn)品,如重鈣、高嶺土、滑石粉、重晶石粉、復印機墨粉、涂料、云母、石墨、生長(cháng)素、氫氧化鋁等。
◆ 高純應用:
ZJ-F系列精密氣流分級機能對那些對雜質(zhì)含量要求極嚴的物料或對鐵質(zhì)極其敏感的物料,同時(shí)能滿(mǎn)足粒度和粒度分布的要求。典型的物料有:熒光粉、鈦白粉、淀粉、硅膠、鋁、銅、發(fā)光粉和各種高純顏料。
◆ 磨料及堅硬物料:
ZJ-F系列精密氣流分級機能超細分級莫氏硬度七級以上的堅硬物料,立式渦流分級機的應用,使設備的磨損極小。分級輪轉速可調節,粉碎參數可優(yōu)化選擇,多分級機組合后可一次完成幾個(gè)粒度段的窄帶分級。典型產(chǎn)品有:金剛石、碳化硅、碳化硼、碳化鎢、特種陶瓷、金剛砂等。
◆ 食品、保健品、醫藥:
ZJ-F系列精密氣流分級機能超細加工醫藥、食品和保健品,其低溫粉碎、高純操作和高的加工光潔度以及機器易清洗的特點(diǎn),使ZJ-F系列理想地用于制藥 、保健品及食品業(yè),既提高了藥物的生物利用度和療效,又減少了生產(chǎn)成本。典型的產(chǎn)品有:花粉、山楂、香菇、珍珠粉、胃藥、尼莫地平、抗生*類(lèi)藥物、造影藥物、靈芝、五倍子、何首烏等。
◆ 其它行業(yè):
ZJ-F系列精密氣流分級機均能在閉路循環(huán)系統下配合惰性氣體進(jìn)行分級,對那些極易發(fā)生燃燒、氧化、爆炸的物品進(jìn)行分級。如羰基鐵粉、鎳粉、鎢鈷合金粉、精硒粉等
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