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分級(jí)是利用顆粒粒徑、密度、形狀、化學(xué)成分等特性的不同而把顆粒分為不同的幾個(gè)部分。分級(jí)技術(shù)是一門涉及機(jī)械、材料、化工以及流體力學(xué)等多學(xué)科的高新技術(shù)。目前工業(yè)上大規(guī)模使用的常見(jiàn)粉體分級(jí)的方法可簡(jiǎn)單的分為兩種類型:用篩子篩分和在流體中進(jìn)行分級(jí)。
一、篩子篩分:
把固體顆粒置于具有一定大小孔徑或縫隙的篩面上,使通過(guò)篩孔的成為篩下料,被截留在篩面上的成為篩上料,這種分級(jí)方法稱為篩分。篩分在操作按物料含水分的不同,分為干法篩分和濕法篩分。在篩分過(guò)程中,物料通過(guò)篩孔,其必要條件就是顆粒的大小一定要比篩孔小,同時(shí)顆粒還要有通過(guò)篩孔的機(jī)會(huì)。而其充分條件是顆粒與篩面之間要保持一定形式的相對(duì)運(yùn)動(dòng)。為了說(shuō)明篩分質(zhì)量,引入了篩分效率的概念,即篩下料與總?cè)牒Y料質(zhì)量的百分比。工業(yè)上實(shí)際操作的平均篩分效率約為70%~80%,這與顆粒與篩面的相對(duì)運(yùn)動(dòng),料層的厚薄,篩孔形狀和有效面積比,物料顆粒的大小分布規(guī)律和顆粒形狀,過(guò)細(xì)顆粒的含量以及物料含水率等有關(guān)。
篩分機(jī)械或設(shè)備的工作是篩面。篩面結(jié)構(gòu)有格子篩(又稱柵篩)、板篩(又稱篩板)、編織篩(又稱網(wǎng)篩)等多種,格子篩與板篩用于篩分塊、粒狀物料,編織篩用于篩分粉料或漿料。運(yùn)動(dòng)著的篩面由于加強(qiáng)了顆粒與篩孔之間的相對(duì)運(yùn)動(dòng),必然會(huì)強(qiáng)化篩分效率與處理能力,所以工業(yè)上篩分設(shè)備的分類,實(shí)際上是按篩面的運(yùn)動(dòng)方式來(lái)劃分的。
篩分設(shè)備分類:
1、振動(dòng)篩:旋擺運(yùn)動(dòng)、直線運(yùn)動(dòng)、圓運(yùn)動(dòng)
2、搖動(dòng)篩:旋動(dòng)和直線搖動(dòng)篩
3、回轉(zhuǎn)篩:圓筒篩、圓錐篩、角柱篩、角錐篩
4、固定篩:弧形篩、格篩、棒條篩
二、流體分級(jí)
篩分作業(yè)要受篩網(wǎng)制作的限制,其篩分粒徑下限為37μm。即使是37μm以上100μm以下的篩分作業(yè),其處理量少時(shí)準(zhǔn)確程度也不可靠,因此,對(duì)于100μm以下的物料,則要根據(jù)不同粒徑顆粒在流體(通常是氣體)中受到離心力、重力、慣性力等的作用而產(chǎn)生不同的運(yùn)動(dòng)軌跡,從而實(shí)現(xiàn)不同粒徑顆粒的分級(jí)。如果利用的流體是空氣時(shí)稱干法分級(jí),利用水時(shí)則稱為濕法分級(jí)。
流體分級(jí)機(jī)按其是否具有運(yùn)動(dòng)部件可分為兩類:
1、靜態(tài)分級(jí)機(jī):分級(jí)機(jī)中無(wú)運(yùn)動(dòng)部件,這類分級(jí)機(jī)構(gòu)造簡(jiǎn)單,不需動(dòng)力,運(yùn)行成本低,操作及維修較方便,但分級(jí)精度不高,不適于精密分級(jí)。
2、動(dòng)態(tài)分級(jí)機(jī):分級(jí)機(jī)中有運(yùn)動(dòng)部件,主要指各種渦輪式分級(jí)機(jī),這類分級(jí)機(jī)構(gòu)造復(fù)雜,需要?jiǎng)恿,能耗較高,但分級(jí)精度較高,切割粒徑調(diào)節(jié)方便,只要調(diào)節(jié)葉輪旋轉(zhuǎn)速度就能改變分級(jí)機(jī)的切割粒徑,適于精密分級(jí)。
流體分級(jí)機(jī)按照分級(jí)介質(zhì)可分為濕法和干粉分級(jí)機(jī)兩類:
1、干法分級(jí)(氣流分級(jí))是目前*細(xì)分級(jí)設(shè)備和工藝研發(fā)的主流,F(xiàn)在主要的干式*細(xì)分級(jí)設(shè)備大多采用離心或慣性力場(chǎng)的空氣分級(jí)機(jī),其原理在于根據(jù)顆粒的比重、粒度和和形狀在空氣中所受重力和介質(zhì)阻力的不同,因而具有不同的沉降末速來(lái)進(jìn)行的。*細(xì)顆粒分級(jí)的關(guān)鍵一環(huán)是顆粒的分散,在干式分級(jí)中,利用氣流的急劇加速,使大小顆粒所受到的作用力不同而使得團(tuán)聚的顆粒分散,或者利用剪切流場(chǎng)的速度差使粉料分散,也有采用障礙物的沖擊而達(dá)到分散的目的。
2、濕法分級(jí):簡(jiǎn)單的描述,濕法分級(jí)是利用粉體顆粒在液體中向下沉降,而液體逆著粉體顆粒沉降方向流動(dòng),使粉體顆粒依照干擾沉降速度之差,或向上運(yùn)動(dòng),或向下沉降。由于以液體為分散介質(zhì),流量、流速、壓力等參數(shù)較易控制,均勻分散效果也較好,分級(jí)精度和效率較高(可達(dá)微米甚至亞微米的分級(jí)粒徑)。濕法分級(jí)存在的難題是固液分離問(wèn)題,干燥后粉體結(jié)塊和板結(jié)問(wèn)題。分級(jí)后粉體的后處理過(guò)程較復(fù)雜在一定程度上制約了濕法分級(jí)的工業(yè)化發(fā)展。
篩分分級(jí)、流體分級(jí)技術(shù)可以說(shuō)各有所長(zhǎng),一般來(lái)說(shuō)篩分分級(jí)設(shè)備技術(shù)成本低,分級(jí)效率、分級(jí)精度也較高,主要的不足之處在于對(duì)于*細(xì)粉體的分級(jí)有些力不從心。流體分級(jí)設(shè)備則技術(shù)門檻較高,但是適用領(lǐng)域廣泛,具備對(duì)*細(xì)粉體進(jìn)行精細(xì)分級(jí)的能力。在粉體工業(yè)**向*細(xì)粉體生產(chǎn)過(guò)渡的大前提下,流體分級(jí)設(shè)備逐漸成為了分級(jí)設(shè)備的主流。
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