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粉体分级是指根据固体颗粒在同一介质内,因颗粒粒度、颗粒密度、颗粒形状或颗粒表面物理化学特性不同而具有不同沉降速度,利用不同的沉降速度将颗粒群分为两种或多种粒度级别的过程。粉体分级技术的关键是分散和分离。
粉体分级的分类
目前,根据分级力场的不同,粉体分级方法可以分为:重力场分级、离心场分级、惯性场分级、电场力分离、磁场力分级、热梯度力场分级以及色谱分级等。 根据使用的设备类型可分为:旋流式分级、干式机械分级(如叶轮式、涡流式等)、碟式分级、卧螺式分级、静电场分级、超临界分级等等。 根据分级时采用的介质不同,分为湿法分级和干法分级。湿法分级一般时采用水或其他液相作为分级介质,但往往由于分级产物的干燥问题和分级介质的处理问题难度较大,从而增加了分离难度,加重了分离工作量,降低了分级效率,最终大大限制了湿法分离的推广与应用。而干法分离一般采用空气为介质,通过离心力场、惯性力场等方式对粉体进行分级,由于操作简单、分离效率高使得干法分离成为了目前发展较快的精细分级设备。
气流分级机的分类
选型指南
物料特性 粒度:如果物料初始粒度较大,需要先进行粗粉碎,再选择合适的气流分级机进行分级。对于超细粉体的分级,涡流式气流分级机等动态分级机更为合适,如atp型、mss型等,可实现更精细的分级。 密度:密度较大的物料,可能需要更高的气流速度或更强的离心力场来实现有效分级。对于密度差异较大的物料混合物,动态分级机的分级效果通常更好。 形状:形状不规则或易团聚的物料,如片状、纤维状物料,可能需要特殊的分级机结构或辅助分散装置。射流分级机利用康达效应,可对超细、粘性、易团聚物料进行分级。 化学性质:对于易燃、易爆、易氧化的物料,需要选择具有防爆功能的气流分级机,并采用惰性气体作为分级介质。如在处理一些有机粉体时,要确保设备符合防爆要求,防止发生安全事故。 分级要求 粒度范围:明确所需产品的粒度范围,包括粒度上限和下限。如果需要将物料分级到较细的粒度,如d97≤2μm,涡流式气流分级机中的tfs型等较为合适;若粒度要求相对宽松,如d97在10μm左右,一些常规的离心式或旋风式分级机也能满足要求。 分级精度:对分级精度要求高的场合,如生产高纯度、高分散性的纳米材料,应选择分级精度高的设备,如涡流式气流分级机中的atp型、mss型等,其分级精度可达到较高水平。 产量要求:根据生产规模确定分级机的处理能力。对于大规模生产,需要选择处理量大的分级机,如atp型气流分级机处理能力可达2-5000kg/h。 设备类型 静态分级机:结构简单、造价低、维护方便,适用于对颗粒物料进行初步分级,如重力分级机可用于较大颗粒物料(200-2000μm)的前处理;惯性分级机处理量大,但分级精度相对较低,一般在10-250微米之间;旋风分离器占地面积小、结构简单,分级精度在5-50微米之间,但不适用于高浓度物料分级。 动态分级机:分级效率和分级精度高,操作弹性大,是目前主流的动态分级设备。如涡流式气流分级机,通过高速旋转的转笼形成稳定均匀的涡流场,可实现精细分级,适用于多种物料的超细分级。
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