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超細(xì)粉原料不僅是制備結(jié)構(gòu)材料的基礎(chǔ)，它本身也是一種具有特殊功能的材料，為精細(xì)陶瓷、電子元件、生物工程處理、新型復(fù)印材料、優(yōu)質(zhì)耐火材料以及與精細(xì)化工有關(guān)的材料等許多領(lǐng)域所必須。隨著超細(xì)粉體在現(xiàn)代工業(yè)越來越廣泛的應(yīng)用，超細(xì)粉體分級技術(shù)在粉體加工中的地位越來越重要。

一、分級的目的及意義

目前，利用機械方法生產(chǎn)的超細(xì)粉體，很難使物料一次通過機械粉碎就能達到所需粒度的要求，產(chǎn)品往往處于一較大的粒度分布范圍。而在現(xiàn)代各工業(yè)領(lǐng)域的使用中，往往要求超細(xì)粉體產(chǎn)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(chǎn)品達到了粒度要求，而另一部分產(chǎn)品卻未能達到粒度要求，如果不將這些已達到要求的產(chǎn)品及時分離出去，而將它們與未達到要求的產(chǎn)品一道再粉碎，則會造成能源浪費和部分產(chǎn)品的過粉碎問題。為此，在超細(xì)粉體生產(chǎn)過程中要對產(chǎn)品進行分級處理。一方面控制產(chǎn)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(chǎn)品及時地被分離出去。

二、超細(xì)分級原理

目前較常見的分級方法是基于重力場和離心力場進行分級。

重力場分級原理是最古老、最經(jīng)典也是較完善的理論，其理論基礎(chǔ)是根據(jù)層流狀態(tài)下的斯托克斯定律。在分級過程中，假設(shè)流場是按層流狀態(tài)進行，并假設(shè)超細(xì)固體顆粒呈球形，在介質(zhì)中是自由沉降。這些與實際情況都有較大差異。在離心力場中，顆?？色@得比重力加速大得多的離心加速度，故同樣的顆粒在離心場中的沉降速度遠大于重力場情形，換言之，即使較小的顆粒也能獲得較大的沉降速度。

此外，超細(xì)粉體分級按所用介質(zhì)可分為干法分級與濕法分級。干法分級的特點是用空氣作流體,成本較低,方便易行,但它有兩個不足,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,但它有著分級精度高、無爆炸性粉塵等特點。

三、超細(xì)分級設(shè)備

迄今為止，超細(xì)分級設(shè)備可謂百花齊放。按流體介質(zhì)的不同可分為干式分級和濕式分級，在干式分級中，根據(jù)分級原理的不同又可分為重力式、離心式、慣性式等種類。

1.重力式超細(xì)分級機

重力式超細(xì)分級機是利用不同粒徑的顆粒在重力場中沉降速度不同而進行分級的。重力式分級機有水平流型和垂直流型兩種類型。

2.慣性分級機

顆粒運動時具有一定的動能，運動速度相同時，質(zhì)量大者其動能也大，即運動慣性大。當(dāng)他們受到改變其運動方向的作用時，由于慣性的不同會形成不同的運動軌跡，從而實現(xiàn)大小顆粒的分級。目前，這種分級機的分級粒度已能達到1μm，若能有效避免顆粒團聚和分級室內(nèi)渦流的存在，分級粒徑可望達到亞微米級，分級精度和分級效率也會明顯提高。

3.離心式分級機

離心式分級機由于易于產(chǎn)生遠強于重力場的離心力場，因而是迄今為止開發(fā)較多的一類超細(xì)分級機。按照離心力場中流型的不同，可分為自由渦型和強制渦型兩類。常見的自由渦型（或準(zhǔn)自由渦型）有DS型分級機、SLT型分級機等；強制渦型分級機有MC型分級機、MS型分級機、MSS型分級機、ATP分級機、MP型分級機、渦輪分級機等。

4.射流分級機

射流分級機是集慣性分級、迅速分級和微細(xì)顆粒的附壁效應(yīng)（Coanda效應(yīng)）等原理于一身進行超細(xì)分級的分級設(shè)備。簡單的講Coanda效應(yīng)就是微細(xì)顆粒具有的隨氣流沿彎曲壁面運動的特性。射流分級機與其他分級機相比具有以下特點：

（1）分級部分無運動部件，維護工作量小，工作可靠。

（2）噴射射流可使粉體得到良好的預(yù)分散。

（3）顆粒一經(jīng)分散，立即進入分級機進行迅速分級，最大限度地避免了顆粒的二次團聚。

（4）可獲得多級產(chǎn)品，各級產(chǎn)品的粒度可通過分級刀刃角度和出口壓力來靈活調(diào)節(jié)。

（5）分級效率和分級粒度高。

四、超細(xì)分級應(yīng)注意的問題

1.分級作業(yè)與物料性質(zhì)

待分級粉體的物理性質(zhì)是影響分級過程的重要因素之一。如對于磨蝕性強的粉體，應(yīng)采用耐磨材料或加耐磨內(nèi)襯；對于鐵污染要求嚴(yán)格的粉體應(yīng)采用鐵絕緣內(nèi)襯以防止因粉體的沖刷而帶人鐵質(zhì)。

2.粉體的預(yù)分散

粉體分散不好,團聚的細(xì)顆粒往往表現(xiàn)為粗顆粒性質(zhì)。為了達到優(yōu)良的分級效果,將顆

粒充分分散是分級技術(shù)的重要體現(xiàn)。其中選擇正確的分散劑既有助于提高超細(xì)分級作業(yè)的效率，又不影響粉體的性能。

3.分級區(qū)流暢

分級區(qū)流暢是關(guān)系到分級過程成敗的關(guān)鍵，無論何種分級力場，其共同要求是具有強有力的分級能力、分級面清晰、分級迅速等。除此外，還要求最大限度地減小或避免渦流的存在，即要求流線形式的單一性。

小結(jié)

粉體行業(yè)作為多學(xué)科、多專業(yè)的橫向交叉行業(yè),近年來受到各個行業(yè)的重視,超細(xì)粉體分級技術(shù)也得到迅速的發(fā)展，但隨著現(xiàn)代高技術(shù)和新材料產(chǎn)業(yè)的迅速發(fā)展，超細(xì)粉體分級技術(shù)存有問題及面臨的挑戰(zhàn)也日顯突出。因此，加強對超細(xì)分級技術(shù)及設(shè)備的研究十分必要。

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