粉體分級(jí)設(shè)備研究現(xiàn)狀及技術(shù)創(chuàng)新

1、粉體分級(jí)設(shè)備研究現(xiàn)狀及技術(shù)創(chuàng)新粉體分級(jí) 分級(jí)設(shè)備 分級(jí)機(jī) 水利旋流器 振動(dòng)篩中國(guó)粉體技術(shù)網(wǎng) 概論        廣義的分級(jí)是利用顆粒粒徑、密度、顏色、形狀、化學(xué)成分、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(jí)是根據(jù)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(yùn)動(dòng)軌跡，從而實(shí)現(xiàn)不同粒徑顆粒的分級(jí)。1.水力分級(jí)概述及創(chuàng)新1.1水力分級(jí)原理       礦物分級(jí)是要根據(jù)顆粒在介質(zhì)中沉降速度不同，而將寬級(jí)別群分成兩個(gè)或多個(gè)粒度相近的窄級(jí)別的過(guò)程。水力分級(jí)是利用

2、顆粒在設(shè)備中向下沉降，而水逆著礦物顆粒沉降方向向上動(dòng)，使礦物顆粒依照干擾沉降速度之差，或向上運(yùn)動(dòng)，或向下沉降。1.2水力分級(jí)機(jī)結(jié)構(gòu)及工作原理。       該設(shè)備主要由筒體、溢流槽、給礦器、紊流板及穩(wěn)壓水箱組成，裝有測(cè)壓模頭和可自控操作的底閥，并配有電動(dòng)自控系統(tǒng)(見(jiàn)圖1)            工作原理：當(dāng)設(shè)備上部給入礦漿，并保持一定上升水流速度時(shí)不同粒度和重量顆粒按其一定的干擾沉降速度運(yùn)動(dòng)，粒群按粒度或重量差分層，粗的或重的顆粒向下沉降，細(xì)的或輕的顆粒懸浮到上層，整個(gè)體系容積濃度由上

3、到下愈來(lái)愈高。當(dāng)連續(xù)地給入礦漿時(shí)，由于該體系下部粗的或重的顆粒不斷增加，體積濃度增大；顆粒群懸浮高度增加，體系下部壓強(qiáng)相應(yīng)增加。此時(shí)插入體系下部的測(cè)壓模頭連續(xù)地測(cè)量出該部位的壓強(qiáng)，并反饋到控制系統(tǒng)與設(shè)定值比較，從而操縱設(shè)備底部的排礦閥門(mén)開(kāi)度，不斷排出沉砂。而懸浮在體系上部的細(xì)的或輕的顆粒則不斷地從設(shè)備溢流口流出，達(dá)到分級(jí)的目的。1.3   水力分級(jí)機(jī)技術(shù)創(chuàng)新（1）控制系統(tǒng)的改進(jìn)       原有的氣動(dòng)控制系統(tǒng)占地面積大(需單獨(dú)配置空壓機(jī)房)、噪音污染嚴(yán)重、氣動(dòng)模頭笨重且檢修復(fù)雜、輸氣管線很難嚴(yán)格保證不泄露，為克服此一系列的問(wèn)

4、題，改進(jìn)為電動(dòng)控制系統(tǒng)，該控制系統(tǒng)得到企業(yè)一致認(rèn)可。(2)紊流板的改進(jìn)建議。       水力分級(jí)機(jī)對(duì)上升水流的穩(wěn)定性、均勻性均有嚴(yán)格的要求，因此專(zhuān)門(mén)設(shè)計(jì)有穩(wěn)壓水箱，及紊流板，紊流板上均勻分布諸多圓孔，孔徑一般為58mm。在紊流板的上升水孔上裝配特種橡膠噴嘴，該裝置設(shè)計(jì)為順向流通、逆向閉合結(jié)構(gòu)形式，采用的材質(zhì)為耐磨橡膠，通過(guò)生產(chǎn)實(shí)踐證明，可以有效地控制漏砂及上升水孔的磨損，從而保證了分級(jí)機(jī)的分級(jí)效果持續(xù)良好。（3） 進(jìn)料器、筒體改造。        進(jìn)料器，設(shè)計(jì)為旋流進(jìn)料方式，同時(shí)配合分料裝置，使得給入的礦漿充分分

5、散，均勻給入設(shè)備的紊流層，以提高分級(jí)效果，設(shè)備筒體的長(zhǎng)徑比可加大，以拉長(zhǎng)分選空間，使粗細(xì)顆粒充分分離，以利于粗粒下沉，細(xì)粒上浮，避免分選不充分，出現(xiàn)粗含細(xì)、細(xì)帶粗現(xiàn)象等。2    旋風(fēng)分級(jí)概述及創(chuàng)新2.1 旋風(fēng)分級(jí)概述       利用顆粒在氣流產(chǎn)生的自由渦或準(zhǔn)自由渦離心力場(chǎng)中所受到的離心力與空氣曳力作用，離心沉降分離。其構(gòu)造比較簡(jiǎn)單，適于比較細(xì)的顆粒分級(jí)(550 ttm)，不適于高濃度、精密分級(jí)。旋風(fēng)分離器具有無(wú)運(yùn)動(dòng)部件、工作穩(wěn)定可靠、造價(jià)低、維修方便等優(yōu)點(diǎn)，在粉體工業(yè)領(lǐng)域應(yīng)用廣泛。因此開(kāi)發(fā)高性能的旋風(fēng)

6、式分級(jí)機(jī)具有重要意義。2.2 典型分級(jí)機(jī)及工作原理       日本NPK公司研制的DS型無(wú)動(dòng)件分級(jí)機(jī)是一種無(wú)轉(zhuǎn)子的半自由渦式分級(jí)機(jī)(見(jiàn)圖1) 。含有微細(xì)顆粒的兩相流在負(fù)壓的作用下旋轉(zhuǎn)進(jìn)入分級(jí)機(jī)，經(jīng)上部筒體壁旋轉(zhuǎn)分離后，部分空氣和微粉通過(guò)插入管離開(kāi)分級(jí)機(jī)；剩余部分需要進(jìn)一步分級(jí)的物料通過(guò)中心錐體進(jìn)入分級(jí)區(qū)，經(jīng)離心力的作用被分成粗粉和細(xì)粉。“二次氣”經(jīng)葉片圓周(角度可調(diào))進(jìn)入分級(jí)室，使顆粒充分分散，提高分級(jí)效率。粗粉經(jīng)環(huán)形通道進(jìn)入卸料倉(cāng)，細(xì)粉從中心錐體下部排出。2.3 分級(jí)設(shè)備改進(jìn)2.3.1 增加內(nèi)構(gòu)建   

7、60; （1）增加分散裝置: 在筒體人口處安裝一類(lèi)似于文丘里管的縮放管，當(dāng)流體通道面積在收縮段(或擴(kuò)大段)突然變窄(或變寬)時(shí)，流率增大(或減小)，使顆粒濃度增大(或減小)，增加顆粒相互碰撞的機(jī)會(huì)，促使顆粒加劇分散或團(tuán)聚顆粒分解，使進(jìn)入分散室中的團(tuán)聚顆粒幾乎不存在。      （2）增加篩分裝置：在錐體內(nèi)設(shè)有同軸帶篩孔的內(nèi)錐殼，內(nèi)外錐殼間形成環(huán)室，從環(huán)室上部的環(huán)縫進(jìn)“二次氣”以清洗粗顆粒中的細(xì)顆粒及孔壁上的細(xì)顆粒。環(huán)室底部排出細(xì)顆粒，內(nèi)錐底部排出粗顆粒。       （3）增加粒徑調(diào)節(jié)裝置：在上部排氣管口設(shè)上下可調(diào)的雙錐體(

8、或磨輪)，調(diào)節(jié)排氣管與雙錐體(或磨輪)間的縫隙，從而調(diào)節(jié)排氣量，以獲得可調(diào)的分級(jí)點(diǎn)。       （4） 增加導(dǎo)流裝置：在排氣管外部設(shè)倒錐形的導(dǎo)流件以減弱其周?chē)臍饬魍牧?，從而提高分?jí)機(jī)的效率。2.3.2 各類(lèi)分級(jí)機(jī)的組合       （1）射流分級(jí)機(jī)和旋風(fēng)式分級(jí)機(jī)的結(jié)合：利用了Coanda效應(yīng)和離心力場(chǎng)的篩分理論，湯義武設(shè)計(jì)了新型旋流分級(jí)機(jī)，上部設(shè)康達(dá)(Coanda)圓塊，下部設(shè)旋風(fēng)分離器。含有粉體顆粒的高速氣流進(jìn)入分級(jí)機(jī)后，受弧形器壁引導(dǎo)和限制，發(fā)生偏轉(zhuǎn)，沿壁面運(yùn)動(dòng)，產(chǎn)生附壁現(xiàn)象；粗粉遠(yuǎn)離康達(dá)(Coa

9、nda)圓，從其出口排出。底部中粉出口向上通二次風(fēng)對(duì)粗顆粒進(jìn)行“清洗”，以除去粗顆粒中的細(xì)顆粒；頂部排出細(xì)顆粒氣流。將射流式分級(jí)機(jī)與旋風(fēng)分離器組合成一體，可生產(chǎn)三種粒徑范圍的產(chǎn)品。       （2）渦輪式分級(jí)機(jī)和旋風(fēng)式分級(jí)機(jī)的結(jié)合。2.3.3 分級(jí)系統(tǒng)創(chuàng)新       蔡安江等設(shè)計(jì)了一種超細(xì)粉碎旋風(fēng)分級(jí)系統(tǒng)，其工作原理是：物料依次經(jīng)振動(dòng)提升機(jī)、振動(dòng)給料機(jī)和振動(dòng)磨機(jī)，粉磨至一定顆粒細(xì)度；先經(jīng)重力沉降室預(yù)分級(jí)(分離粗大顆粒)，再經(jīng)同級(jí)并聯(lián)、三級(jí)串聯(lián)旋風(fēng)分離器進(jìn)一步分級(jí)；最后由袋式收集器捕獲。該系統(tǒng)能對(duì)物料進(jìn)

10、行高效率、高精度分級(jí)，滿(mǎn)足了超細(xì)粉加工生產(chǎn)的要求。3    新型復(fù)頻篩概述3.1 復(fù)頻篩結(jié)構(gòu)       圖1 所示為復(fù)頻篩結(jié)構(gòu)原理圖。機(jī)架內(nèi)水平設(shè)有電動(dòng)機(jī)、支撐、低頻慣性激振器, 篩箱通過(guò)支撐、矩形剪切橡膠彈簧與機(jī)架彈性連接, 電動(dòng)機(jī)通過(guò)主動(dòng)皮帶輪、三角皮帶、從動(dòng)皮帶輪帶動(dòng)單軸慣性激振器旋轉(zhuǎn), 單軸慣性激振器采用外置式偏心結(jié)構(gòu), 機(jī)架兩側(cè)各布置一組激振器, 每組激振器2 套軸承, 中間軸由撓性盤(pán)將2 組激振器連接在一起, 形成一個(gè)整體的慣性激振器。3.2 工作原理      

11、0;電動(dòng)機(jī)通過(guò)三角皮帶使激振器主軸回轉(zhuǎn), 主軸上的偏心塊回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生的慣性力使篩箱沿傾斜方向相對(duì)振動(dòng), 并使物料向前運(yùn)動(dòng)。       一個(gè)為50 Hz 的高頻電磁激振器通過(guò)一個(gè)彈性系統(tǒng)直接激振篩網(wǎng)，來(lái)加大篩面的振動(dòng)強(qiáng)度，加大篩面的自清洗能力，防止篩孔堵塞， 以利于細(xì)粒物料的分級(jí)、脫水、脫泥、脫介。另一個(gè)為25 Hz 的低頻近直線振動(dòng)來(lái)激振篩箱，以加大物料的輸送速度，克服單純的振網(wǎng)篩必須加大篩箱傾角來(lái)提高物料的輸送速度，從而避免篩機(jī)安裝角度較大的缺點(diǎn)。這樣篩網(wǎng)一方面受到垂直于篩面的50 Hz 的激振，另一方面篩面整體又參與了隨篩箱一起的振動(dòng)，從而實(shí)現(xiàn)篩面

12、的復(fù)合振動(dòng)， 達(dá)到既提高篩面的透篩能力又提高物料在篩面上的輸送速度2 個(gè)目的。       該裝置可以回收細(xì)至200 目( 0.074 mm) 的微細(xì)粒物料。最大處理能力折合干量510 t具有投資小，占地少， 能耗省，連續(xù)作業(yè)， 處理量大，無(wú)需絮凝劑，易于操作維護(hù)的優(yōu)點(diǎn)， 廣泛應(yīng)用于金屬礦、非金屬礦、能源礦產(chǎn)和工業(yè)廢水處理的細(xì)粒物料的脫水和回收。4 靜電分級(jí)研究實(shí)驗(yàn)41 分級(jí)實(shí)驗(yàn)概述        為了達(dá)到對(duì)粉體的精確分級(jí)，以滿(mǎn)足制備粉體過(guò)程中越來(lái)越嚴(yán)格的粒度控制要求，采用靜電分級(jí)的方法，即給顆

13、粒帶上靜電，并使其在靜電場(chǎng)中根據(jù)顆粒帶電的不同而分級(jí)。4.2 實(shí)驗(yàn)裝置及實(shí)驗(yàn)原理靜電分級(jí)實(shí)驗(yàn)裝置示意圖       給料系統(tǒng)由給料漏斗和振動(dòng)器組成，給料漏斗的出口大小可根據(jù)出粉情況調(diào)節(jié)。 由于出口很小，裝入漏斗的粉體在實(shí)驗(yàn)中必須通過(guò)振打抖動(dòng)才會(huì)落入荷電區(qū)，荷電區(qū)呈圓筒形，可調(diào)高壓電源的負(fù)極與導(dǎo)電的金屬絲相連，螺旋環(huán)繞在圓筒上，在金屬絲上分布著金屬探針，其一端與金屬絲相連位于圓筒的外表面，另一端插入圓筒，處于圓筒內(nèi)部。      當(dāng)接通電源時(shí)，金屬絲上的探針會(huì)尖端放電，產(chǎn)生電場(chǎng)，由于探針在各個(gè)方向分布，可使

14、進(jìn)入荷電區(qū)的粉體顆粒在各個(gè)方向上都能荷電，荷電粉體從荷電區(qū)底部的漏斗出口進(jìn)入分級(jí)區(qū)，分級(jí)區(qū)為長(zhǎng)方體，其中有2 個(gè)相對(duì)的豎直面為金屬鐵網(wǎng)，分別與直流穩(wěn)壓電源的正負(fù)極相連，形成靜電場(chǎng). 電壓和極板間距離在一定范圍內(nèi)可調(diào)(即電場(chǎng)大小可調(diào))。 粉體顆粒荷電后，從靠近負(fù)極板的一方進(jìn)入分級(jí)區(qū)，在電場(chǎng)力、重力和空氣阻力的作用下按各自的軌跡運(yùn)動(dòng)，由于不同粒徑粉體的運(yùn)動(dòng)軌跡不同，運(yùn)動(dòng)中的顆粒將按粒徑分級(jí)， 顆粒收集的位置視粉體在分級(jí)區(qū)內(nèi)的運(yùn)動(dòng)軌跡而定，可在分級(jí)區(qū)底部設(shè)置豎向擋板，形成收集槽。可根據(jù)需要確定擋板數(shù)，將顆粒收集區(qū)劃分成若干區(qū)域，得到不同粒度范圍的分級(jí)產(chǎn)品.5.液壓法分級(jí)（銅超細(xì)粉體）5.1 概述       超細(xì)粉體與普通粉體相比，比表面積和表面能很大，極易團(tuán)聚，尤其對(duì)工業(yè)規(guī)模的分級(jí)影響很大。本工作采用液壓法，研究微米和納米級(jí)銅粉的分級(jí)原理和工藝，以期得到適合工業(yè)