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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(jí)技術(shù)在粉體加工中的地位越來越重要。

一、分級(jí)的目的及意義

目前，利用機(jī)械方法生產(chǎn)的超細(xì)粉體，很難使物料一次通過機(jī)械粉碎就能達(dá)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(dá)到了粒度要求，而另一部分產(chǎn)品卻未能達(dá)到粒度要求，如果不將這些已達(dá)到要求的產(chǎn)品及時(shí)分離出去，而將它們與未達(dá)到要求的產(chǎn)品一道再粉碎，則會(huì)造成能源浪費(fèi)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(duì)產(chǎn)品進(jìn)行分級(jí)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(dá)到要求的產(chǎn)品及時(shí)地被分離出去。

二、超細(xì)分級(jí)原理

目前較常見的分級(jí)方法是基于重力場和離心力場進(jìn)行分級(jí)。

重力場分級(jí)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(jí)過程中，假設(shè)流場是按層流狀態(tài)進(jìn)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(shí)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(yuǎn)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(jí)按所用介質(zhì)可分為干法分級(jí)與濕法分級(jí)。干法分級(jí)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(jí)的精度不高。濕法分級(jí)用液體作為分級(jí)介質(zhì),存在較多的后處理問題,即分級(jí)后的粉體需要脫水、干燥、分散廢水處理等,但它有著分級(jí)精度高、無爆炸性粉塵等特點(diǎn)。

三、超細(xì)分級(jí)設(shè)備

迄今為止，超細(xì)分級(jí)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(jí)和濕式分級(jí)，在干式分級(jí)中，根據(jù)分級(jí)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(jí)機(jī)

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

2.慣性分級(jí)機(jī)

顆粒運(yùn)動(dòng)時(shí)具有一定的動(dòng)能，運(yùn)動(dòng)速度相同時(shí)，質(zhì)量大者其動(dòng)能也大，即運(yùn)動(dòng)慣性大。當(dāng)他們受到改變其運(yùn)動(dòng)方向的作用時(shí)，由于慣性的不同會(huì)形成不同的運(yùn)動(dòng)軌跡，從而實(shí)現(xiàn)大小顆粒的分級(jí)。目前，這種分級(jí)機(jī)的分級(jí)粒度已能達(dá)到1μm，若能有效避免顆粒團(tuán)聚和分級(jí)室內(nèi)渦流的存在，分級(jí)粒徑可望達(dá)到亞微米級(jí)，分級(jí)精度和分級(jí)效率也會(huì)明顯提高。

3.離心式分級(jí)機(jī)

離心式分級(jí)機(jī)由于易于產(chǎn)生遠(yuǎn)強(qiáng)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(jí)機(jī)。按照離心力場中流型的不同，可分為自由渦型和強(qiáng)制渦型兩類。常見的自由渦型（或準(zhǔn)自由渦型）有DS型分級(jí)機(jī)、SLT型分級(jí)機(jī)等；強(qiáng)制渦型分級(jí)機(jī)有MC型分級(jí)機(jī)、MS型分級(jí)機(jī)、MSS型分級(jí)機(jī)、ATP分級(jí)機(jī)、MP型分級(jí)機(jī)、渦輪分級(jí)機(jī)等。

4.射流分級(jí)機(jī)

射流分級(jí)機(jī)是集慣性分級(jí)、迅速分級(jí)和微細(xì)顆粒的附壁效應(yīng)（Coanda效應(yīng)）等原理于一身進(jìn)行超細(xì)分級(jí)的分級(jí)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(yùn)動(dòng)的特性。射流分級(jí)機(jī)與其他分級(jí)機(jī)相比具有以下特點(diǎn)：

（1）分級(jí)部分無運(yùn)動(dòng)部件，維護(hù)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(jìn)入分級(jí)機(jī)進(jìn)行迅速分級(jí)，最大限度地避免了顆粒的二次團(tuán)聚。

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

（5）分級(jí)效率和分級(jí)粒度高。

四、超細(xì)分級(jí)應(yīng)注意的問題

1.分級(jí)作業(yè)與物料性質(zhì)

待分級(jí)粉體的物理性質(zhì)是影響分級(jí)過程的重要因素之一。如對(duì)于磨蝕性強(qiáng)的粉體，應(yīng)采用耐磨材料或加耐磨內(nèi)襯；對(duì)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(tuán)聚的細(xì)顆粒往往表現(xiàn)為粗顆粒性質(zhì)。為了達(dá)到優(yōu)良的分級(jí)效果,將顆

粒充分分散是分級(jí)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(jí)作業(yè)的效率，又不影響粉體的性能。

3.分級(jí)區(qū)流暢

分級(jí)區(qū)流暢是關(guān)系到分級(jí)過程成敗的關(guān)鍵，無論何種分級(jí)力場，其共同要求是具有強(qiáng)有力的分級(jí)能力、分級(jí)面清晰、分級(jí)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(gè)行業(yè)的重視,超細(xì)粉體分級(jí)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(jí)技術(shù)存有問題及面臨的挑戰(zhàn)也日顯突出。因此，加強(qiáng)對(duì)超細(xì)分級(jí)技術(shù)及設(shè)備的研究十分必要。

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