粉体分级
粉体的分级
④⑾子振称动混为筛合标。准；ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ筛⑿面，在而造激标振粒器准；的筛⒀作的用筛粉下孔作体尺圆流寸(椭系量圆列控)或则制直称；线为振⒁筛动制。除。尘。
回转筛
（1）回转筛由筛面、支架和传动装置等部分组 成。 （2）筒筛安装时稍稍倾斜，锥筛则水平安装。 （3）回转筛的筛面在传动装置的带动下旋转时， 里面的物料被升举到一定的高度，然后沿筛面下 落，接着又被升举，同时，物料还沿倾斜的筛面 从进料端向卸料端移动，在筛内形成螺旋形运动。 细颗粒通过筛孔，成为筛下产品，粗颗粒则留在 筛内，从卸料端卸出。
分级的作用
分级是粉体工程学中最基本的操 作过程之一。
（1）按需要去除粉体产品中过大（小）的颗粒， 使原料或产品的粒度控制在一定的范围之内。 （2）与粉碎操作配合，组成粉碎－分级系统。 （3）进行产品的粒度分布测定。
离心力分级
流体分级的原理
1、随着粒径的增大，离心 力流体阻力增加得更快。 2、相等时，颗粒处于静止、 平衡状态。
涡轮式超细分级机
1 工作原理及特点
工作原理
分级室内涡轮可以任意调节转速，由电机 通过带传动带动作高速旋转运动。物料由螺旋 输送机送进涡轮式分级机的主分级室内，涡轮 高速旋转形成强迫涡旋流场内，颗粒受到风的 阻力和由于涡轮叶片旋转而产生的离心力作用， 颗粒的大小不同所受的离心力不同，粒径小， 质量轻的细小颗粒经过涡轮叶片间隙，进入输 出管道被分选出来，粒径大的颗粒被涡轮叶片 甩向器壁进入主分级室下面的二次进风室，在 二次进风室中，粒径较小的颗粒再次被吹回主 分级室进行分级，从而达到提高分级效率的目 的。
①独立筛分。筛分后的产品即为成品。
同②⑴筛辅的制助整筛筛粒面分，。，即与就粉调可碎整设将粒备粉配度体合分使分布用成，；若在⑵粉干碎个成前粒分筛分径分出级离部别，分合。除格在去的对异产品粉物为体；预颗先
粉体的分级
高速旋转形成强迫涡旋流场内，颗粒受到风的
阻力和由于涡轮叶片旋转而产生的离心力作用， 颗粒的大小不同所受的离心力不同，粒径小， 质量轻的细小颗粒经过涡轮叶片间隙，进入输 出管道被分选出来，粒径大的颗粒被涡轮叶片 甩向器壁进入主分级室下面的二次进风室，在 二次进风室中，粒径较小的颗粒再次被吹回主 分级室进行分级，从而达到提高分级效率的目 的。
（3）回转筛的筛面在传动装置的带动下旋转时， 里面的物料被升举到一定的高度，然后沿筛面下 落，接着又被升举，同时，物料还沿倾斜的筛面 从进料端向卸料端移动，在筛内形成螺旋形运动。 细颗粒通过筛孔，成为筛下产品，粗颗粒则留在 筛内，从卸料端卸出。
涡轮式超细分级机
1
工作原理及特点
工作原理
分级室内涡轮可以任意调节转速，由电机
涡轮式超细分级机
长度上的孔数或1 cm 筛面上的孔数来表示； 为0.038～300 mm；在测定粒度分布而采用湿法筛分时， ①固定筛。筛面固定不动，作预先筛分之用，特点是结构简单，不需要动 干燥；⑺ 改善填充状态；⑻ 改善粉体的流动性；⑼ 定 2、直接用筛孔的尺寸：按筛孔尺寸从大到小排列，相邻的两个筛孔 力。 其分级粒径的下限可达0.005 mm。 ②回转筛。筛面作回转运动。 尺寸之比称为筛比。按照一定的筛比、筛孔尺寸及筛丝直径制造的筛 量称取，提高配料精度；⑽ 向整个工作面给料及分散；
对颗粒密度的差别进行操作。
分级的作用
分级是粉体工程学中最基本的操 作过程之一。
（1）按需要去除粉体产品中过大（小）的颗粒， 使原料或产品的粒度控制在一定的范围之内。 （2）与粉碎操作配合，组成粉碎－分级系统。 （3）进行产品的粒度分布测定。
粉体工程-粉体分级课件
气流分级设备
01
02
03
气流分级机
利用高速气流将颗粒物料 进行分级，适用于超细粉 体的制备。
旋风分离器
利用离心力原理，将不同 粒度的物料进行分离，适 用于颗粒较粗的物料。
袋式除尘器
利用过滤原理，将颗粒物 料进行分离，适用于颗粒 较细的物料。
惯性分级设备
惯性分级器
利用惯性力原理，将不同粒度的物料进行分离，适用于颗粒较粗的物料。
分级技术的发展趋势
高效能化
随着科技的发展，粉体分 级设备不断向高效能化发 展，提高分级效率，降低 能耗。
智能化
引入智能化技术，如物联 网、大数据和人工智能等， 实现分级过程的自动化和 智能化控制。
环保化
随着环保意识的提高，粉 体分级技术向环保化发展， 减少对环境的污染和破坏。
分级技术的挑战与机遇
挑战
粉体分级过程中易产生粉尘污染，对操作人员的健康造成影 响；同时，分级精度和稳定性也是分级技术面临的挑战。
机遇
随着科技的不断进步和市场需求的增加，粉体分级技术面临 巨大的发展机遇。例如，在新能源、新材料等领域，粉体分 级技术的应用前景广阔。
分级技术的未来展望
创新发展
加强粉体分级技术的创新研究，推动 分级技术的进步和发展。
进料控制
控制进料速度，保持粉体流量稳定，确保分 级效果。
质量检测
对分级后的粉体进行质量检测，如粒度、含 水量等，确保质量达标。
分级后的处理
收集粉体
将分级后的粉体收集起来，进行后续 处理或储存。
清理设备
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ对分级设备进行清理，去除残留粉体， 为下次分级做准备。
记录数据
记录分级过程中的数据，如进料量、 分级效果等，便于分析和改进。
粉体工程粉体分级
原理：图9－14－15，213－214页 特点：结构简单，无运动部件，体积小，耗电少， 振动频率高达3000次/min，振幅一般为2－4毫米。
开孔率：筛孔净面积占筛面总面积的比率。（中等粒度） 优点：牢固，刚度大，使用寿命长。缺点：开孔率小。
③编织筛面：由钢丝编织而成，优点是开孔率高，质量轻，制造 方便。缺点是使用寿命短。（宜中细粒度）
(2)筛制：我国现行标准采用ISO制以方孔筛的边长表示筛孔大小。
之前，我国采用公制符号：用1厘米长度上的筛孔的数目表示筛 孔大小；英美等国家采用英制筛：以每1英寸长度上的筛孔数目 表示筛目。
粉体分级
2007年10月
1 定义与意义
分级：把粉碎产品按某种粒度大小或不同种 类颗粒进行分选的操作过程。分级的方式有 两种：①用筛子筛分；②在流体中进行筛分。
意义：（1）满足工艺要求（构成闭路系统） （2）满足用户要求（合格产品）
2 分级性能的评估
2.1分级效率：分级后获得的某种成分的质量与 分离前粉体中所含该成分的质量之比。
（2）准自由涡离心式分级机
①DS型分级机（无运动部件，二次空气经可调角度叶片进入） ②SLT分级机（分级区设有两组方向相反的导向叶片，借以实
现二次分级）
5.3.3离心式分级机
（3）强制涡分级机（电机带动转子）
①MC型分级机（二次空气给入，5－50微米。图9－46） ②MS型分级机（分级叶轮旋转形成稳定离心力场，产品
5331自由涡离心式分级机旋风式分级机以前用于粗粒改进后可用于细粒螺线型旋风分级器进口尺寸较大筒体为若干圈螺线组成双涡入口型旋风管用于天然气净化排气管下带螺旋缝式扩散管的旋风分级器在排气芯管下装设一个螺旋缝式扩散管顺着漩流进行导向可减小阻力料斗抽气的旋风分级器研究表明料斗抽气可提高除尘效率2准自由涡离心式分级机ds型分级机无运动部件二次空气经可调角度叶片进入slt分级机分级区设有两组方向相反的导向叶片借以实现二次分级5333强制涡分级机电机带动转子mc型分级机二次空气给入550微米
【精品文章】粉体分级技术初探及基本概念解析
粉体分级技术初探及基本概念解析
一、粉体分级的基本概念
在现代各工业领域的使用中，往往要求超细粉体产品处于一定的粒度分布范围。
另外，在粉碎过程中，粉体中往往只有一部分产品达到了粒度要求，而另一部分产品却未达到粒度要求，如果不将这些已达到要求的产品及时分离出去，而将它们与末达到要求的产品一道再粉碎，则会造成能源浪费和部分产品的过粉碎问题。
为此，在超细粉体生产过程中要对产品进行分级处理。
一方面控制产品粒度处于所需分布范围，另一方面使混合粉料中粒度已达到要求的产品及时地被分离出去。
这种将有效的粒度分布范围的粉体分选出来的工艺环节就叫做粉体分级。
二、常见粉体分级方法
对普通粉体的分级通常是采用筛分法，然而目前最细的筛网孔径也只有20μm左右(即600目左右)，再考虑到实际筛分过程中超细粉体对筛孔的堵塞问题，因此，在实际生产中超过325目的筛网用于干粉分级无实际工业化使用的意义。
采用普通的常规筛分技术及设备无法对超细粉体进行分级处理，必须研究新的超细粉体分级设备及技术。
到目前为止，已研究成功和正在研究并公开报导的超细粉体的分级方法较多，但分级效果较理想的技术和设备并不多。
根据被分级物料的状态可分为干法分级和湿法分级。
新近又研究了一种介于干法分级和湿法分级之间的分级方法，即超临界分级。
另外，根据分级力场的不同，分级方法又可分为：重力场分级、离心力场分级、惯性力场分级、电场力分级、磁场力分级、热梯度力场分级以及色谱分级等。
对。
【精品文章】粉体行业常用分级方法简介
粉体行业常用分级方法简介
分级是利用颗粒粒径、密度、形状、化学成分等特性的不同而把颗粒分为不同的几个部分。
分级技术是一门涉及机械、材料、化工以及流体力学等多学科的高新技术。
目前工业上大规模使用的常见粉体分级的方法可简单的分为两种类型：用筛子筛分和在流体中进行分级。
一、筛子筛分：
把固体颗粒置于具有一定大小孔径或缝隙的筛面上，使通过筛孔的成为筛下料，被截留在筛面上的成为筛上料，这种分级方法称为筛分。
筛分在操作按物料含水分的不同，分为干法筛分和湿法筛分。
在筛分过程中，物料通过筛孔，其必要条件就是颗粒的大小一定要比筛孔小，同时颗粒还要有通过筛孔的机会。
而其充分条件是颗粒与筛面之间要保持一定形式的相对运动。
为了说明筛分质量，引入了筛分效率的概念，即筛下料与总入筛料质量的百分比。
工业上实际操作的平均筛分效率约为70%~80%，这与颗粒与筛面的相对运动，料层的厚薄,筛孔形状和有效面积比，物料颗粒的大小分布规律和颗粒形状，过细颗粒的含量以及物料含水率等有关。
筛分机械或设备的工作是筛面。
筛面结构有格子筛（又称栅筛）、板筛（又称筛板）、编织筛（又称网筛）等多种，格子筛与板筛用于筛分块、粒状物料，编织筛用于筛分粉料或浆料。
运动着的筛面由于加强了颗粒与筛孔之间的相对运动，必然会强化筛分效率与处理能力，所以工业上筛分设备的分类，实际上是按筛面的运动方式来划分的。
筛分设备分类：。
粉体分级机的原理
粉体分级机的原理
粉体分级机是一种常用的粉体细分设备，其主要作用是将不同粒度的
粉体进行分类和筛选。
它采用机械振动与气流分离的原理，将粉体加
入到筛板上，通过筛板的振动和吹风使粉体分级，从而达到筛选的目的。
具体来说，粉体分级机的工作原理如下：
1.粉体分散：将待分离的粉体放入到分级筛板上并启动机器，在振动的作用下，粉体会分散开来，填满整个筛板。
2.粉体分级：粉体分散后，通过筛板的振动和不同位置的空气流动，实现对粉体的分级。
因为不同粒度的粉体在不同的流动条件下会受到不
同程度的冲击和阻力，所以会按照粒径大小，分别落在不同的筛孔上。
3.分级结束：经过一定时间的分级后，分级结束。
此时，每个筛孔内都被分离成不同粒径大小的粉体。
通过上述原理，粉体分级机可以有效地将不同粒径的粉体分离出来。
它具有结构简单、精度高、维护方便等优点，被广泛应用于化工、制药、食品等领域。
需要注意的是，粉体分级机需要根据不同的颗粒大小进行筛板调整。
此外，在操作过程中还需要注意对机器的维护保养，以确保其正常运行。
粉体工程作业答案
第一章粉体基本性质1—1 粉体是细小颗粒状物料的集合体.粉体物料是由无数颗粒构成的, 颗粒是粉体物料的最小单元. 1-2 工程上常把在常态下以较细的粉粒状态存在的物料，称为粉体。
1—3 颗粒的大小、分布、结构、形态和表面形态等因素，是粉体其他性能的基础. 1-4 构成粉体颗粒的大小，一般在几个纳米到几十毫米区间。
1—5 如果构成粉体的所有颗粒,其大小和形状都是一样的,则称这种粉体为单分散粉体。
大多数粉体都是由参差不齐的各种不同大小的颗粒所组成，这样的粉体称为多分散粉体.粉体颗粒的大小和在粉体颗粒群中所占的比例分别称为粉体物料的粒度和粒度分布。
1-6“目"是一个长度单位，代表在1平方英寸上的标准试验筛网上筛孔数量.1—7 粒度是颗粒在空间范围所占大小的线性尺度。
粒度越小，颗粒越细。
所谓粒径，即表示颗粒大小的一因次尺寸.1-8以颗粒的长度l 、宽度b 、高度h 定义的粒度平均值称为三轴平均径,适用于必须强调长形颗粒存在的情况。
1—9 沿一定方向与颗粒投影轮廓两端相切的两平行线间的距离。
称为弗雷特直径。
沿一定方向将颗粒投影面积等分的线段长度,称为马丁直径。
1—10 与颗粒同体积的球的直径称为等体积球当量径；与颗粒等表面的球的直径称为等表面积球当量径;与颗粒投影面积相等的圆的直径称为投影圆当量径(亦称heywood 径.1-11若以Q 表示颗粒的平面或立体的参数，d 为粒径，则形状系数Φ定义为n d Q =Φ；若以S 表示颗粒的表面积，d 为粒径，则颗粒的表面积形状系数形状系数Φs 定义为2d Ss =Φ ; 对于球形颗粒，Φs=；对于立方体颗粒,Φs= 6 .若以V 表示颗粒的体积，d 为粒径，则颗粒的体积形状系数Φv 定义为Φv = 3d V 对于球形颗粒，Φv= 6π；对于立方体颗粒，Φv= 1。
1-12比表面积形状系数定义为表面积形状系数与体积形状系数之比，用符号Φsv 表示：Φsv=V S ΦΦ，对于球形颗粒和立方体颗粒，Φsv= 6。
粉体学基础
6.5 15.8 23.2 23.9 24.3 8.8 7.5
19.5 25.6 24.1 17.2 7.6 3.6 2.4
100.0 93.5 77.7 54.5 30.6 16.3 7.5
6.5 22.3 45.5 69.4 83.7 92.5 100.0
100.0 80.5 54.9 30.8 13.6 6.0 2.4
• 在固体剂型的制备过程中（如散剂、颗粒剂、
胶囊剂、片剂、粉针、混悬剂等，他们在医
药产品中约占70%-80%），必将涉及到固体药
物的粉碎、分级、混合、制粒、干燥、压片、
包装、输送、贮存等。
• 粉体技术在固体制剂的处方设计、生产工艺
和质量控制等方面具有重要的理论意义和实
际应用价值。
第二节
粉体的基础性质
• 将单一结晶粒子称为一级粒子（primary particle
），将一级粒子的聚结体称为二级粒子（second
particle）。
• （1）由范德华力、静电力等弱结合力的作用而发生
的不规则絮凝物（random floc）和（2）由粘合剂
的强结合力的作用聚集在一起的聚结物（agglomera • te）属于二级粒子。
颗粒间空隙率ε间=V间/V
总空隙率ε总=（V内+V间）/V
空隙率也可以通过相应的密度计算而求得：
内
g 1 t
间
总
b 1 g
b 1 t
第四节
粉体的流动性与充填性
一、粉体的流动性（flowability）
• 粉体的流动性与粒子的形状、大小、表面状态、 密度、空隙率等有关，加上颗粒之间的内摩擦力 和粘附力等的复杂关系，粉体的流动性无法用单 一的物性值来表达。
粉体知识点整理
第一章绪论1.粉体学的重要意义对应“粉体及其技术的重要性”1)粉体是许多材料构成、组分或原料；2)粉体技术是制备材料的基础技术之一；3)超细粉体材料,尤其是纳米粉体材料在新型材料的开发研究中越来越重要；4)粉体容易大批量生产处理,产品质量均匀,成本低,控制精确,成为许多人工合成材料必然选择的合成方法;2.颗粒的定义：是在一特定范围内具有特定形状的几何体;大小一般在毫米到纳米之间,颗粒不仅指固体颗粒,还有雾滴、油珠等液体颗粒;3.粉体的定义：大量颗粒的集合体,即颗粒群,又称粉末狭义的粉末是指粒度较小的部分;颗粒与粉体的关系：颗粒是粉体的组成单元,是粉体中的个体,是研究粉体的出发点;颗粒又总是以粉体这种集合体的形式出现,集合体产生了个体所所不具有的性质;4.粉体学的特点：以粉体为研究对象,研究其性质及加工利用技术;5.粉体技术包括：制备、加工、测试;制备有各种物理、化学、机械方法；加工作业有粉碎、分级、分散、混合、制粒、表面处理、流态化、干燥、成形、烧结、除尘、粉尘爆炸、输运、储存、包装等；测试对粉体各种几何、力学、物理、化学性能表征;6.粉体的存在状态：通常所指的粉体是小尺寸的固体,但气体中的液滴、液体中的气泡也属于颗粒；固态的物质中又分为分散态和聚集态,多数粉体为分散态;7.粉体的分类：1)按照成因分类：天然粉体与人工粉体2)按制备方法分类：机械粉碎法和化学法粉体3)按分散状态分类：原级颗粒一次颗粒、聚集体颗粒二次颗粒、凝聚体颗粒三次颗粒、絮凝体颗粒4)按颗粒大小粒径分类：粗粉体>、中细粉体~、细粉体10~74μm、微粉体~10 μm 、纳米粉体<100nm第二章粉体的几何性质1.粒度定义：粒度是指粉体颗粒所占空间的线性尺寸;2.颗粒尺寸常用的表征方法：三轴径、定向径、当量径、3.粉体平均粒径计算公式：4.粒度分布及其表示方法：粒度分布依据的统计基准：∑n的比例;①个数基准分布又称频度分布以每一粒径间隔内的颗粒数占颗粒总数∑nd的比例;②长度基准分布以每一粒径间隔内的颗粒总长度占全部颗粒的长度总和∑2nd的比例;③面积基准分布以每一粒径间隔内的颗粒总表面积占全部颗粒的总表面积∑3nd的比例;④重量基准分布以每一粒径间隔内的颗粒总重量占全部颗粒的总重量表征粒度分布的方法：列表法,作图法、矩值法和函数法;其中函数法是最精确的粒度描述方法即用概率理论或者近似函数的经验法莱寻找数学函数5．形状因子：为形状表征量,无量纲常数,有形状指数和形状系数;形状指数是指颗粒几何参数的无量纲组合;它与形状系数相比没有明确的物理意义;形状系数：颗粒的表面积、体积、比表面积等几何参数与某种规定粒径dp的相应次方的比例关系;6.常用粒度测量方法及其他优缺点：1)筛分析法一般>40μm,其中最细的是400目,孔径为38μm；优点：统计量大、代表性强；便宜；重量分布;缺点：粒度下限为38μm；人为因素影响大；重复性差；非规则形状粒子误差；速度慢;2)显微镜法：采用定向径方法测量;光学显微镜——250μm；电子显微镜——5μm；优点：可直接观察粒子形状；可直接观察粒子团聚；光学显微镜便宜；缺点：代表性差；重复性差；要测量投影面积直径；速度慢；3)光衍射法粒度测试：根据小颗粒衍射角大,大颗粒衍射角小来测量,同时某一衍射角的光强度与相应粒度的颗粒多少关;4)激光衍射—500μm；X光小角衍射—μm；所用方法即为投射电子显微镜法；扫描电子显微镜法；优点：可观察粒径小,图像富有立体感,较真实,易于识别,可观察微区,一般同时进行成分分析;缺点：造价昂贵,试样制备要求严格,真空度要求严格5)原子力显微镜AFM：x,y方向分辨率可达到2nm,垂直方向分辨率课达到小于.优点：AFM具有操作客易、样品准备简单、操作环境不受限制、分辨率高等优点缺点：与SEM相比,成像范围太小,速度慢,受探头的影响太大;6)光散射法和消光法光散射法原理：利用颗粒对激光的散射角度随颗粒粒度而改变的原理测定粒度分布;消光法原理：通过测定经粉体散射和吸收后光强度在入射方向上衰减确定粒度;符合朗勃比尔定律;优点：适用于气溶胶和液体分散系、非接触测定、精确给出粒度分布曲线和平均粒度、测定速度快；电传感法粒度测试：当一个小颗粒通过小孔时所产生的电感应,即电压脉冲与颗粒的体积成正比；7)水利分析法—沉降法用于小于物料粒度组成的测定测量原理：在具有一定粘度的粉末悬浊液内,大小不等的颗粒自由沉降时,其速度是不同的,颗粒越大沉降速度越快;大小不同的颗粒从同意起点高度同时沉降,经过一定距离时间后,几颗将粉末按粒度差别分开;重力沉降：10-300μm；离心沉降：μm;优点：测量重量分布；代表性强；经典理论, 不同厂家仪器结果对比性好；价格比激光衍射法便宜；缺点：检测速度慢尤其对小粒子；重复性差；对非球型粒子误差大；不适用于混合物料即粒子比重必须一致才能较准确；动态范围窄8)气体吸附法原理：使气体分子吸附于微粒表面,测定吸附量,换算粉体比表面积,求出粒度;常见粒度分析方法:7:粒度测定方法的选定还要进一步看书P34根据数据的应用场合选择；根据粉体的粒度范围选择；根据粉体的存在形式选择；根据测定精度的要求选择；根据样品量选择；.根据粒度测定所需时间选择；根据设备投资和分析费选择：8.粉体填充结构：是指粉体层内部颗粒在空间中的排列状态;一般而言,粉体层的排列状态是不均匀的;要注意到填充状态的两个极端,即最疏与最密填充状态;原因是：形状不规则,存在空隙;注意：粉尘的体积与其他固体物质的体积不同粉尘的体积包括：尘粒的颗粒体积、粉颗粒之间的空隙体积、颗粒外开口体积、颗粒内闭孔和附面膜体积等五部分;9.描述粉体填充结构的参数主要掌握前三个容积密度：ρb,亦称视密度：单位填充体积的粉体质量,即自然堆积状态下单位体积粉体的质量;表观密度填充率：Ψ,颗粒体积占粉体填充体积的比例如右图;空隙率：ε,空隙体积占粉体填充体积的比例Ε=1-Ψ=1- ρb/ρp配位数：某一个颗粒接触的颗粒个数配位数分布：粉体层中各个颗粒有着不同的配位数,用分布来表示具有某一配位数的颗粒比率时,该分布称为配位数分布;空隙率分布：以距观察颗粒中心任一半径的微小球壳空隙体积比率对距离表示的分布;接触点角度分布：将与观察颗粒相接的第一层颗粒的接触点位置,以任意设定的坐标角度表示的分布10.等径球均一球的颗粒的规则填充相邻的四个球视为基本层的最小组成单位,则有正方形和单斜方形两种排列方式;掌握立方体填充立方最疏填充和菱面体填充六方最密填充;立方体填充：配位数为6；菱面体填充：配位数12.11.均一球形颗粒的实际填充不规则填充实际填充时,由于受到球之间的碰撞、回弹、摩擦、容器壁面等影响,而成为不规则填充;均一球形颗粒群的随机填充结构贝尔纳实验统计分析结论是：1空隙率比较大时,配位数分布接近正态分布；2随着空隙率减小,趋近于最密填充状态的配位数;实验结论：高配位数的疏接触点多,填充疏松,空隙率大；P39.低配位数的密接触电多,填充紧密,空隙率小;12.非等径球形颗粒的填充较大球形颗粒中加入一定数量的较小球形颗粒,空隙率可以降低；若进一步加入更小的球形颗粒,空隙率进一步降低;1)空隙率随着小颗粒的混入比增加而减小2)填入颗粒的粒径越小,空隙率也越低总结即是：小颗粒粒径越小,配位数越大,空隙率越小,填充率越大;13.影响颗粒填充的因素：1)壁效应：当粉体填入容器时,填充结构受容器壁面的影响,在容器壁面附近形成特殊的填充结构,成为壁效应;2)局部填充结构：空隙率分布、填充数密度分布、接触点分布;3)粉体的含水量：潮湿粉体易于团聚,导致内部保持松散结构,致使填充率降低;含水量较低时候,容积密度略有降低,影响不大；随着含水量继续增大,形成大团粒,导致容积密度迅速降低；含水量继续增大,由于颗粒发生相对滑动而使填充率增大;4)颗粒形状：颗粒越接近球形,通常其空隙率越低;即空隙率随颗粒球形度降低而增加;5)颗粒大小：粒度很小时,颗粒间的附着力大于颗粒重力,发生团聚,此时空隙率较大,即表观体积增大；当粒度大于某一临界值,凝聚力可忽略不计,粒度大小则对堆积无明显影响;6)填充速度：对粗颗粒,填充速度越快会导致有较大的空隙率；对于面粉之类吸附力较明显的粉体,填充速度快,可降低空隙率;14.致密堆积经验1)用单一粒径尺寸的颗粒,不能满足致密堆积对颗粒级配的要求；2)采用多组分且组分粒径尺寸相差较大一般相差4-5倍的颗粒,可较好地满足致密堆积对粒度与级配的要求；3)细颗粒数量应能足够填充堆积体的空隙,通常,两组分时,粗细颗粒数量之比约为7：3；三组分时,粗中细颗粒数量比例约为7：1：2时,相对而言,可更好地满足致密堆积对粒度与级配的要求；4)在可能的条件下,适当增大临界颗粒粗颗粒尺寸,可较好地满足致密堆积对颗粒级配的要求;第三章粉体的力学性质1．颗粒间的附着力当粉体颗粒很小时,由于附着力存在易于团聚颗粒间的附着力凝聚力包括范德华力、静电吸引力、水分毛细管力、磁性力、机械咬合力;2.填充层内的静态液相根据颗粒间液体量的多少,有四种的静态液相;1)摆动状态：颗粒接触点上存在透镜状或环状的液相,液相互不连接;2)链索状态：液相相互连接而成网,空气分布其间;3)毛细管状态：颗粒间隙充满液体,仅仅颗粒表面存在气液界面;4)浸渍状态：颗粒群浸在液体中,存在自由液面;3.液桥力粉体颗粒之间接触处或间隙部位存在液体的状态成为液桥,液桥对所连接的颗粒有引力,也就是液桥力,实际上即毛细管力;液桥力大小与颗粒间液体量、颗粒表面润湿性、颗粒形状、液固接触状况等有关;孔隙和R孔隙的差异T孔隙：4个球以正三角锥的顶点为球心排列时所形成的四面型孔隙称为T孔隙;这种孔隙有6个解除点和4个支路,各个支路都与R孔隙相通;与霍斯菲尔德填充的三角孔相同;R孔隙：4个球并排成正方形,在通过正方形中心的垂线上再排列两个球后形成的长斜方形空隙称为R孔隙;相当于霍斯菲尔德填充的四角孔;5.粉体的摩擦特性后三种以了解为主摩擦角：由于颗粒间的摩擦力和内聚力而形成的角的统称;根据颗粒体运动状态的不同,可分为内摩擦角、安息角、壁摩擦角及动内摩擦角;6.内摩擦角：在力学上可以理解为块体在斜面上的临界自稳角,在这个角度内,块体是稳定的；大于这个角度,块体就会产生滑动;摩擦角表示该极限应力状态下剪应力与垂直应力的关系,它可用莫尔圆和破坏包络线来描述;测试方法：流出法、抽出法、活塞法、慢流法、压力法、剪切盒法等有关莫尔圆的画法和性质：式中σ1和σ2为两个主应力,这两个关系式也可以用莫尔圆上N点的坐标值来表示,N点与σ1夹圆心角为2θ,当σ1和σ2为已知时, 用公式法或莫尔圆法都可获得通过该点的任一截面上的正应力和剪应力值;7.安息角安息角又称粉尘静止角、休止角、堆积角,是粉体粒度较粗的状态下由自重运动所形成的角;测定方法：排出角法、注入角法、滑动角法、剪切盒法安息角休止角≤30°流动性好；≤40°基本满足；≥40°流动性差;同时注意粘性粉体或粒径小于100~200um的粉体粒子相互作用力较大,而流动性差,相应地所测休止角较大;对于非黏聚性粉体,安息角和内摩擦角是相近的;8.质量流与漏斗流的差异质量流：指物料仓内整个粉体层能够大致均匀地下降流出,又称为整体流;其特点是先进先出,即先进仓的物料先流出; 漏斗流：是指料仓内粉体层的流动区域呈漏斗流,其特点是后进先出,即先加入的物料后流出,料流顺序紊乱,甚至有部分粉体滞留不动;漏斗流有两种,其中有一种死角区一直在;质量流优点：避免了粉料的不稳定流动、沟流和溢流；消除了筒仓内的不流动区；形成了先进先出的流动,颗粒的偏析被大大减少或杜绝；最大限度减小了贮存期间的结块问题、变质问题和偏析问题；颗粒的密度在卸料时是常数,料位差对其无影响；流量得以很好控制,任意水平横截面的压力可以预测,且相对均匀,物料的密实程度和透气性是均匀的;漏斗流缺点：出料口流速不稳定；料拱或穿孔崩塌时,细粉料可能被充气,并无法控制地倾泻而出；密实应力下,不流动区留下的颗粒可能变质或结块；沿料仓壁长度安装的料位指示器不能正确指示料仓下部的料位；后进先出;9.应力的主动状态和被动状态被动状态：粉体层受水平方向压缩时,粉体将沿斜上方被推开,此时的极限应力状态；最大主应力为水平方向主动状态：粉体层受重力作用,将要出现崩坏是的极限应力状态；最小主应力为水平方向10.流动形式：E不流动区D自由降落区C垂直运动区B缓慢滑动区A迅速滑动区E N流动椭圆体；E G边界椭圆体；E0流动锥体第四章粉体的粉碎制备1.粉碎的定义：在外力作用下使大块物料克服内聚力,碎裂成若干小颗粒的加工过程;破碎是使大块物料碎裂成小块物料的加工过程100mm粗碎、30mm中碎、3mm细碎；粉磨是使小块物料碎裂成细粉体的加工过程粗磨、60μm细磨、5μm超细磨;作用与目的：粉碎后,粒度显著减小,比表面积显著增大,有利于几种物料的均匀混合、便于输送和贮存、有利于提高固相高温反应的程度和速度;2.被粉碎物料的性质：强度、硬度、脆性、韧性、易磨性等;1)强度：材料抵抗外力的能力,通常以材料破坏时单位面积上所受的力来表示,单位N/㎡或Pa理想强度：物料完全均质、不含任何缺陷时的强度称为理想强度；实际强度：实际强度一般为理想强度的1/100~1/1000；强度的尺寸效应：试验片体积变小时,强度值增大←---裂纹的大小、形状、方向及数量强度随着加荷速度而变化：材料本身兼具弹性性质和延展性质强度随氛围条件而变化2)硬度：材料抵抗其他物体刻划或压入其表面的能力,也可理解为固体表面产生局部变形所需的能量;3)脆性：材料在外力作用下如拉伸、冲击等仅产生很小的变形即断裂破坏的性质;4)韧性：在外力作用下,塑性变形过程中吸收能量的能力;介于柔性和脆性之间的一种材料性能5)易磨性：在一定粉碎条件下,将物料从一定粒度粉碎至某一指定粒度所需的比功耗3.Griffith强度理论Griffith指出,固体材料内部的质点实际上并非严格地规则排布,而是存在许多微裂纹不,,当材料受拉时,这些微裂纹就会逐渐扩展,与其尖端附近产生高度的应力集中,结果使裂纹进一步扩展,直至使材料破坏;裂纹产生和扩展必须满足力和能量两个条件：1.作为力的条件而言,在裂纹尖端产生的局部拉应力必须大于裂纹尖端分子间的结合力;2.就能量条件而言,破碎时的能量消耗于两个方面：一是裂纹扩展时产生新表面所需的表面能s；二是因弹性变形而储存于固体中的能量U;4．粉碎方式和粉碎模型1)粉碎方式：挤压粉碎、劈裂粉碎、折断粉碎、研磨粉碎、冲击粉碎；挤压粉碎：多用于硬脆性、坚硬物料的粗碎；劈裂粉碎：劈裂粉碎比挤压粉碎所需压力小；折断粉碎：即物料受弯曲作用力而粉碎；研磨粉碎：主要产生细粒,其效率低、能量消耗大,用于小块物料的细磨;冲击粉碎：主要用于脆性物料的粉碎;2)粉碎模型：体积粉碎模型、表面粉碎模型、均一粉碎模型;体积粉碎模型:整个颗粒均受到破坏,粉碎后生成物多为粒度大的中间颗粒;随着粉碎过程的进行,这些中间颗粒逐渐被粉碎成细粉;冲击粉碎和挤压粉碎与此模型较接近表面粉碎模型:在粉碎的某一时刻,仅是颗粒的表面产生破坏,被磨削下微粉,这一破坏作用基本不涉及颗粒内部,这是典型的研磨和磨削的粉碎方式;均一粉碎模型:施加于颗粒的作用力使颗粒产生均匀的分散性破坏,直接粉碎成微粉;此模型仅符合结合极其不紧密的颗粒集合体如药片等特殊粉碎情形;实际粉碎过程是前两者的综合,前者构成过渡成分,后者形成稳定成分；体积粉碎看成冲击粉碎,表面粉碎看成摩擦粉碎；粗碎时宜采用冲击力和压缩力,细碎时采用剪切力和摩擦力;5.低温粉碎与混合粉碎低温粉碎对于低软化点、熔点低的热塑性物料,温度上升会失去结合水的物料,或温度上升会氧化的物料,以及常温时强韧、低温时脆性化的物料,适用低温粉碎; 采用技术有预冷物料、包裹或加入冷却介质;混合粉碎可以提升细粉效率几种粉碎性质不同的物料装入同一粉碎设备进行粉碎时,由于物料相互影响,则粉碎情形比单一物料复杂,会出现选择性粉碎,即易碎的物料更细、难碎的物料更粗;原因是：①粉碎介质受到作用力是,会优先碎裂,而高强度颗粒不足以碎裂,同时作用在高强度颗粒上的作用力部分或传递到相邻的低强度颗粒上,再次造成低强度颗粒碎裂,即易碎颗粒发生粉碎的概率大；②另一方面,两种硬度不同的颗粒相互接触并做相互运动时候,硬度大颗粒对硬度较小的颗粒产生切屑作用,软质颗粒被磨削;因此粗的更粗,细的更细;6.粉碎流程分类及特点a简单的粉碎流程b带预筛分的粉碎流程c带检查筛分的粉碎流程d带预筛分和检查筛分的粉碎流程各种粉碎流程的特点：a流程简单,设备少,操作控制较方便,但往往由于条件的限制不能充分发挥粉碎机械的生产能力,有时甚至难以满足生产要求b和d流程可增加粉碎流程的生产能力,减小动力消耗、工作部件的磨损等;适合原料中细粒级物料较多的情形;c和d流程可获得粒度合乎要求的粉碎产品,为后续工序创造有利条件,但流程较复杂,设备多、建筑投资大,操作管理工作量大,多用于最后一级粉碎作业;开路开流流程：不带检查筛分或选粉设备的粉碎流程：比较简单、设备少、扬尘少；当要求粉碎产品粒度较小时,粉碎效率低,产品中会含有部分不合格的粗颗粒物料闭路圈流流程：带检查筛分或选粉设备的粉碎流程：可直接筛选出符合粒度要求的产品;7.粉碎方式的选择以较强的化学健力结合的：要采用具有较强机械力的碎裂方式;对于拟粉碎至厘米级的矿石：可采用挤压粉碎、劈裂粉碎;对于拟磨细至微米级、纳米级的矿石：采用研磨粉碎、折断粉碎;实际过程中则是多种粉碎相互结合,连续作业;8.粒子焊接：即在粉碎的过程中,小颗粒间存在压应力,会发生焊接现象,再次形成大颗粒,可称之为二次颗粒;这些二次颗粒结构较为疏松,颗粒间焊接点少,但是当研磨强度过大时,压应力大,作用时间长,焊接程度增大,强度甚至比原矿大;在超细粉体制备时应该要极力避免通过加入分散剂来防止,其中常见的固体分散剂有微晶碳、液体分散剂有四氢呋喃等;9.粉碎机械分类;重点掌握超细粉碎机械;破碎机械：颚式破碎机,圆锥破碎机常用分类粉磨机械：振动磨,雷蒙磨超细粉碎机械：行星球磨机、气流粉碎机粉体实验仪器会考,还有加上筛分10.行星球磨机构造及原理主要有立式和卧式的两种,其主要构造组成有：电机、传动三角带、共用转盘、球磨罐、齿轮系列或三角带传动系列;其工作原理是利用磨料与试料在研磨罐内高速翻滚,对物料产生强力剪切、冲击、碾压达到粉碎、研磨、分散、乳化物料的目的;行星式球磨机在同一转盘上装有四个球磨罐,当转盘转动时,球磨罐在绕转盘轴公转的同时又围绕自身轴心自转,作行星式运动;罐中磨球在高速运动中相互碰撞,研磨和混合样品;该产品能用干、湿两种方法研磨和混合粒度不同、材料各异的产品,研磨产品最小粒度可至微米;与挤压和冲击粉碎的不同的是,球磨机靠研磨介质对物料颗粒表面不断的磨蚀实现粉碎;11.气流粉碎机构造及原理气流粉碎机其工作原理是,将高压空气或高压水蒸气通过拉瓦尔喷管加速为亚音速或超音速气流,喷出的射流带动物料做高速运动,使物料因撞击和摩擦而粉碎;由于喷嘴附近的速度梯度很大,因此,绝大多数粉碎作用发生在喷嘴附近;被粉碎的物料随气流到分级区进行分级,达到粒度要求的由收集器捕集下来,未达到粒度要求的则返回粉碎室继续粉碎,只要满足粒度要求;12.影响粉碎效率的因素：机械力大小、作用点、作用方式、作用时间等13.影响球磨效率的因素：原料性质的影响；球磨强度的影响：球磨环境的影响；球磨气氛的影响；研磨介质性质、尺寸呢及球料比的影响；球磨时间的影响;14.助磨剂助磨作用机理常为表面活性剂①助磨剂吸附在物料颗粒表面,改变颗粒的结构性质,降低颗粒的强度或硬度；②助磨剂吸附在固体颗粒表面,减小颗粒的表面能；总之,添加助磨剂使物料颗粒内的裂纹易于扩展,强度或硬度降低,颗粒软化；助磨剂吸附在颗粒表面能平衡因粉碎而产生的不饱和键,防止颗粒团聚,从而抑制粉碎逆过程;助磨剂一般分成三类：碱性聚合无机盐、碱性聚合有机盐、偶极—偶极有机化合物;15.粉碎机械力活化作用机理及影响因素机械力化学的作用机理：1)物料在机械力作用下粉碎生成新表面,颗粒粒度减小,比表面积增大,从而粉体表面自由能增大,活性增强;2)物料颗粒在机械力作用下,表面层发生晶格畸变,其中贮存了部分能量,使表面层能位升高,从而活化能降低,活性增强;3)物料颗粒在机械力作用下,表面层结构发生破坏,并且趋于无定形化,内部贮存了大量能量,使表面层能位更高,因而活化能更小,表面活性更强;4)粉磨系统输入能量的较大一部分还将转化为热能,使粉体物料表面温度升高,在很大程度上提高了颗粒的表面活性因此,物料经机械粉碎后形成的微细颗粒表面性质大大不同于原有粗颗粒,机械力的持续作用使颗粒表面的活性点不断增多,颗粒表面处于亚稳高能活性状态,易于发生化学或物理学的变化;影响机械力化学的因素：1)原料性质的影响：原料性质和各组分配比决定最终产品组成的物质基础;2)粉磨强度的影响：即能量对原子重新组合的影响;强度过低,形成非晶时间较长,甚至无法形成非晶；强度较高,形成非晶时间较短,利于非晶成分扩散,继续粉磨或造成相便；当强度达到某一值时候,会使得原料形成稳定化合物;3)粉磨环境的影响：湿法和干法两种环境,相差了助磨剂水;4)粉磨气氛的影响：利用或防止七固反应;5)粉磨时间和温度的影响：较适宜的时间和温度;16.机械力化学在应用中的特点优点：①经高能粉磨处理的物料,不仅使粒度减小,比表面积增大,而且由于反应的活性提高,可使后续热处理过程的烧成温度大幅度降低;②由于机械粉碎的同时兼有混合作用,使多组分的原料在颗粒细化同时达到均匀化,特别是均匀化程度提高,使制备的产品性能更好;③便于制备宏观、纳米乃至分子尺度的复合材料;④便于制备某些常规方法难以制备的材料;缺点：①通常需要长时间的机械处理,能量消耗大,且反应难以进行完全,在实际应用中,通常对物料进行适当的粉磨来制备前驱体而不是最终产物;②研磨介质的磨损会造成物料污染,影响粉磨产物纯度③处理金属材料时,需要用氮气、氩气等惰性气体保护,否则可能发生氧化、燃烧等不希望发生的反应;。
粉体工程课件7 分级和分离
优点
与离心式分级机相比： • 转子和循环风机可分别调速，既易于调节
细度，也扩大了细度的调节范围。 • 小型旋风筒代替大圆筒，可提高细粉的收
集效率，选粉效率可达70％以上，因而减 少了细粉的循环量。 • 设备的磨损件少，轴承受力小，振动小， 结构简单，质量轻，易制造。
• 筛孔大小。在一定的范围内，筛孔大小与 处理能力成正比关系。
• 筛孔形状。如，正方形筛孔的处理能力比 长方形的小，但是就筛分的精确度而言， 以正方形的为佳。
• 筛面长度。筛面宽度影响生产率，筛面长 度则影响筛分效率。工业上使用的筛子其 长度一般不超过宽度的2.5-3倍。
• 振动的幅度与频率。振动的目的在于筛面 上物料不断运动，防止筛孔堵塞。一般讲， 粒度小的适宜用小振幅与高频率的振动。
表示方法
①部分分级效率 ②牛顿分级效率 ③分级精度
①部分分级效率
• 部分分级效率难以得到定量值，通常用部 分分级效率曲线表示。
图（a）中曲线a是粉末原料的粒度分布曲 线，曲线b是分级后粗粒部分的粒度分布曲 线。设粒度d和d+Δd区间的原料重量为Wa， 同区间的粗粒的重量为Wb，则Wb/Wa=ηd称 为部分分级效率，又叫区间回收率。
• 加料的均匀性。单位时间加料量应该相等， 入筛料沿筛面宽度分布应该均匀。
• 料速与料层厚度。料速增快，可增加处理 能力，但筛分效率降低。料层薄，虽会减 低处理能力，但可提高筛分效率。
①振动筛 ②摇动筛 ③回转筛 ④固定筛
筛分设备
①振动筛
• 原理：筛面作上下振动，加剧物料颗粒间， 颗粒与筛面间的相对运动，提高颗粒通过 筛孔的机会。
• 物料中粗颗粒因质量大，受小风叶与撒料盘的离 心惯性力大，被甩向选粉室内壁而落下。至滴流 处与上升气流相遇，再次分选，粗粉最后落入内 锥下部经粗粉排出口排出。
粉体工程复习资料
一、名词解释1、粉体：由大量的不同尺寸的颗粒组成的颗粒群体。
2、颗粒：能单独存在并参与操作过程，还能反应物料某种基本构造与性质的最小单元。
3、颗粒形状系数：在表示颗粒群性质和具体物理现象、单元过程等函数时，把与颗粒形状有关的诸多因素概括为一个修正系数加以考虑，该修正系数即为形状系数。
（有体积形状指数、表面积形状指数、比表面积形状指数）4、颗粒形状指数：表示单一颗粒外形的几何量的各种无因次组合。
5、粒度分布：指将颗粒群用一定的粒度范围按大小顺序分为若干粒级，各级别粒子占颗粒群总量的百分数。
6、破坏包络线：对同一粉体层的所有极限摩尔圆可以做一条公切线，这条公切线成为破坏包络线。
7、填充率：粉体所占体积与粉体表观体积的比值。
8、球形度：与颗粒等体积的球和实际粉体的表面积之比。
9、孔隙率：粉体层中空隙所占有的比率。
10、配位数：某一个颗粒与周围空间接触的颗粒个数。
11、极限应力状态：在粉体层加压不大时，因粉体层的强度足以抵御外界压力，此时粉体层外观不起变化，当压力达到某一极性状态时，此时的应力称极限应力。
粉体层就会突然崩坏，这与金属脆性材料的断裂是一致的。
12、库仑粉体：分体的破坏包络线呈一条直线，称该粉体为库仑粉体。
13、粘附性粉体：破坏包络线不经过坐标原点的粉体称为粘附性粉体。
14、主动受压粉体：由于重力作用在崩塌前将其支撑住，在崩塌时临界状态称主动态，最小应力在水平方向。
15、被动受压粉体：粉体延水平方向压缩，当粉体呀倾斜向上压动时的临界状态称为被动状态，最大主应力在水平方向。
16、堆积：17、安息角/休止角：指物料堆积层的自由表面在静平衡状态下，与水平面形成的最大角度。
（安息角越小，粉体的流动性越好）18、均化：物料在外力作用下发生速度和方向的改变，使各组分颗粒得以均匀分布。
19、粉体流动函数：固结主应力与开放屈服强度存在着一定的函数关系。
20、静态拱：物料颗粒在出口处起拱，此时正好承受上面的压力这样流动停止，此时孔口处处于静止平衡状态。
粉体技术3.3
因此，循环负荷应有一合理的数值。圈流粉 磨系统只有当循环负荷控制在适当大小的 情况下操作，才能获得优质高产的结果。 循环负荷与粉磨方法和流程，磨机长短和 结构等因素有关，
图3-3使用旋风式选粉机的粉磨系统
• 采用圈流粉磨系统时，磨机和分级设备组成了 一个有机的结合体。图3-3为使用旋风式选粉 机的粉磨系统，物料从磨头仓1经喂料机2喂入 球磨机3中，经过粉磨后从磨尾排出，用螺旋 输送机4、斗式提升机5运送到旋风式选粉机6 中进行选粉。由于使用旋风分离器收集细粉， 因此选粉机下部的卸料口使用锁风螺旋7、8来 锁风。粗粉经过锁风螺旋7用螺旋输送机9送回 磨机再磨。细粉经过螺旋机8及后续的输送设 备送往成品仓。
K＝d75／d25 (3-10) 式中，d75和d25分别为部分分级效率为75%和25%的分级粒径。
• 理想分级状态下K ＝1，K值越接近1分级精度越 高；反之亦然。实际分级情形时，K值在1.4～ 2.0之间，分级状态良好，K＜1.4时分级状态很 好。 • 也有用K＝d25／d75表示分级精度的，此时K ＜1，K值越小分级精度越差。当粒度分布范围 较宽时，分级精度可用K=d90／d10或K=d10／ d90表示。类似的指数有很多，但经常采用的是 d90 分级精度指数K。
3 分级粒径
在图3-5中，曲线1为理想分级曲线， 在粒径dPc处曲线1发生跳跃突变， 意味着分级后d＞dPc的大颗粒全 部位于粗粉中，并且粗粉中无粒径 小于dPc的细颗粒，而细粉中全部 为d＜dPc的细颗粒，无粒径大于 dPc的粗颗粒。这种情况犹如将原 始粉体从粒径dPc处截然分开一样， 所以，分级粒径也称切割粒径。有 时也将部分分级效率为50%的粒径 称为切割粒径。
• 分级设备的分级能力必须与磨机的粉磨能力互相适应， 正确选择操作参数，尤其要把循环负荷与分级（选粉） 效率控制在合理范围内。在磨机的粉磨能力与选粉机的 选粉能力基本平衡时，适当提高循环负荷可使磨内物料 流速加快，增大细磨仓的物料粒度，减少衬垫作用和过 粉碎现象，使整套粉磨系统的生产能力提高。如果是粉 磨水泥，当循环负荷增加时，也增加了回粉中水化较慢 的30～80µm的颗粒。经过磨机的再粉磨，就能增加水 泥中小于30µm的微粒的含量，以提高水泥的强度。因 此，适当增大循环负荷是有好处的。但是，当循环负荷 过大，会使磨内物料的流速过快，因而粉磨介质来不及 充分对物料作用，反而使水泥的颗粒组成过于均匀，小 于30µm颗粒的含量少，以致水泥的强度下降。当循环 负荷太大时，选粉效率会降低过多，甚至会使磨内料层 过厚，出现球料比太小的现象，粉磨效率就会下降。结 果使磨机产量增大不多，而电耗由于循环负荷增长而增 长，使经济上不合算。图3-7粉磨效率与循环负荷的关 系。
超细粉体分级技术
分级技术的绿色化
环保材料
选用低污染、可降解的环 保材料，降低对环境的影 响。
能耗降低
采用高效节能技术和设备， 降低分级过程中的能源消 耗。
废弃物资源化
对分级过程中产生的废弃 物进行资源化利用，减少 对环境的负担。
分级技术的精细化
高精度分级
提高分级设备的精度和稳定性，实现超细粉体的精细 分级。
粒度分布控制
分级技术的意义
01
02
03
提高产品质量
通过精确的分级技术，可 以去除不合格的粉体颗粒， 提高产品的纯度和均匀性。
优化生产工艺
合理的分级技术能够实现 连续、高效的粉体生产， 降低能耗和生产成本。
拓展应用领域
随着分级技术的不断改进， 超细粉体的应用领域将进 一步拓展，为各行业带来 更多的发展机遇。
02
超细粉体的颗粒形态多样，可以是球形、立方体、片状等。颗粒形态对粉体的 物理和化学性质有重要影响，如比表面积、孔隙率、吸附性能等。
颗粒形态控制
可以通过物理或化学方法对超细粉体的颗粒形态进行控制，以提高其应用性能。 例如，采用球磨、化学气相沉积等方法可以制备出具有特定形态的超细粉体。
表面性质
表面性质
超细粉体的表面性质对其应用性能具有重要影响。由于粒径小，超细粉体的比表面积大，表面能高， 容易发生团聚现象。因此，需要对超细粉体的表面进行改性处理，以提高其分散性和稳定性。
应用
气流分级广泛应用于超细粉体的制备和分级，如硅微粉、碳化硅、石墨烯等。通过气流分级技术，可以获得粒度 均匀、纯度高的超细粉体产品。
静电分级
原理
静电分级是利用静电场将不同粒度的粉 体颗粒进行分离。在静电场的作用下， 颗粒受到的电场力与颗粒的电导率和电 荷量成正比。因此，通过控制电场强度 和电场方向，可以将不同粒度的粉体颗 粒进行有效分离。
粉体分级设备原理
粉体分级设备原理
一、引言
粉体分级设备是一种广泛应用于化工、食品、医药等行业的设备，其主要作用是将粉体按照粒径大小进行分级，以达到不同的粒径要求。
本文将从原理、分类、应用等方面进行介绍。
二、原理
粉体分级设备的原理是利用不同粒径的粉体在空气流中的不同沉降速度，通过调节气流速度和粉体入口位置，使得不同粒径的粉体在设备内得到分离。
具体来说，设备内部有一个旋转的分级轮，粉体从上方进入设备后，被气流带动旋转的分级轮，不同粒径的粉体在离心力的作用下被分离出来，最终分别从不同的出口排出。
三、分类
根据分级轮的不同形式，粉体分级设备可以分为离心式、振动式、旋风式等多种类型。
其中，离心式分级设备是应用最为广泛的一种，其分级轮为圆盘状，通过高速旋转产生离心力，将粉体分离。
振动式分级设备则是通过振动产生分离力，适用于一些易受振动影响的粉体。
旋风式分级设备则是通过气流的旋转产生分离力，适用于一些比较轻的粉体。
四、应用
粉体分级设备广泛应用于化工、食品、医药等行业。
在化工行业中，
粉体分级设备主要用于颜料、塑料、橡胶等领域，以满足不同颜色、
不同粒径的要求。
在食品行业中，粉体分级设备主要用于面粉、淀粉、糖粉等领域，以满足不同细度、不同颜色的要求。
在医药行业中，粉
体分级设备主要用于药粉、中药粉等领域，以满足不同粒径、不同纯
度的要求。
五、结论
粉体分级设备是一种非常重要的设备，其应用范围广泛，可以满足不
同行业的不同要求。
在未来，随着科技的不断发展，粉体分级设备也
将不断升级，更加智能化、高效化，为各行各业提供更好的服务。
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• 二、MS叶轮式分级机 • MS叶轮式分级机是由日本细川公司研制 生产的标准形分级机。该机由旋转轴、分 级叶轮、气流分配锥体、环行体、壳体、 人风口、进料口、细料排出口及粗料排出 口等部分组成。其结构如图所示。
• 该机的分级原理及工作过程是，被分级的粉料在 气流的携带下，通过进料管8从下向上进入分级腔， 在上升过程中，粉料受到二次风的“风筛”作用， 使粗粉中夹杂的细粉被分离，使细粉继续随气流 上升，在分配锥处，由于分配锥高速旋转，上升 的粉料被分散并均匀分配向四周运动。当粉料到 达叶轮分级区时，由于叶轮高速旋转产生——强 大的离心力场，此时粉料既受到向上气流和分级 机后部抽风机所产生的向心力作用，同时又受到 叶轮旋转所产生的离心力的作用。此时，粗颗粒 因受到的离心力大于向心力的作用，则就会被甩 向筒壁且沿捅壁向下运动，经粗粒出口排出。而 细粒则因受到的向心力大于离心力，则从叶轮缝 隙中随气流经细粒出口排出，并经后工序的收集 器收集。
一、涡轮式气流分级机的分级原理及分级粒径
下图所示为转子（涡轮）式气流分级机分级原理 示意图。
• 图中圆形表示分级叶轮的截面，气流以虚 线表示，P交于叶轮表面上的某一点。叶轮 平均半径为r，颗粒粒径为d，密度为δ。颗 粒在P点上受两个相反力的作用，即由叶轮 旋转而产生的离心惯性力F和气流阻力R。 这两个力可以分别用下列方程表示:
• 当粉体中某—粒径颗粒所受到的气流的向心力和 转子作用的离心力达到平衡时，该颗粒有50%的 可能性进入转子的叶轮缝隙而排出，这就是理论 上的临界分级点。分级粒径的大小，即最终获得 细粉粒径的大小取决于临界分级点的设计。 • 影响临界分级点大小的主要因素有：分级叶轮的 直径、转速、上升气流的速度及抽风机的吸力， 以及被分级产品的比重和分散件等。研究及生产 实践证明，当机型及分级物料一定时，起决定性 作用的是分级叶轮的转速。转速越高，分级粒径 越小，因而获得的产品更细。但随之带来了分级 机的生产能力下降，为此必须增大叶轮的直径以 弥补产量的下降。据报导，目前国外分级机的最 高转速已超过10000r/min。
F
6
d ( )
3
2 t
r
R 3d r
• 当颗粒所受离心惯性力大于阻力，即F＞R 时，颗粒沿叶轮方向飞向器壁，然后由分 级机底部排出机外，成为粗粒级产品；当 离心惯性力小于阻力，即F＜R时，颗粒随 中心气流从排出管排出；当颗粒所受到的 力F＝R时，理论上颗粒将绕半径为r的分级 圆轨道连续不停地旋转。此时，颗粒的直 径称为分级粒径。由此得
r r 1 18 dT t
式中 dT——分级粒径（m）； r ——分级轮平均半径（m）； δ ——物料密度（kg/m3）； ρ——气流密度（kg/m3）； vt ——叶轮平均圆周速度（m/s）； vr ——气流速度（m/s）； η——空气粘度（Pa· s）.
• 上式仅适用于球形颗粒，对于非球形颗粒 需引入形状修整系数后得:
dT
PS
t
18 r r
60 t • 将叶轮转速 n （r/min）代入上式得 2r
r 9.55 18 dT n r ( )
• 由上式可知，要获得较细的分级产品，关 键是要降低分级粒径。上式指出，提高叶 轮转速n，增大分级叶轮直径2r，提高被分 级物料密度，减小气流速度vr，减小气流的 粘度和密度等，可使分级粒径dT降低。此 时可获得较细的产品。然而，对于某一型 号的分级设备及物料与介质而言，其上述 参数往往是固定的。此时的分级粒径就是 该设备对这种物料的分级极限。即该设备 所获得的分级产品的粒径下限最低值，就 是此条件下的分级粒径dT。从理论上讲， 要想获得比粒径下限更低的产品是不可能 的。
• 三、涡流式分级机 • 涡流式分级机也是德国A1pine公司生产的一种 分级机。该机的分级室是由两块高速旋转的平板 构成，平板之间装有导向叶片。该结构使分级室 内空气旋流流速的平均值与壁的旋转速度近似相 等，通过调节叶片的角度就可改变空气旋转流环 半径的大小，因而可改变分级粒径的大小。该机 的结构如图所示。 • 涡流式分级机有许多改进型，如MPS型、MPSHD型等。这类分级机根据被分级物料性质不同， 其分级粒度可达2~100μm。