一文讀懂細粉體濕法分級技術與設備

        一.市場背景 細(xi)(xi)粉體(ti)工(gong)業(ye)(ye)是伴隨現代高技(ji)術和新材料(liao)產業(ye)(ye)發(fa)展(zhan)起來的新興產業(ye)(ye)，是繼IT和信息產業(ye)(ye)之(zhi)后發(fa)展(zhan)快的行業(ye)(ye)之(zhi)一。細(xi)(xi)粉體(ti)材料(liao)已(yi)在化工(gong)、建材、冶金..

一.市場背景

細粉體(ti)工(gong)業(ye)(ye)是(shi)伴(ban)隨現代(dai)高技(ji)術(shu)和新(xin)材料(liao)產業(ye)(ye)發(fa)展起(qi)來的(de)新(xin)興產業(ye)(ye)，是(shi)繼IT和信息產業(ye)(ye)之后發(fa)展快的(de)行(xing)業(ye)(ye)之一。細粉體(ti)材料(liao)已在化工(gong)、建材、冶金、電子、醫藥、生物工(gong)程(cheng)、陶(tao)瓷、農藥、涂料(liao)、防及技(ji)術(shu)等域得到了廣泛(fan)的(de)應用。

但(dan)應用部門(men)對(dui)細粉(fen)體提出了越來(lai)越高的(de)要(yao)(yao)求(qiu)，他們(men)不僅要(yao)(yao)求(qiu)粉(fen)體細，而且粒(li)徑分(fen)布要(yao)(yao)窄。在粉(fen)碎過(guo)程(cheng)中(zhong)，往往只(zhi)有一部分(fen)粉(fen)體達到粒(li)度要(yao)(yao)求(qiu)，如(ru)不將已經達到要(yao)(yao)求(qiu)的(de)產(chan)品(pin)及(ji)時(shi)分(fen)離出去(qu)，而與未(wei)達到粒(li)度要(yao)(yao)求(qiu)的(de)產(chan)品(pin)一起(qi)再(zai)粉(fen)碎，則(ze)會造成能(neng)源浪費和部分(fen)產(chan)品(pin)的(de)過(guo)粉(fen)碎問(wen)題。

此(ci)外，顆(ke)粒細化(hua)(hua)到程(cheng)度(du)(du)后，會出現團聚的(de)(de)(de)現象(xiang)，甚至因顆(ke)粒團聚變大(da)而使粉碎工藝惡化(hua)(hua)。隨著所需粉體(ti)(ti)細度(du)(du)的(de)(de)(de)提高(gao)和(he)產(chan)量的(de)(de)(de)增加(jia)，分級(ji)技術(shu)的(de)(de)(de)難度(du)(du)也(ye)越來越高(gao)，粉體(ti)(ti)分級(ji)問題已成為(wei)制約(yue)粉體(ti)(ti)技術(shu)發展的(de)(de)(de)關鍵(jian)，是粉體(ti)(ti)技術(shu)中重要的(de)(de)(de)基礎技術(shu)之一。

因此，對細粉體分級技(ji)術與設備的研究要(yao)。

二.濕法(fa)分級技術與(yu)干(gan)法(fa)的區別

粉體的分(fen)級技術按所用(yong)的流(liu)體介(jie)質不同可分(fen)為(wei)濕法分(fen)級(介(jie)質為(wei)水或其(qi)它液體)與干法分(fen)級(介(jie)質為(wei)空氣)。

干法與(yu)濕法分離(li)粉對比

干法(fa)分級(ji)技術(shu)是(shi)利用空氣(qi)作為(wei)分級(ji)介質，運行(xing)成(cheng)本較低，維護方(fang)便(bian)易行(xing)。但它有(you)兩(liang)個(ge)不足：一是(shi)容易產生(sheng)大氣(qi)污(wu)染，二是(shi)分級(ji)的精度不高。

目前濕(shi)法分(fen)級(ji)(ji)(ji)設(she)備主要分(fen)為離心式水力(li)方式和(he)重(zhong)力(li)沉(chen)降(jiang)式兩大(da)類。濕(shi)法分(fen)級(ji)(ji)(ji)采(cai)用液體(ti)作為分(fen)級(ji)(ji)(ji)介質，雖然存在(zai)著需(xu)要二次處理問(wen)題，但它有著分(fen)級(ji)(ji)(ji)精度高、無爆炸性粉塵等(deng)優點，更符(fu)合現代工業的高要求。

三.濕法分級設備類型及對比(bi)

常用的濕(shi)式細(xi)分級(ji)設備，主要(yao)是基于(yu)離(li)心力沉降原(yuan)理的水(shui)力旋(xuan)流器(qi)和(he)螺(luo)旋(xuan)式離(li)心分級(ji)機(ji)。

水力水力旋流器特點

水力(li)旋(xuan)流器的優(you)點(dian)是(shi)：構造簡(jian)單，價廉，無運(yun)動部件，生產量大，占(zhan)地面積小，筒(tong)體內料漿停留時間短(duan)，工作(zuo)(zuo)很快達到穩定的狀態，分(fen)(fen)級效率高(gao)。其缺點(dian)是(shi)：磨損較嚴(yan)重(zhong)，給了(le)得濃(nong)度(du)，粒(li)度(du)，壓力(li)要穩定，否則對(dui)工作(zuo)(zuo)指標(biao)的影(ying)響較大。水力(li)旋(xuan)流器廣泛(fan)應(ying)用于分(fen)(fen)級粒(li)度(du)為(wei)0.003-0.25nm的分(fen)(fen)級作(zuo)(zuo)業或分(fen)(fen)級粒(li)度(du)小于15um懂得濃(nong)縮(suo)或澄清作(zuo)(zuo)業。

螺旋式離心分級機

螺(luo)旋(xuan)式離(li)心(xin)分級機具有連續操作(zuo)強，處理能(neng)力大(da)，單位產量能(neng)耗(hao)少，維修方便等優點。它能(neng)夠處理顆(ke)粒(li)粒(li)徑(jing)1um-10mm的分級作(zuo)業。

1、水力旋流器

示例：北京古生代粉體科(ke)技有(you)限公司 水力旋流器實物圖(tu)

水力旋(xuan)流器的分級過程是(shi)：

礦漿(jiang)在壓力作用(yong)下(xia)經給礦管沿柱體(ti)(ti)切線方向進入殼(ke)體(ti)(ti)，在殼(ke)內(nei)做回轉運動，礦漿(jiang)中(zhong)的(de)粗顆(ke)粒(或密度大的(de)顆(ke)粒)因受(shou)到較(jiao)大的(de)離心(xin)(xin)力而進入回轉流的(de)外(wai)圍，并同時隨礦漿(jiang)流向下(xia)流動，終(zhong)由底(di)部(bu)沉(chen)砂嘴排(pai)出成(cheng)為沉(chen)砂;細(xi)顆(ke)粒所受(shou)離心(xin)(xin)力較(jiao)小，處于(yu)回轉流并隨液流髑上運動，后由溢流管排(pai)出成(cheng)為溢流。

水力旋流器的(de)結構及工(gong)作原理(li)示意圖

1—圓(yuan)柱體殼;2—圓(yuan)錐體殼;3—給礦(kuang)管(guan)口;4—沉砂(sha)排(pai)(pai)出嘴(zui);5—溢流管(guan);6—溢流排(pai)(pai)出管(guan)口

2、臥式(shi)螺旋離心分(fen)級(ji)機

舉例：臥式(shi)螺旋(xuan)離心(xin)分級機(ji)實物(wu)圖

臥式(shi)螺旋離(li)心分(fen)級機(ji)工作(zuo)原理：

轉(zhuan)鼓(gu)(gu)通(tong)過主(zhu)軸(zhou)承(cheng)(cheng)水(shui)平安(an)裝在(zai)(zai)機(ji)座上(shang)并通(tong)過聯接(jie)與(yu)差速器(qi)外殼相(xiang)連，螺旋推(tui)料(liao)器(qi)通(tong)過滾(gun)動(dong)軸(zhou)承(cheng)(cheng)或(huo)(huo)滑(hua)動(dong)軸(zhou)承(cheng)(cheng)同(tong)心(xin)安(an)裝在(zai)(zai)轉(zhuan)鼓(gu)(gu)內并通(tong)過花鍵軸(zhou)與(yu)差速器(qi)輸出軸(zhou)相(xiang)連。轉(zhuan)鼓(gu)(gu)與(yu)螺旋推(tui)料(liao)器(qi)之(zhi)間有微小的(de)徑向問隙(xi)，在(zai)(zai)電機(ji)的(de)帶動(dong)下(xia)兩者(zhe)同(tong)向以不同(tong)轉(zhuan)速旋轉(zhuan)。待分(fen)級或(huo)(huo)分(fen)離(li)的(de)懸(xuan)浮(fu)液(ye)由(you)加料(liao)管加入(ru)螺旋推(tui)料(liao)器(qi)的(de)推(tui)進倉內，加速后由(you)螺旋E的(de)進料(liao)孔(kong)進入(ru)轉(zhuan)鼓(gu)(gu)內。在(zai)(zai)離(li)心(xin)力(li)的(de)作用下(xia)，進入(ru)轉(zhuan)鼓(gu)(gu)內的(de)懸(xuan)浮(fu)液(ye)很快分(fen)成(cheng)(cheng)兩層(ceng)，較粗或(huo)(huo)較重的(de)顆粒沉積在(zai)(zai)轉(zhuan)鼓(gu)(gu)內壁上(shang)形(xing)成(cheng)(cheng)沉渣層(ceng)，而含較細或(huo)(huo)較輕顆粒的(de)液(ye)相(xiang)則形(xing)成(cheng)(cheng)內環分(fen)離(li)液(ye)層(ceng)。沉渣f固體(ti)顆粒)被螺旋推(tui)料(liao)器(qi)推(tui)送到轉(zhuan)鼓(gu)(gu)小端(duan)，在(zai)(zai)錐段進一步脫水(shui)后由(you)轉(zhuan)鼓(gu)(gu)小端(duan)的(de)出渣口甩(shuai)出轉(zhuan)鼓(gu)(gu)，分(fen)離(li)液(ye)采用溢(yi)流方式或(huo)(huo)向心(xin)泵方式排出。

臥式螺旋離(li)心分級(ji)機的結構及工(gong)作原理示(shi)意圖

1—差速(su)器;2—轉鼓;3—螺旋(xuan)推料(liao)(liao)器;4—機殼;5—進(jin)料(liao)(liao)管(guan);6—排渣口(kou);7—進(jin)料(liao)(liao)倉;8—溢流環

四.總結

下表為 水力旋(xuan)(xuan)流(liu)器與臥(wo)式螺旋(xuan)(xuan)離心(xin)機技術經濟指標對比舉例

螺旋分級機(ji)由于工作穩定，目(mu)前在(zai)中(zhong)和(he)俄羅斯的選礦廠仍在(zai)沿用。從工藝上來說，螺旋分級機(ji)大的弱點是：

1)不易獲得較(jiao)細的(de)分級(ji)溢流細度。

2)分(fen)級效(xiao)(xiao)率低(di)，一般僅(jin)為(wei)20%～40%。我選礦廠(chang)一段分(fen)級效(xiao)(xiao)率高為(wei)36.25%，低(di)位26.79%。二段分(fen)級效(xiao)(xiao)率高位38.43%，低(di)位17.23%。

3)螺旋葉(xie)片(pian)及螺旋下(xia)端止(zhi)推軸承(cheng)易磨損，且檢修(xiu)很(hen)不方便。

4)不(bu)易于是先自動控(kong)制，且控(kong)制參(can)數繁雜(za)，每(mei)次檢修(xiu)后數學(xue)模型需重新校核修(xiu)正。

由于上述原因，螺旋分級機逐漸被水力旋流器或其他分級設備取代。目前，水力旋流器組以其的性能、低廉的運行成本、穩定的產品質量得到廣泛的應用，現已成功用于高嶺土、伊利石、絹云母、硫酸(suan)鋇(bei)、碳(tan)化(hua)硼、碳(tan)化(hua)硅(gui)、氧化(hua)鋁、氫氧化(hua)鋁、稀土氧化(hua)鋯(gao)、硅(gui)酸(suan)鋯(gao)、高純(chun)硅(gui)微粉、纖維鈦(tai)等。