超细粉体分级技术116页PPT

气流分级设备
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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。

(a)堆积密度，密度大，筛分能力与颗粒密 度成正比；密度小，飘扬，不成正比
(b)粒度分布 ：一般讲，细粒多，则处理 能力大
(c)含水量 ，水分含量高，可用湿法筛分
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3．影响筛分的因素 －机械的影响
(a)孔隙率 开孔率愈小，则筛分能力愈小，寿 命相对长
(b)筛孔大小 (c)筛孔形状 (d)振动的振幅与频率 ：粒度小宜用小振幅与高
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简化后
E 1 10% 0 (11)
工业上实际操作的平均筛分效率约为70％
一98％，这与各下述因素有关，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。
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3．影响筛分的因素 －物料的影响
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2、重力式分级机
利用空气阻力和 重力之间的平衡 关系，调整颗粒 粒度进行分级。
m•g6d3p(sa)
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3、粗分级机
产品细度范围为 0.08mm方孔筛筛余 10％一20％左右
结构简单，操作管 理方便，无运动部 件，不易损坏。但 要配风机及除尘器 为辅助设备。
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分级模型
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牛顿效率（1）
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牛顿效率（2）
1．牛顿效率ηN ： F原料， A：a成分的量，B：b成分的量 Xf－原料中a成分的含有率； 1-Xf原料中b成分的含有率； Xa－a成分产品中a成分的含有率； 1-Xa－a成分产品中b成分的含有率； Xb－b成分产品中a成分的含有率； 1-Xb－b成分产品中b成分的含有率；

颗粒大小——粉体系统各种性质影响很大 颗粒集合---吸引力，输送 颗粒制备---粉碎
16.02.2019
颗粒大小决定（影响）： e.g. 水泥的凝结时间、强度； 结构陶瓷的强度、韧度； 功能材料的功能； 催化剂的活性； 食品的味道； 药物的药力； 颜料的着色力；
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e.g.陶瓷材料性能由： a.材料组分； b.显微结构--粉体特性（颗粒度、形状、团聚 状态、相组分)； 亚微米―纳米级超细粉，加速烧结过程中动力 学过程，降低烧结时间，改善烧结体性能； e.g.水泥工艺是两磨一烧,水泥性能由 a.材料组成（煅烧）； b.颗粒度（颗粒大小及分布）； 水泥（溶胶－凝胶法，DSP）
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粉体技术所涉及到的行业和产品应用
食品 颜料 能源 粮食加工、面粉蛋白分离、调味料、保健食品、食品 添加剂、 偶氮颜料、酞青系列颜料、氧化铁系列颜料、氧化铬 系列 煤粉燃烧、固体火箭推进剂、水煤浆、
电子
电子浆料、电子塑封料、集成电路基片、电子涂料、 荧光粉、铁氧体
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粉体技术所涉及到的行业和产品应用
建材 精细 陶 瓷 环保 机械 水泥、建筑陶瓷生产、复合材料、木粉 原料细化处理、梯度材料、金属与陶瓷复合材料、颗 粒表面改性 脱硫用超细碳酸钙、固体废弃物的再生利用、各类粉 状污水处理剂 粒度砂、微粉磨料、超硬材料、固体润滑剂、铸造型 砂
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DSP水泥;densified systems containing homogeneous 16.02.2019 arranged ultrafine particle;DSP cement
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非金属矿行业对国民经济和社会就业的贡献和影响不 断提高，2000年非金属矿工业总产值已达548.82亿元， 超过金属矿工业总产值（435.34亿元）。非金属矿产 品与金银铜铁一样，是社会发展不可缺少的重要物质 资料。在出口方面，非金属矿产品是我国改革开放以 来出口创汇增长最快的产品；其巨大贡献是不争的事 实。非金属矿产品在"六五”期间出口12.5亿美元,"七 五"期间达到25.7亿美元，"八五"期间超过53.7亿美元， "九五"期间超过100亿美元。2000年出口创汇24.29亿 美元，2001年达到28亿美元，2002年继续保持增长 势头。件

工作原理： 特点：物料分散充分，选粉性能好；生产能力大；产品
细度调节方便；机构紧凑，质量小。 缺点：立轴长，机身高。
5 超细分级及设备
5.1超细分级原理： （1）离心分级：离心力场中颗粒可获得比重力加速度大
得多的离心加速度，故同样的颗粒在离心场中的沉降速 度远大于重力场情形，即离心力场中可得到较小的分级 粒径。
5.3超细分级设备
5.3.1重力式超细粉碎机（图9－34－35） 利用不同粒径的颗粒在重力场中的沉降速度不同
而进行的分级过程。分为水平流型和垂直流型。
5.3.2惯性分级机 原理：颗粒运动时具有一定动能，运动速度相同
时，质量大者其动能也大，即运动惯性大。当它 们受到改变其运动方向的作用力时，由于惯性的 不同会形成不同的运动轨迹，从而实现大小颗粒 的分离。
③含水量：干法筛分时，物料含水量达到一定程度时，筛孔易堵 导致筛分能力下降；若因势利导改成湿法筛分，反可 使处理能力提高。
3.6影响筛分因素
（2）机械：
①开孔率：筛面开孔率越小，筛分处理能力越小，但筛面使用 寿命相对会延长。
②筛孔大小：在一定范围内，筛孔大小与处理能力成正比，但 是筛孔过小的话，筛分处理能力会急剧降低。
（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
③筛孔形状：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，以正方形为佳。
④振动的振幅与频率：粒度小的适宜用小振幅与高频率。 ⑤加料的均匀性：单位时间加料量应该相等，入筛料沿筛面宽

• 相 n4，对…应…的，颗n粒i，个…数…为…：nnn；1，总个n数2，Nn=3，ni • 相 w4对，应…的…，颗w粒i，质…量…为..：wwn。1，总w质2量，Ww=3，Wi
大家好 26
平均粒径计算公式
• 1.个数长度平均径
• 公式：
Dnl
(nd)
n
(wd2) (wd3)
大家好 27
大家好 50
大家好 51
100
100
筛下累积分布 （%） 筛上累积分布 （%）
75
75
50
50
25
25
D50
0
0
0.5 1.5 2.5 3.5 4.5 5.5 6.5 7.5 8.5 9.5 10.5 11.5 12.5
粒径，微米 图2-5 筛上和筛下累积分布直方图与曲线图
大家好 52
3. 频率分布和累积分布的关系
fi( D p D p ) 2 fi( D p D 5) 2 0
• 式中 DP=d50——平均粒径；
•
σ——分布的标准偏差；
• 它反映分布对于的分散程度。
大家好 63
频率，%
1
0.35
0.3
0.25
0.2
0.15
0.1
0.05
0
0
1
2
3
4
5
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粒径，（微米） 图 2-7 正态分布的频率分布曲线
(nd2) n
(wd) (wd3)
大家好 31
• 6个数体积平均径 • 公式：
Dnv3
(nd3) n 3
w (wd3)
大家好 32
• 7长度体积平均径 • 公式：
Dlv
(nd3) (nd)

• 循环风量可由气阀调节，也可以控制选粉 室气流上升速度(调节细度)。
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。

粉体工程超细分级与固 液分离设备
2020/11/29
粉体工程超细分级与固液分离设备
学习重点
1、超细分级原理 2、过滤基本概念 3、雾化器结构及特点
粉体工程超细分级与固液分离设备
1 超细分级原理及设备
1.1 超细分级原理
1.1.1 离心分级 设颗粒在离心场中的圆周运动速度为ut，角
速度为ω，回转半径为r，则在Stokes沉降状态下 ，颗粒所受离心力Fc和介质阻力Fd分别为
被分级粉体进入分级室之前要充分分散。
粉体工程超细分级与固液分离设备
1.2 干式分级和湿式分级
1.2.1 干式分级 干式分级多为气力分级。气力超细分级机的
技术关键之一是分级室流场设计。理想的分级力 场应该具有分级力强、有较明显的分级面、流场 稳定及分级迅速等性质。
粉体工程超细分级与固液分离设备
技术关键之二是分级前的预分散问题。 （1）机械分散方法
粉体工程超细分级与固液分离设备
压力雾化器优点：结构简单，制造成本低，维 修、更换方便；动力消耗较小；改变喷嘴的内部结 构，可获得到不同的雾化效果。缺点：生产过程中 流量及操作压力无法单独调节，否则会影响雾化质 量。喷嘴孔径很小，一般在φ1mm以下，极易堵塞 ，不适于高粘度料液。喷嘴易磨损，需经常更换。
压头， U2/2g称为动压头，三者之和为总压头。 其实际意义为：当流体在系统中作稳定流动时，
其具有能量守恒性，该能量守恒式即为伯努利方程。
粉体工程超细分级与固液分离设备
2.1.3 优缺点： 优点：构造简单，无运动部件；
占地面积小，处理能力大； 设备费用低； 有利于连续化、自动化操作。 缺点：液体进口速度大，所以阻力大，磨损严重。
净化。
粉体工程超细分级与固液分离设备

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几种膜分离过程的基本特征 第15页/共24页
4.1 微滤技术简介
微滤(Microfiltration，简称MF)是利用微孔膜孔径的大小，以压 差为推动力，利用膜的“筛分”作用进行分离的压力驱动型膜过程。 通常，微滤过程所采用的微孔膜孔径在0.05-10um范围内，一般认为微 滤过程用于分离或纯化含有直径近似在0.02-10um范围内的微粒的液体。 膜的孔数和孔隙率取决于膜的制备工艺，分别可高达107个/cm3及80％。 由于微滤所分离的粒子通常远大于用反渗透和超滤分离溶液中的溶质 及大分子，基本上属于固液分离，不必考虑溶液渗透压的影响，过程 压差为0.01-0.2MPa，而膜的渗透通量远大于反渗透和超滤．而对以更 高压差为推动力的反渗透、纳滤、超滤则主要用于均相分离，从溶液 中除去溶质。另一方面，微滤膜的孔径一般小于10um，微滤过程所除 去的颗粒为10um以下。
相对于其他分离第过10页程/共2，4页膜分离技术具有以
(1)高效 分离过程可以做到将相对分子量为几 千甚至几百的物质进行分离(相应的颗粒大小为 纳米级)。
(2)低能耗 因为大多数膜分离技术过程都不发 生相的变化，而相变化的潜热是很大的。
(因而对热敏性物质的处理就 具有独特的优势。
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随着粒径的减小，理论最小分离因数Fr在增大， 超细粉体的分离越来越困难。在离心分离二氧化 钛悬浮液时，T=298K,ρ=2.98g/cm3情况时， 按平均粒径0.25um计算理论分离因素，得Fr竟 要2.5＊104大大超过常速离心机的分离因素 （<3500)以及高速离心机的分离因素(>3500)。 一般的工业离心机只能分离粒径在微米级的颗粒。 同时离心分离难以实现大型化，而且离心洗涤操 作复杂，劳动强度大，效率低。

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
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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。

化妆品领域
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02
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粉底
超细粉体可以作为粉底的 原料，具有遮盖力强、色 泽自然、透气性好等特点。
散粉
超细粉体可以作为散粉的 原料，具有控油、定妆、 提亮肤色等作用。
眼影
超细粉体可以作为眼影的 原料，具有色彩鲜艳、附 着力强、不易脱妆等特点。
பைடு நூலகம்
食品领域
食品添加剂
超细粉体可以作为食品添 加剂，如增稠剂、乳化剂、 调味剂等，改善食品的口 感和质地。
扫描电子显微镜
总结词
扫描电子显微镜是一种高分辨率的表征技术，能够观察超细 粉体的形貌和粒度。
详细描述
扫描电子显微镜利用电子束扫描样品表面，通过检测样品表 面散射的二次电子或背散射电子来成像。该技术具有高分辨 率和高放大倍数，能够清晰地观察超细粉体的形貌和粒度。
透射电子显微镜
总结词
透射电子显微镜是一种高分辨率的表征技术，能够观察超细粉体的晶体结构和内部结构。
超细粉体分析课件
目 录
• 引言 • 超细粉体的基本特性 • 超细粉体的制备方法 • 超细粉体的表征技术 • 超细粉体的应用 • 超细粉体的发展趋势与挑战
contents
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引言
主题介绍
定义
超细粉体是指粒径极小的粉末， 通常在纳米至微米范围内。
分类
根据粒径大小，超细粉体可分为 纳米粉体和微米粉体。
详细描述
透射电子显微镜利用高能电子束穿透样品，通过检测透过样品的电子束强度和相位移来 成像。该技术具有高分辨率和高放大倍数，能够观察超细粉体的晶体结构和内部结构。
X射线衍射
总结词
X射线衍射是一种无损的表征技术，能够分析超细粉体的晶体结构和物相组成。