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文檔簡介
1、第三章第三章 粉粒體的制備粉粒體的制備 概論概論 本講內(nèi)容本講內(nèi)容 破碎破碎 粉磨粉磨 分級(jí)分級(jí) 粉體的合成與制備方法粉體的合成與制備方法 一、粉碎概論一、粉碎概論 粉碎粉碎:以外力克服固體物料質(zhì)點(diǎn)間內(nèi)聚力使物料 尺寸減小的過程。 1.1 粉碎的定義與分料粉碎的定義與分料 1.2 物料的硬度、脆性與強(qiáng)度物料的硬度、脆性與強(qiáng)度 硬度硬度:莫氏硬度:滑石為1,金剛石為10。 硬質(zhì)物料7-10,中等硬度物料4-6,軟質(zhì)物料1-3。 脆性脆性:物料的抗沖擊力大小 韌性韌性:物料的抗斷裂阻力大小 Ib=H/Kc Ib:脆性指數(shù),H硬度,Kc:韌性值 機(jī)械強(qiáng)度機(jī)械強(qiáng)度:單位面積所能承受的外力,即物料的抗破
2、碎阻 力,直接影響粉碎過程及效率。 抗壓強(qiáng)度、抗剪強(qiáng)度、抗彎強(qiáng)度和抗拉強(qiáng)度 強(qiáng)度大、硬度高的物料稱為堅(jiān)硬物料。強(qiáng)度大、硬度高的物料稱為堅(jiān)硬物料。 1.3 易碎性與易磨性易碎性與易磨性 反映物料粉碎的難易程度。 強(qiáng)度和硬度都大的物料較難粉碎,硬度大而強(qiáng)度 不大的物料較硬度小而強(qiáng)度大的物料易于粉碎。 粉碎的難易程度與物料的硬度、脆性、韌性、機(jī) 械強(qiáng)度以及物料的粒度、粉碎機(jī)械原理、工藝流 程等因素有關(guān)。 易碎系數(shù)(Km):粉碎標(biāo)準(zhǔn)物料的單位電耗Eb與粉碎 干燥狀態(tài)下某一物料的單位電耗E之比。 物料的易碎系數(shù)愈大,愈容易粉碎。物料的易碎系數(shù)愈大,愈容易粉碎。 1.4 粉碎的施力方式粉碎的施力方式 壓碎
3、壓碎:擠壓力(a) 擊碎擊碎:沖擊力(b) 磨剝磨剝:摩擦力(c) 彎折彎折:彎曲力(d) 劈碎劈碎:劈力(e) 粉碎方式的選擇 粉碎機(jī)械的選擇粉碎機(jī)械的選擇 物料硬度、脆性、韌性、機(jī)械強(qiáng)度;物料尺寸 硬質(zhì)物料硬質(zhì)物料 以彎折配合沖擊作用進(jìn)行粉碎 以磨剝作用粉碎,設(shè)備磨損嚴(yán)重 脆性物料脆性物料 以彎折、劈碎或沖擊作用進(jìn)行粉碎 以磨剝作用粉碎,產(chǎn)品中細(xì)粉量偏多 韌性、粘性物料韌性、粘性物料 采用磨剝方式粉碎 1.5 粉碎比粉碎比 定義:粉碎前物料尺寸與粉碎后物料尺寸的比值。 種類: 以顆粒平均尺寸計(jì)算粉碎比(平均粉碎比) 以顆粒定值通過率尺寸計(jì)算粉碎比 以顆粒最大線尺寸計(jì)算粉碎比(極限粉碎比)
4、公稱粉碎比 有效粉碎比 多級(jí)粉碎:多臺(tái)粉碎機(jī)械串聯(lián)作業(yè) 各段粉碎比ii :各臺(tái)粉碎機(jī)的粉碎比; 總粉碎比it :粉碎前后物料尺寸之比, ii = ii ii ii ii 單級(jí)粉碎:單臺(tái)粉碎機(jī)械單獨(dú)作業(yè) 破碎比為310,粉碎比為40400; 概論概論 破碎破碎 粉磨粉磨 分級(jí)分級(jí) 粉體的合成與制備方法粉體的合成與制備方法 二、破碎二、破碎 擠壓式破碎機(jī):顎式、旋回、圓錐、輥式 沖擊式破碎機(jī):錘式、反擊式 2.1、顎式破碎機(jī)、顎式破碎機(jī) 粗碎大塊堅(jiān)硬或磨蝕性很強(qiáng)的物料。粗碎大塊堅(jiān)硬或磨蝕性很強(qiáng)的物料。 構(gòu)造簡單,價(jià)格低廉,維護(hù)方便。 簡擺式顎式破碎機(jī)簡擺式顎式破碎機(jī) n工作部件: n破碎腔 n調(diào)整
5、裝置 n保險(xiǎn)裝置 n支撐裝置 n傳動(dòng)機(jī)構(gòu) n粒度控制: n改變后推力板 支座的墊板 n移動(dòng)楔鐵 n移動(dòng)推力板 復(fù)擺式顎式破碎機(jī)復(fù)擺式顎式破碎機(jī) 只有一個(gè)推力板,動(dòng)顎 的懸掛軸同時(shí)是傳動(dòng)的偏心 軸,取消了連桿。 動(dòng)顎運(yùn)動(dòng)軌跡復(fù)雜:上 端圓形,中部橢圓形,下端 圓弧形。 產(chǎn)品粒度通過楔鐵調(diào)整 排料口間隙控制。 比簡擺式顎式破碎機(jī)生產(chǎn)能 力增加30%,但齒板磨損更 嚴(yán)重。 2.2、圓錐破碎機(jī)、圓錐破碎機(jī) 動(dòng)錐和固定錐。動(dòng)錐做偏心旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng),使物料受到擠壓、彎 曲、剪切作用而破碎。連續(xù)破碎,生產(chǎn)能力較顎式破碎機(jī)大, 功耗低。 旋回破碎機(jī)旋回破碎機(jī) n工作部件:工作部件: n 動(dòng)錐正置,固定錐倒置,支承
6、裝置結(jié)構(gòu)簡單。 n粒度調(diào)整:粒度調(diào)整: n 產(chǎn)品粒度通過升、降主軸和動(dòng) 錐來改變排料口寬度進(jìn)行調(diào)節(jié)。 n過載保護(hù):過載保護(hù): n 通過傳動(dòng)皮帶輪上的保險(xiǎn)銷破 壞來實(shí)現(xiàn) n適用范圍和特點(diǎn):適用范圍和特點(diǎn): n 粗碎堅(jiān)硬物料 n 產(chǎn)量大 n 能耗低 n 產(chǎn)品粒度均勻 菌形圓錐破碎機(jī)菌形圓錐破碎機(jī) n工作部件:工作部件: n 動(dòng)錐正置,固定錐正置,支 承裝置結(jié)構(gòu)復(fù)雜; n 根據(jù)平行帶的高度分為標(biāo)準(zhǔn) 型、短頭型和中間型。 n粒度調(diào)整:粒度調(diào)整: n 產(chǎn)品粒度通過調(diào)整固定錐的 高度位置來改變排料口寬度 進(jìn)行調(diào)節(jié)。 n過載保護(hù):過載保護(hù): n 利用機(jī)身周圍保險(xiǎn)彈簧的壓 縮或液壓油缸的泄壓實(shí)現(xiàn)。 n適用范圍
7、和特點(diǎn):適用范圍和特點(diǎn): n 標(biāo)準(zhǔn)型適用中碎,短頭型適 用細(xì)碎,中間型適用中細(xì)碎 n 產(chǎn)量大,能耗低 n 產(chǎn)品粒度均勻 n 設(shè)備較貴,檢修和維護(hù)困難 2.3 錘式破碎機(jī)錘式破碎機(jī) 中碎硬脆性物料,細(xì)碎中硬和軟質(zhì)物料。中碎硬脆性物料,細(xì)碎中硬和軟質(zhì)物料。 生產(chǎn)能力大,破碎比高,能耗低,結(jié)構(gòu)簡單緊湊。粉碎 堅(jiān)硬物料時(shí)錘頭和篦條磨損大,粉碎粘濕性物料生產(chǎn)能力降 低。 最常用的是單轉(zhuǎn)子、多排、鉸接、不可逆式錘式破碎機(jī)。 2.4 反擊式破碎機(jī)反擊式破碎機(jī) 破碎脆性、纖維性及中破碎脆性、纖維性及中 硬以下物料,硬以下物料,破碎比大, 過粉碎少,破碎效率高, 能耗低,結(jié)構(gòu)簡單緊湊, 維修方便。 結(jié)構(gòu)與錘式破
8、碎機(jī)類似,只是板錘 與轉(zhuǎn)子剛性連接,利用轉(zhuǎn)子的整體動(dòng) 能沖擊物料。 破碎腔中有兩段沖擊板,物料受到 板錘和沖擊板反復(fù)沖擊破碎,也存在 物料之間的沖擊破碎。 2.5 輥式破碎機(jī)輥式破碎機(jī) 破碎堅(jiān)硬、濕度或粘性大的物料,產(chǎn)品中立方體物破碎堅(jiān)硬、濕度或粘性大的物料,產(chǎn)品中立方體物 料較多。料較多。 結(jié)構(gòu)簡單緊湊,價(jià)格低廉,粒度調(diào)整方便。 雙輥破碎機(jī)雙輥破碎機(jī) 彈簧的壓力平衡兩輥之間粉碎作用力,以保持排料口間隙; 遇硬質(zhì)非破碎物體時(shí),彈簧被壓縮,可動(dòng)輥避讓。 光面輥:擠壓作用,中硬或堅(jiān)硬物料。 槽面輥:擠壓、剪切作用,強(qiáng)度不大的脆性或粘濕性物料。 齒面輥:擠壓、劈裂作用,片狀軟質(zhì)或低硬度脆性物料。 輥
9、壓機(jī)輥壓機(jī) 工作件:一個(gè)固定輥,一個(gè)可沿導(dǎo)軌移動(dòng)的可 動(dòng)輥,由液壓系統(tǒng)推動(dòng)。 預(yù)應(yīng)力粉碎:50500MPa作用力使物料粉碎或 “壓片”,改善粉料的易磨性。 n輥壓機(jī)粉碎系統(tǒng)輥壓機(jī)粉碎系統(tǒng): n輥壓機(jī)、 n分級(jí)機(jī)、 n球磨機(jī)、 n打散機(jī)組 概論概論 破碎破碎 粉磨粉磨 分級(jí)分級(jí) 粉體的合成與制備方法粉體的合成與制備方法 三、粉磨三、粉磨 粉磨機(jī)粉磨機(jī) 摩擦類摩擦類 擠壓類擠壓類 施力方式 沖擊類沖擊類 快速磨快速磨 慢速磨慢速磨 工作速度 球磨機(jī)球磨機(jī) 礫磨機(jī)礫磨機(jī) 自磨機(jī)自磨機(jī) 輥式磨輥式磨 振動(dòng)磨振動(dòng)磨 行星磨行星磨 攪拌磨攪拌磨 沖擊磨沖擊磨 氣流磨氣流磨 3.1、球磨機(jī)、球磨機(jī) 1、球磨
10、機(jī)分類與特性、球磨機(jī)分類與特性 n球磨機(jī)的性能特點(diǎn)球磨機(jī)的性能特點(diǎn) n優(yōu)點(diǎn)優(yōu)點(diǎn): n物料適應(yīng)性強(qiáng),生產(chǎn)能力大。 n粉碎比高,產(chǎn)品粒度可調(diào)。 n可進(jìn)行干法或濕法操作。 n結(jié)構(gòu)簡單,密閉性好,運(yùn)行可靠 n缺點(diǎn): n粉磨效率低,大部分能量轉(zhuǎn)變?yōu)榉鬯檫^ 程中的熱量和噪音耗散掉。 n造價(jià)較高,需要配置昂貴的減速裝置。 n磨介和襯板金屬磨耗量大。 2、球磨機(jī)主要結(jié)構(gòu)、球磨機(jī)主要結(jié)構(gòu) n研磨介質(zhì):研磨介質(zhì): n呈拋物線軌跡拋落或呈瀉落狀 態(tài)下滑 n磨機(jī)襯板:磨機(jī)襯板: n利用表面形態(tài)產(chǎn)生不同的摩擦利用表面形態(tài)產(chǎn)生不同的摩擦 力力 n保護(hù)筒體 n調(diào)整各倉磨介的運(yùn)動(dòng)狀態(tài) n影響粉磨粒度、效率、產(chǎn)量和影響粉磨粒度
11、、效率、產(chǎn)量和 金屬磨耗量金屬磨耗量 n隔倉板隔倉板 n分隔各倉磨介 n防止大顆粒物料竄向出料端 n控制磨內(nèi)物料流速 3、球磨機(jī)主要工作參數(shù)、球磨機(jī)主要工作參數(shù) 工作轉(zhuǎn)速、磨介填充率、磨介級(jí)配工作轉(zhuǎn)速、磨介填充率、磨介級(jí)配 (1)工作轉(zhuǎn)速)工作轉(zhuǎn)速:決定研磨介質(zhì)的運(yùn)動(dòng)狀態(tài),影響粉磨效 果、功率消耗、生產(chǎn)能力及磨介和襯板的磨損狀況。 實(shí)際工作轉(zhuǎn)速實(shí)際工作轉(zhuǎn)速:取決于磨機(jī)的規(guī)格、襯板形狀、磨介種類、 生產(chǎn)方式、填充率、物料性質(zhì)和粒度等因素。一般是臨界轉(zhuǎn) 速nc的65-85%。 臨界轉(zhuǎn)速臨界轉(zhuǎn)速nc:緊貼襯板的磨介剛好能隨筒體一起回轉(zhuǎn)而不致產(chǎn) 生拋落運(yùn)動(dòng)的最低轉(zhuǎn)速。 理論適宜轉(zhuǎn)速理論適宜轉(zhuǎn)速nt:緊
12、貼襯板的磨介產(chǎn)生最大沖擊粉碎功的轉(zhuǎn)速 00 2 .323 .42 D n D n tc D0為筒體的有效直徑,筒體內(nèi)徑減去2倍襯板厚度,m (2)磨介級(jí)配:)磨介級(jí)配:是指不同尺寸的磨介組分以某一質(zhì)量 比率關(guān)系進(jìn)行組合的規(guī)律。取決于物料的入磨粒度和 產(chǎn)品粒度,筒體直徑和轉(zhuǎn)速,襯板形狀和壽命。可以 通過最大球徑、平均球徑和各倉具體級(jí)配來控制。 最大球徑最大球徑Db: n必須滿足大尺寸物料的沖擊粉碎。 n球徑過大,磨介裝填數(shù)目減少,降低沖擊次數(shù),增大球間 空隙率,物料流速過快,影響粉磨效果,加大對(duì)磨機(jī)和襯 板的沖擊負(fù)荷。 n以下為最大球徑的三個(gè)經(jīng)驗(yàn)公式: 平均球徑:是各級(jí)鋼球的直徑和其相對(duì)質(zhì)量進(jìn)
13、行加權(quán)平均的球徑。 n物料粒度粗、硬度大,平均球徑大; n產(chǎn)品粒度較粗,增大處理能力,平均球徑大; n磨機(jī)直徑大時(shí),平均球徑??; n磨機(jī)相對(duì)轉(zhuǎn)速高,平均球徑小 ; n濕法粉磨,平均球徑可加大。 磨介級(jí)配: 合理級(jí)配,應(yīng)使各倉粉磨能力平衡,產(chǎn)品粒度適 宜,達(dá)到預(yù)計(jì)產(chǎn)量。通常采用56級(jí)級(jí)配,級(jí)配過 多,空隙率更小,影響排料速度。 級(jí)配確定方法: n根據(jù)給料粒級(jí)分布,磨介級(jí)配與之大致相當(dāng)。 n根據(jù)給料粒度和生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)選定鋼球,使每種直徑鋼 球的總面積相等,據(jù)此算出鋼球的比率。 n生產(chǎn)中可根據(jù)鋼球在磨內(nèi)磨損達(dá)到平衡時(shí)的級(jí)配作 為配球的依據(jù),采取兩頭小、中間大的級(jí)配方式。 (3)磨介填充率: 是指裝入球磨
14、機(jī)的磨介體積與筒體有效容積的比值, 或磨介所占斷面積與筒體有效斷面積的比值。 磨介填充率的確定: n進(jìn)料粒度粗、硬度大和增加產(chǎn)量時(shí),可適當(dāng)提高磨介填充率; n當(dāng)產(chǎn)品粒度范圍放寬時(shí),可適當(dāng)提高磨介填充率; n當(dāng)磨機(jī)轉(zhuǎn)速高,襯板提升能力強(qiáng)時(shí),可適當(dāng)降低填充率; n當(dāng)采用單層隔倉板時(shí),前倉填充率要略高于后倉。 磨介填充率的大小: n一般在2545%之間; n干法粉磨:2835%; n棒磨機(jī):濕法3540%,干法35%; n閉路流程球磨40%; n閉路流程中長磨3032%; n開路流程多倉磨為2528% n粉磨兼烘干式磨機(jī),一般取2528%。 3.2、輥式磨、輥式磨 1、工作原理、工作原理 電機(jī)經(jīng)減速
15、機(jī)驅(qū)動(dòng)碾盤旋轉(zhuǎn)并 帶動(dòng)滾輪轉(zhuǎn)動(dòng),利用壓碎和料 床粉碎原理(應(yīng)力通過顆粒本 身傳遞和釋放,致使顆粒產(chǎn)生 裂縫和碎裂)進(jìn)行粉磨。 擠壓、剪切作用 風(fēng)環(huán)氣流作用區(qū) 分級(jí)機(jī)分選,較粗顆粒重新回 落到碾盤再行粉磨 2、輥式磨結(jié)構(gòu)特征、輥式磨結(jié)構(gòu)特征 輥輪和碾盤輥輪和碾盤 平盤、錐或柱形輥組合平盤、錐或柱形輥組合:物料移動(dòng)阻力小,調(diào)整輥壓彌補(bǔ)對(duì)產(chǎn)、質(zhì)量的影響。 溝槽盤、輪胎形輥組合溝槽盤、輪胎形輥組合:物料移動(dòng)平穩(wěn),能保持良好的接觸面,調(diào)整間隙減少對(duì) 產(chǎn)、質(zhì)量的影響。 碾盤形式滾輪形狀磨機(jī)名稱 (a)平形盤圓錐斜輥萊歇磨 (b)溝槽形盤 輪胎形斜 輥 費(fèi)爾夫磨 CK磨 IHI磨 OK磨 (c)蝶形平盤圓柱
16、斜輥雷蒙磨 (d)溝槽形盤 輪胎形半 分直輥 伯力鳩斯磨 (e)平形盤圓柱直輥Atox磨 (f)溝槽形盤球形輥 匹托磨 E形磨 加壓方式:加壓方式: n小型輥式磨小型輥式磨:彈簧加壓、懸輥式離心力加壓 n大中型輥式磨大中型輥式磨:液壓式(油缸、蓄能器:減 緩粉碎中的沖擊波動(dòng),吸收過載壓力) 分級(jí)機(jī)分級(jí)機(jī) n靜態(tài)分級(jí)機(jī)靜態(tài)分級(jí)機(jī):固定設(shè)置的切向葉片、導(dǎo)流板 和錐殼結(jié)構(gòu)產(chǎn)生離心力。調(diào)整切向葉片的角 度、導(dǎo)流間隙來調(diào)整產(chǎn)品粒度。 n動(dòng)態(tài)分級(jí)機(jī)動(dòng)態(tài)分級(jí)機(jī):回轉(zhuǎn)的柱形或倒錐形葉輪產(chǎn)生 離心力。改變?nèi)~輪轉(zhuǎn)速以改變產(chǎn)品粒度。 n動(dòng)態(tài)分級(jí)機(jī)結(jié)構(gòu)較靜態(tài)分級(jí)機(jī)復(fù)雜,但分級(jí) 效率較高,產(chǎn)品粒度細(xì),調(diào)整便捷。 3、輥
17、式磨主要工作參數(shù)、輥式磨主要工作參數(shù) n工作轉(zhuǎn)速(中速磨)工作轉(zhuǎn)速(中速磨) n取決于輥輪壓力、數(shù)量和規(guī)格,碾盤尺寸和轉(zhuǎn)速,料床厚度與磨 內(nèi)風(fēng)速。 n適宜的工作轉(zhuǎn)速可提高產(chǎn)量,降低功耗。 n輥輪壓力(輥輪壓力(10-35MPa) n隨著壓力增加,粉碎粒度減小,但壓力達(dá)到某一臨界值后,粒度 不再變化或變化不大。 n壓力臨界值取決于物料的性質(zhì)和給料粒度。 n增加輥輪壓力可增加產(chǎn)量,但功耗增加,輥輪和碾盤的磨損加劇 n 風(fēng)量與風(fēng)速風(fēng)量與風(fēng)速 n風(fēng)環(huán)處風(fēng)速可以控制物料的循環(huán)量和料床厚度。 n筒體截面風(fēng)速影響分級(jí)效率。 n風(fēng)掃用風(fēng)量一般不低于正常用風(fēng)量的70%。 n烘干用風(fēng)量應(yīng)與風(fēng)掃用風(fēng)量匹配。 4、輥
18、式磨的性能特點(diǎn)、輥式磨的性能特點(diǎn) n優(yōu)點(diǎn)優(yōu)點(diǎn) n 能耗低,粉磨效率高 n 烘干能力強(qiáng),若配置熱風(fēng)爐,原料水 分可達(dá)15-20%。 n 入磨粒度大,可達(dá)50-150mm。 n 占地面積小,噪音低。 n弱點(diǎn)弱點(diǎn) n 不適用于磨蝕性大的物料 n 輥式磨主要用于脆性或中等硬度物料 的粉磨。 3.3、振動(dòng)磨、振動(dòng)磨 工作原理工作原理 一個(gè)或多個(gè)彈簧支撐的磨 筒,其內(nèi)裝有磨介,通過偏 心塊等激振裝置驅(qū)動(dòng)磨筒作 劇烈振動(dòng)或振動(dòng)與回轉(zhuǎn)復(fù)合 運(yùn)動(dòng),磨介對(duì)物料產(chǎn)生振動(dòng) 沖擊、剝磨作用而粉碎。 工作參數(shù)工作參數(shù) 振動(dòng)加速度可達(dá)610個(gè)重力加速度,振幅為320mm,振動(dòng) 頻率為2025Hz。 優(yōu)點(diǎn)優(yōu)點(diǎn):粉碎效率高,能
19、耗低,產(chǎn)量大,產(chǎn)品粒度均勻 缺點(diǎn)缺點(diǎn):對(duì)彈簧支撐和軸承要求高,噪音大。 行星磨行星磨:當(dāng)轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí),球磨罐在繞轉(zhuǎn)盤軸公轉(zhuǎn)、的同當(dāng)轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí),球磨罐在繞轉(zhuǎn)盤軸公轉(zhuǎn)、的同 時(shí)又繞自身軸做行式的反向自轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng),罐中磨球和材料在時(shí)又繞自身軸做行式的反向自轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng),罐中磨球和材料在 高速運(yùn)動(dòng)中相互碰撞、擠壓、摩擦、達(dá)到粉碎、研磨與混高速運(yùn)動(dòng)中相互碰撞、擠壓、摩擦、達(dá)到粉碎、研磨與混 合勻化樣品的目的,其效率比傳統(tǒng)的滾筒式球磨機(jī)要高出合勻化樣品的目的,其效率比傳統(tǒng)的滾筒式球磨機(jī)要高出 許多倍。許多倍。 攪拌磨攪拌磨 沖擊磨沖擊磨:分級(jí)式?jīng)_擊磨是利用高速旋轉(zhuǎn)的回轉(zhuǎn)體上的錘分級(jí)式?jīng)_擊磨是利用高速旋轉(zhuǎn)的回轉(zhuǎn)體上的錘
20、 頭、葉片、棒體等對(duì)粉碎的物料進(jìn)行沖擊,借物料與回轉(zhuǎn)頭、葉片、棒體等對(duì)粉碎的物料進(jìn)行沖擊,借物料與回轉(zhuǎn) 體的激烈沖擊,高速飛行的物料之間的高速撞擊和回轉(zhuǎn)體體的激烈沖擊,高速飛行的物料之間的高速撞擊和回轉(zhuǎn)體 與定子或邊壁的剪切研磨,實(shí)現(xiàn)對(duì)物料進(jìn)行超細(xì)粉碎的目與定子或邊壁的剪切研磨,實(shí)現(xiàn)對(duì)物料進(jìn)行超細(xì)粉碎的目 的。的。 氣流磨氣流磨:壓縮空氣經(jīng)過冷凍、過濾、干燥后,經(jīng)噴嘴形壓縮空氣經(jīng)過冷凍、過濾、干燥后,經(jīng)噴嘴形 成超音速氣流射入旋轉(zhuǎn)研磨室,使物料呈流態(tài)化,在旋轉(zhuǎn)成超音速氣流射入旋轉(zhuǎn)研磨室,使物料呈流態(tài)化,在旋轉(zhuǎn) 粉碎室內(nèi),被加速的物料在數(shù)個(gè)噴嘴的噴射氣流交匯點(diǎn)匯粉碎室內(nèi),被加速的物料在數(shù)個(gè)噴嘴的
21、噴射氣流交匯點(diǎn)匯 合,產(chǎn)生劇烈的碰撞、磨擦、剪切而達(dá)到顆粒的超細(xì)粉碎。合,產(chǎn)生劇烈的碰撞、磨擦、剪切而達(dá)到顆粒的超細(xì)粉碎。 粉碎后的物料被上升的氣流輸送至葉輪分級(jí)區(qū)內(nèi),在分級(jí)粉碎后的物料被上升的氣流輸送至葉輪分級(jí)區(qū)內(nèi),在分級(jí) 輪離心力和風(fēng)機(jī)抽力的作用下,實(shí)現(xiàn)粗細(xì)粉的分離,粗粉輪離心力和風(fēng)機(jī)抽力的作用下,實(shí)現(xiàn)粗細(xì)粉的分離,粗粉 根據(jù)自身的重力返回粉碎室繼續(xù)粉碎,合格的細(xì)粉隨氣流根據(jù)自身的重力返回粉碎室繼續(xù)粉碎,合格的細(xì)粉隨氣流 進(jìn)入旋風(fēng)收集器,微細(xì)粉塵由袋式除塵器收集,凈化的氣進(jìn)入旋風(fēng)收集器,微細(xì)粉塵由袋式除塵器收集,凈化的氣 體由引風(fēng)機(jī)排出。體由引風(fēng)機(jī)排出。 概論概論 破碎破碎 粉磨粉磨 分級(jí)
22、分級(jí) 粉體的合成與制備方法粉體的合成與制備方法 四、分級(jí)四、分級(jí) 分級(jí):分級(jí):對(duì)由不同粒徑組成的固體顆粒,按尺寸大小 進(jìn)行不同粒度級(jí)別分離的過程。 分級(jí)分級(jí) 粉 碎粉 碎 系統(tǒng)系統(tǒng) 閉路粉碎系統(tǒng)閉路粉碎系統(tǒng):粉碎作業(yè)與分級(jí)組合使用,可控制 粒度大小和分布,提高粉碎效率,降低能耗。 開路粉碎系統(tǒng)開路粉碎系統(tǒng):無分級(jí)的粉碎作業(yè) 流體分級(jí)流體分級(jí):利用顆粒在流體介質(zhì)中的力學(xué)作用(如 利用重力和離心力不同) 篩分分級(jí)篩分分級(jí):利用具有一定孔徑尺寸的篩面 物料物料 破粉碎破粉碎 粉料粉料 能否直接用?能否直接用? 分級(jí)分級(jí) 能否用?能否用? 4.1、分級(jí)的定義與分類、分級(jí)的定義與分類 4.2、分級(jí)機(jī)性能
23、評(píng)價(jià)、分級(jí)機(jī)性能評(píng)價(jià) 理想的粒徑分級(jí):理想的粒徑分級(jí): 粒徑大于DK(分級(jí)粒徑) 的顆粒被分入粗粉組,粒 徑小于DK的顆粒被分入細(xì) 粉組。 實(shí)際的粒徑分級(jí):實(shí)際的粒徑分級(jí): 一部分比DK大的顆粒混入 了細(xì)粉組,而一部分比DK 小的顆?;烊氪址劢M。 對(duì)分級(jí)機(jī)的性能評(píng)價(jià):對(duì)分級(jí)機(jī)的性能評(píng)價(jià): 用分級(jí)誤差大小來表征。 4.3、篩分分級(jí)、篩分分級(jí) 篩分篩分:利用具有一定尺寸的孔徑或縫隙的篩面進(jìn)行固 體顆粒的分級(jí),固體顆粒被分為篩上料和篩下料。 1、篩面、篩面 棒條篩棒條篩:篩孔為長方形,用于粒度大于 50mm的大塊物料預(yù)篩分 編織篩網(wǎng)編織篩網(wǎng):金屬絲或尼龍絲編織而成,工業(yè) 篩3-100mm、試驗(yàn)篩37
24、m甚至更小 沖孔篩板沖孔篩板:鋼板沖孔制成,有圓孔、方孔、 長方形孔等,用于12-50mm中等粒級(jí)物料 的篩分 篩子篩子 型號(hào)型號(hào) 我國現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn):我國現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn):ISO制制,方孔邊 長表示篩孔大小 以前標(biāo)準(zhǔn):公制篩號(hào)以前標(biāo)準(zhǔn):公制篩號(hào),每平方 厘米篩面面積上所含篩孔數(shù)目 表示篩孔大小,以1cm長度上 篩孔的數(shù)目表示篩號(hào) 英制篩英制篩:以每英寸長度上篩孔數(shù) 目表示篩目 2、篩分效率及影響因素、篩分效率及影響因素 篩分作業(yè)兩個(gè)指標(biāo)篩分作業(yè)兩個(gè)指標(biāo) 篩分效率:篩分效率:實(shí)際得到的篩下料質(zhì)量與給入篩子的 物料中所含粒徑小于篩孔尺寸的物料質(zhì)量之比 處理能力:處理能力:單位時(shí)間內(nèi)篩分的物料質(zhì)量 影響篩分效率
25、的因素影響篩分效率的因素 l物料性質(zhì)物料性質(zhì):顆粒形狀、粒度分布、含水量、 附著凝聚性、靜電性 l篩分機(jī)方面篩分機(jī)方面:篩面、篩面振動(dòng)、顆粒運(yùn)動(dòng)、 操作條件 旋轉(zhuǎn)篩、振動(dòng)篩 3、篩分設(shè)備、篩分設(shè)備 4.4、流體分級(jí)、流體分級(jí) 1、濕式分級(jí)機(jī)、濕式分級(jí)機(jī) 螺旋分級(jí)機(jī)螺旋分級(jí)機(jī):利用機(jī)械結(jié)構(gòu)將沉積的大顆粒排出。 螺旋分級(jí)機(jī)、圓錐分級(jí)機(jī)、水力旋流器螺旋分級(jí)機(jī)、圓錐分級(jí)機(jī)、水力旋流器 耙式分級(jí)機(jī)耙式分級(jí)機(jī) 浮槽分級(jí)機(jī)浮槽分級(jí)機(jī) 圓錐分級(jí)機(jī)圓錐分級(jí)機(jī):利用重力或離心力將 不同沉降速度的顆粒分離排出。 脫泥斗脫泥斗 自動(dòng)排料圓錐分級(jí)機(jī)自動(dòng)排料圓錐分級(jí)機(jī) 胡基胡基(Hukki)圓錐分級(jí)機(jī)圓錐分級(jí)機(jī) 虹吸排料
26、圓錐分級(jí)機(jī)虹吸排料圓錐分級(jí)機(jī) 水力旋流器水力旋流器:顆粒 漿料以一定壓力從 給料管進(jìn)入旋流器 上部椎體內(nèi)形成環(huán) 流,在離心力的作 用下,粗大的顆粒 趨向周邊,并沿器 壁沉積到椎體下部, 細(xì)小顆粒從上部溢 流口排出。 2、干式分級(jí)機(jī)、干式分級(jí)機(jī) 粗分級(jí)機(jī)粗分級(jí)機(jī):含粉 料的混合氣體由 進(jìn)氣管被吸入重 力沉降區(qū),分離 出部分粗顆粒后 進(jìn)入離心沉降區(qū), 再次進(jìn)行粗粉分 離,分離后的粗 細(xì)粉分別被排出。 離心式分級(jí)機(jī)離心式分級(jí)機(jī):氣 流由內(nèi)筒上升,轉(zhuǎn) 至內(nèi)外筒間下降, 再經(jīng)固定葉片進(jìn)入 內(nèi)筒。 分級(jí)粒徑由回轉(zhuǎn) 體轉(zhuǎn)速、擋風(fēng)板 位置,或改變大 小風(fēng)葉的數(shù)量控 制。 旋風(fēng)式分級(jí)機(jī)旋風(fēng)式分級(jí)機(jī):由 離心式分
27、級(jí)機(jī)改進(jìn) 而成。用風(fēng)機(jī)代替 大風(fēng)葉,以一組旋 風(fēng)分離器取代了內(nèi) 外筒之間的細(xì)粉分 離沉降空間??朔?了離心式分級(jí)機(jī)循 環(huán)氣流中細(xì)粉量大、 風(fēng)葉磨損嚴(yán)重、分 級(jí)效率低等缺點(diǎn)。 渦輪式分級(jí)機(jī)渦輪式分級(jí)機(jī): 含粉料的混合氣體由入料管 送入機(jī)內(nèi),經(jīng)圓錐導(dǎo)向均勻進(jìn) 入分級(jí)區(qū)。軸帶動(dòng)渦輪旋轉(zhuǎn), 顆粒隨氣流通過葉片之間的間 隙時(shí),受離心力作用,粗顆粒 被拋向機(jī)殼內(nèi)壁,失速后沿內(nèi) 錐向下滑落,并與二次氣流作 用,使其中央帶的細(xì)顆粒分離 后再次向生排送,粗粉落入錐 殼經(jīng)粗粉排出口排出。細(xì)顆粒 受離心作用力小,隨氣流穿過 葉片間隙由細(xì)粉排出口排出。 分級(jí)粒徑主要由渦輪轉(zhuǎn)速和二 次氣流風(fēng)量控制。高性能渦輪 式分級(jí)機(jī)
28、可實(shí)現(xiàn)微粉和超微粉 的精密分級(jí)。 概論概論 破碎破碎 粉磨粉磨 分級(jí)分級(jí) 粉體的合成與制備方法粉體的合成與制備方法 五、粉體的合成制備方法五、粉體的合成制備方法 5.1 氣相合成法氣相合成法 定義:定義:指在氣相中形成粉體的一大類工藝方 法。其合成工藝又可分為物理法和化學(xué)法,前 者是蒸發(fā)冷凝工藝,不涉及化學(xué)反應(yīng),后面 的過程涉及熱分解、還原化合等化學(xué)反應(yīng)。 主要工藝主要工藝 電阻加熱法 電子束加熱法 化學(xué)火焰法 等離子法 激光法 電阻加熱法:是通過電阻加熱實(shí)現(xiàn)氣相粉體制備的方法, 典型工藝如蒸發(fā)冷凝及化學(xué)氣相沉積(CVD)工藝。 前者可制備多種金屬納米粉體;后者可制備氧化物 粉體,也可制備氮化
29、物和碳化物等非氧化物粉體。 電子束加熱法:同樣有蒸發(fā)一冷凝和CVD兩種工藝,只 是以電子束加熱。該法是從制膜工藝發(fā)展而來,為 避免形成膜狀材料,采用流動(dòng)油面沉積。 化學(xué)火焰法:是通過一般化學(xué)燃燒來合成粉體的方法, 具體工藝分為兩種:一是直接將氣態(tài)反應(yīng)劑加入到 氧化氣氛中燃燒,適用于各種放熱反應(yīng);二是在已 有化學(xué)火焰中加入金屬粉或霧狀金屬鹽溶液,使其 被加熱蒸發(fā)、分解、還原及化合。 等離子法:利用等離子高溫射流加熱反應(yīng)劑使其發(fā) 生合成反應(yīng),是一種重要的氣相合成粉體工藝。 等離子體作為熱源有明顯的優(yōu)點(diǎn):溫度很高, 中心接近10000;高度電離狀態(tài)的等離子體可 增強(qiáng)化學(xué)反應(yīng);等離子體較一般燃燒火焰更
30、為 清潔;等離子體能量集中、邊界明顯,容易造 成驟冷條件,這對(duì)納米粉的制備很有意義。等 離子法可制備氧化物,碳、氮等非氧化物及金 屬等單質(zhì)和復(fù)合粉體。 激光法:又被稱為激光誘導(dǎo)化學(xué)氣相沉積(LIC,VD或 LCVD)法,是通過反應(yīng)氣體分子對(duì)特定波長激 光能量的吸收而誘導(dǎo)發(fā)生合成反應(yīng)制粉。此外, 也有基于蒸發(fā)一冷凝原理的激光剝蝕法,所用 原料靶材即為所制備粉體的本體材料。 2、固相合成、固相合成 定義:初始原料中至少有一種是固態(tài):產(chǎn)物顆 粒是在固相表面生成而不是在氣相或者液相中 成核長大。 主要工藝主要工藝 熱分解法 復(fù)合氧化物固相反應(yīng)燒結(jié)法 還原化合法 自蔓延高溫合成法 電爆炸法 機(jī)械化學(xué)法
31、熱分解法:利用固體原料的熱分解而生成新固相的 方法。常用作熱分解原料的有碳酸鹽、草酸鹽、 硫酸鹽和氫氧化物,原料可以是天然礦物,但更 多的是人工合成的化學(xué)試劑。 復(fù)合氧化物固相反應(yīng)燒結(jié)法:將各組分氧化物粉 混合后置于一定的高溫下進(jìn)行熱處理,使各組分 在顆粒間擴(kuò)散,并發(fā)生固相反應(yīng),由于顆粒長大 和固體橋聯(lián)團(tuán)聚現(xiàn)象嚴(yán)重,需經(jīng)粉碎才能獲得所 需粒度的復(fù)合氧化物粉體。 還原化合法:利用一種與氧親和力更高的還原劑 去還原某元素的氧化物,再將其進(jìn)行氮化、碳化 或硼化等,從而獲得該元素相應(yīng)的非氧化物粉體, 常用的還原劑是碳。 自蔓延高溫合成法:利用化學(xué)反應(yīng)的強(qiáng)熱效應(yīng)來使 反應(yīng)劑升到足夠高的溫度,實(shí)現(xiàn)并完成合成反應(yīng)。 最
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