物料加工产品(粉体加工处理技术)

加工与处理是粉体行业中的核心环节,涵盖了将原料制备成粉体产品以及一系列相关的物理和化学处理过程。这些过程不仅需要专业的设备和技术,还需要对粉体物料的特性有深入的了解。在仓储方面,粉体物料需要在特定场所进行储存,根据不同的需求和目的,可以选择不同类型的仓储方式,如长期存放的库存式仓储、短期存放的缓冲式仓储,以及短时间存放的供料式仓储。给料与供料则是将物料送入受料装置中的关键步骤,涉及到连续给料、批次给料以及计量给料等多种方式。此外,振动给料和螺旋给料是两种常用的均匀连续给料方法。在输送环节,则可以利用机械装置或流体动力物料加工产品,通过带式输送、斗提输送、水力输送、气力输送以及螺旋输送等方式,将粉体物料从一处输送到另一处。这些加工与处理技术及其相关设备,对于粉体行业的生产效率和产品质量至关重要。
粉碎(crushing/grinding/pulverizing)
是减小颗粒粒度的关键过程。它包括湿式粉碎,即在水或其他液体介质中进行的,以及干式粉碎,即在空气或其他气体介质中进行的。连续粉碎确保待处理物料能均匀送入粉碎装置,并实时排出粉碎后的物料。而批次粉碎则是将一定量物料一次性送入,经过一定时间后再排出。
开路粉碎
指的是物料一次性经过粉碎装置后直接作为产品排出。相比之下,闭路粉碎则涉及分级装置,只有小于规定粒度的颗粒才会作为产品排出,大于规定粒度的则返回重新处理。此外,低温粉碎采用冷却技术保证粉碎效率,表面粉碎则侧重于通过摩擦和剪切等外力磨剥物料表面。
体积粉碎
则主要通过挤压和冲击等外力使物料整体破裂。挤压粉碎利用设备的工作部件对物料施压,剪切粉碎则是通过剪切力来粉碎物料。而冲击粉碎则依赖于设备高速运动的工作部件或高速运动的物料与器壁的撞击来实现。最后,气流粉碎是一种高效的技术,利用高速气流或气流中的颗粒相互撞击来粉碎物料。
利用压缩气体通过喷嘴膨胀加速,形成高速射流,这种射流作用使得颗粒之间以及颗粒与器壁之间产生冲击、碰撞和摩擦,从而实现粉碎的目的。
在粉碎过程中,有一个重要的概念叫做粉碎比或破碎比,它表示给料与出料的特征粒径之比,反映了物料经过粉碎后颗粒尺寸减小的程度。同时,粉碎效率也是一个关键指标,它衡量的是单位时间内单位能耗下合格产品的产出率。
此外,当粉碎过程达到一定阶段时,会出现粉碎平衡的现象,即粉体物料的粒度不再继续减小,比表面积也趋于稳定。这个过程涉及到机械力化学的变化,即机械力的作用会诱发物料结构或物理化学性质的变化。
在粉碎过程中,研磨介质起着至关重要的作用,它们装填在磨机内,通过运动过程中产生的冲击、碰撞、剪切和磨剥等作用来实现物料的粉碎。同时,助磨剂和分散剂的使用也可以进一步提高粉碎研磨的效率,保持颗粒的稳定性。
分级
是粉碎过程中的一个重要环节,它可以将物料分成两种或多种粒度分布级别。分级的实现方式有多种,包括筛分、流体分级、干式分级、湿式分级、重力沉降分级和离心分级等。这些分级方法各有特点,可以根据实际需求选择适合的方式进行物料分级。
切割粒径
也被称为cut size,是用于区分物料中粗细粒级产品的关键粒度。在分级过程中,它扮演着重要的角色,作为粗细两种粒级产品的分离界限。而# 分级效率
则反映了分级作业的质量,具体来说,它衡量了分级后细粒级物料的质量与原始物料中小于切割粒度的粒级的质量之比。这是一个关键的指标,用于评估分级作业的效果。
表面处理,这一总称涵盖了颗粒整形、表面改性、表面包覆等众多环节。
颗粒设计则旨在以材料功能化为导向,通过改变颗粒的形貌、结构和特性来满足特定需求。颗粒整形,作为其中的一环,专注于对颗粒形状的加工处理。球形化则更为具体,旨在将形状不规则的颗粒转化为球形或近似球形。球形度则是对这一过程效果的量化衡量,即颗粒形状接近球体的程度。
在表面改性方面,通过表面改性剂在颗粒表面的吸附、反应、包覆或包膜,可以有效地改变颗粒的表面性质。这一过程既可以在湿式环境中进行,也可以对干态或干燥后的粉体物料进行。物理涂覆、机械力化学改性、胶囊化改性以及高能表面改性等都是常用的改性方法。其中,湿式改性和干式改性分别适用于不同的物料状态,而物理涂覆则侧重于采用物理方法进行表面改性。
此外,化学沉积包覆是一种利用化学反应在颗粒表面形成无机包覆体的处理方法。通过这些精细的表面处理技术,可以显著提升物料的质量和性能,满足各种应用的需求。
机械冲击包覆,简称MIC
是一种通过机械冲击作用在颗粒表面形成无机包覆体的技术。表面纳米化则是一种将颗粒表面加工成纳米结构特征的工艺。核-壳结构颗粒,即具有明显内部核心与外部壳层的双层或多层颗粒,常用于复合材料等领域。子颗粒,或称壳颗粒,是核-壳结构颗粒的外层部分,常用于包覆在粒度较大的颗粒表面。母颗粒,或称核心颗粒,则是核-壳结构颗粒的内部核心。微纳米颗粒复合技术则涉及纳米级子颗粒包覆在微米级母颗粒表面的过程,以形成核-壳结构。
在分离技术方面,固固分离是利用理化特性差异将固体颗粒分开的工艺。
电选则是基于颗粒的电性能差异,在电场作用下进行分离的方法。磁选则利用颗粒的磁性差异,通过磁场实现分离。摇床分选利用颗粒密度差异,借助床面运动和水流作用进行分离。浮选则是根据颗粒表面物理化学性质的不同进行分选的过程。液固分离则涉及将固体颗粒与水或其他液体进行分离的操作。离心脱水和离心过滤则是在离心力作用下,将固体颗粒与水或其他液体进行高效分离的技术。
真空过滤(Vacuum Filtration)
通过抽真空在过滤介质两侧产生压力差,从而实现对固体颗粒与液体的有效分离。
加压过滤(Pressurized Filtration)
利用外部加压在过滤介质上形成的压力差,促进固体颗粒与液体的高效分离。
膜过滤(Membrane Filtration)
借助具有选择渗透性的膜材料,对固体颗粒进行精确分离的过程。
气固分离(Gas-Solid Separation)
将固体颗粒从气体中高效分离出来的技术,广泛应用于各种工业领域。
集尘/收尘/除尘(Dust Collection)
旨在回收气体中的有价值颗粒物或减少气体中的颗粒污染物,保障环境质量。
重力集尘(Gravitational Dust Collection)
利用颗粒物的重力沉降特性,实现其高效捕集的过程。
离心力除尘(Centrifugal Dust Collection)
通过离心力作用,将气体中的颗粒物迅速分离并捕集的过程。
过滤除尘(Filtering Dust Collection)
通过过滤介质的作用,实现对气体中颗粒物的有效截留与分离。
静电除尘(Electrostatic Dust Collection)
利用带电颗粒在直流电场中的定向移动,实现其与气体的有效分离。
粉尘(Dust)
指悬浮于大气或作业场所中的固体颗粒物,其浓度和粒径对环境和人体健康有重要影响。
含尘气体(Dusty Gas)
含有分散悬浮粉尘的气溶胶,其处理对于许多工业过程至关重要。
粉尘浓度/含尘浓度(Dust Concentration)
表示单位体积气体内含有的粉尘质量,是评估空气质量的重要指标。
集尘效率/收尘效率/除尘效率(Efficiency of Dust Collection)
衡量单位时间内集尘设备对含尘气体的处理效果,是评价设备性能的重要指标。
过滤介质(Filtering Media)
具有多孔性,能够使气体透过而截留固体颗粒的材料,广泛应用于各种过滤设备中。
干燥(Drying)
指通过物理或化学方法使物料中的水分或其他液体蒸发的过程,常用于食品、化工等行业。
自然干燥(Natural Drying)
依靠自然条件如阳光、风力等使物料中的水分蒸发的干燥方式,适用于某些特定场合。
借助太阳辐射或自然界空气对流,物料中的水分或其他液体得以蒸发,这一过程被称为自然干燥。而间接干燥则是指物料不直接与传热传质介质接触,通过辐射或对流方式进行干燥。直接干燥则恰恰相反,物料与介质直接接触进行干燥。此外,气流干燥利用气流使物料中的水分蒸发,辐射干燥则以辐射形式降低水分含量。喷雾干燥将浆体喷成雾滴,实现液体快速蒸发。流化床干燥则利用流化床内的气流降低水分,同时物料呈流化状态。
在混合方面,流化床混合利用流化床内的气流使不同粉体相互掺合。搅拌混合通过容器内的搅拌叶片使粉体相互混合。三维混合则通过机械作用产生立体混合运动轨迹物料加工产品,对粉体进行掺合。混合均匀度则衡量特性指标偏离标示量理论值的程度。装料系数则表示被装填物料体积与容器有效容积之比。
混炼与捏合是粉体加工中的重要工艺,涉及在颗粒周围包覆液体或糊状物,同时进行熔融混合与粉体颗粒分散。开炼与密炼则是混炼工艺的两种主要方式,分别利用开放式和密闭式多辊炼胶机进行混合填充。
造粒,即制备具有特定形状和尺寸的颗粒物,涵盖了挤压造粒、挤出造粒、喷雾造粒以及流化床造粒等多种技术。成型,则是将原材料加工成预定形状和尺寸的制品,常见的成型方法包括冲压、挤压、热压、浇注、挤出和注射等。焙烧或煅烧,是在低于主要成分熔点的温度下对物料进行热处理的过程。而冷却,则是将物料温度降低到所需水平的过程。此外,还包括将粉体产品定量装入容器的包装过程,以及利用其他方法制备粉体产品的其他粉体制备技术。这些技术涵盖了化学沉积、气相沉积、溶胶凝胶、还原、熔融、插层和剥片等众多领域。

文章评论(0)