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1、第四章第四章粉体的分级粉体的分级 第一节 概述一、定义与意义定定义义：把把粉粉碎碎产产品品按按某某种种粒粒度度大大小小或或种种类类进进行分选的操作过程称为分级。行分选的操作过程称为分级。意意义义:（1）使使粉粉碎碎产产品品粒粒度度控控制制在在所所要要求求的的范围内；范围内；（2）使使粉粉料料中中粒粒度度已已达达到到要要求求的的产产品品及及时时分分离出去，以防止产品过碎和能源浪费离出去，以防止产品过碎和能源浪费。分级方式：分级方式：用筛子筛分（用于粗粉，一般大于用筛子筛分（用于粗粉，一般大于325目）目）在流体中进行分级在流体中进行分级（用于细粉，一般小于用于细粉，一般小于325目）目）其方法是
2、制造粉碎和分级机组合的装置，粉其方法是制造粉碎和分级机组合的装置，粉碎产品按大于和小于某一粒度分开，把细粒排出碎产品按大于和小于某一粒度分开，把细粒排出机外，而成为合格产品，并将粗粒再返送入粉碎机外，而成为合格产品，并将粗粒再返送入粉碎机，再次进行粉碎。机，再次进行粉碎。分级机与粉碎机的组合形式：分级机与粉碎机的组合形式：现现在在假假设设将将任任意意一一组组颗颗粒粒进进行行分分级级，在在粗粗粒粒部部分分中中未未混混入入小小于于do粒粒度度的的颗颗粒粒，同同时时在在细细粒粒中中也也未未混混入入大大于于do的的颗颗粒粒，此此时时，由由于于do粒粒度度的的分分级级进进行行得得完完全全，可可称称为为理
3、理想想的的分分级级。此此时时的的分分级级效效率率为为100%。实实用用的的分分级级机机很很难难得得到到这这样样的的分分级状态。级状态。二、分级效率二、分级效率（1）部分分级效率部分分级效率 图图4-1（A）中曲线中曲线a是粉末原料的粒度是粉末原料的粒度分布曲线，曲线分布曲线，曲线b是分级后粗粒部分的粒度是分级后粗粒部分的粒度分布曲线。设粒度分布曲线。设粒度d和和d+d区间的原料重量区间的原料重量为为Wa，同区间的粗粒的重量为同区间的粗粒的重量为Wb，则则Wb/Wa=d称为部分分级效率，又叫区间回称为部分分级效率，又叫区间回收率。收率。以颗粒粒度为横坐标，以部分分级效以颗粒粒度为横坐标，以部分分
4、级效率为纵坐标可绘出图率为纵坐标可绘出图4-1（B）所示的曲线所示的曲线C，C曲线即叫做部分分级效率曲线，这是直曲线即叫做部分分级效率曲线，这是直观地了解分级程度的最便利的曲线。观地了解分级程度的最便利的曲线。本曲线与本曲线与50%水平线的交点称为水平线的交点称为50%分级分级点，所对应的颗粒粒度称为分级粒度。点，所对应的颗粒粒度称为分级粒度。（2）牛顿分级效率牛顿分级效率 将某一粒度分布的粉粒用分级机进行二分，令将某一粒度分布的粉粒用分级机进行二分，令大粒部分名为粗粒级，小粒部分为细粒级，则牛顿大粒部分名为粗粒级，小粒部分为细粒级，则牛顿分级效率的综合表达形式为：分级效率的综合表达形式为：（
5、4-1）设设a为原料中实有的粗粒级比率（质量百分数），为原料中实有的粗粒级比率（质量百分数），b为粗粒级中实有的粗粒比率，为粗粒级中实有的粗粒比率，c为细粒部分中实有的为细粒部分中实有的粗粒比率，上式可写为：粗粒比率，上式可写为：（42）式（式（4-1）为定义式，式（）为定义式，式（4-2）为实用式，牛顿效率）为实用式，牛顿效率的物理意义为实际分级机达到理想分级的质量比。的物理意义为实际分级机达到理想分级的质量比。（3）分级精度（分级精度（S）通常是根据部分分级效率曲线，取部分分级效通常是根据部分分级效率曲线，取部分分级效率为率为75%和和25%的粒度的粒度d75和和d25表示。表示。S=d7
6、5/d25或者或者S=d25/d75当粒度分布较宽时，分级精度可用下式表示：当粒度分布较宽时，分级精度可用下式表示：S=d90/d10或或S=d10/d90当粒度分布较小时，分级精度可用下式表示：当粒度分布较小时，分级精度可用下式表示：S=（d90-d10）/d50对于理想分级，对于理想分级，S1，实际分级时，实际分级时，S值越值越接近于接近于1，其分级精度越高。，其分级精度越高。第二节 筛分一、概述概述（一）筛分定义（一）筛分定义 把固体颗粒置于具有一定大小孔径或缝隙的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，被截留在筛筛面上，使通过筛孔的成为筛下料，被截留在筛面
7、上的成为筛上料，这种分级方法称为筛分。面上的成为筛上料，这种分级方法称为筛分。（二）筛分分类（二）筛分分类 按物料含水分的不同分类：按物料含水分的不同分类：筛分 筛筛分分机机械械或或设设备备工工作作面面是是筛筛面面。按按结结构构分分筛筛面面有有格格子子筛筛（栅栅筛筛）、板板筛筛（筛筛板板）、编编织织筛筛（网网筛筛）等等多多种种。（三）筛面（三）筛面格子筛（栅筛）格子筛（栅筛）由相互平行的按一定间隔排列的钢质棒由相互平行的按一定间隔排列的钢质棒条组成。分为固定格筛和条筛。条组成。分为固定格筛和条筛。固定格筛固定格筛固定条筛固定条筛板筛（筛板）板筛（筛板）板筛筛面通常由厚度为板筛筛面通常由厚度为5
8、12mm的钢板上冲的钢板上冲制成方形、长方形或圆孔制成。制成方形、长方形或圆孔制成。板筛筛面产品板筛筛面产品l板筛的优点是比较牢固，刚度大，使用寿命板筛的优点是比较牢固，刚度大，使用寿命长。缺点是开孔率较小。长。缺点是开孔率较小。开孔率（孔隙率开孔率（孔隙率S）：）：指筛孔净面积占筛面总指筛孔净面积占筛面总面积的比率（）。可用下式表示：面积的比率（）。可用下式表示：S=(1-zb)2 100%式中：式中：Z-单位长度内筛孔数；单位长度内筛孔数；b-筛丝直经筛丝直经l板筛用于中等粒度物料的筛分。板筛用于中等粒度物料的筛分。编织筛（网筛）编织筛（网筛）用钢丝、铜丝、尼龙丝等编织而成。筛孔形状用钢丝
9、、铜丝、尼龙丝等编织而成。筛孔形状为方形或长方形。为方形或长方形。（四）筛制（四）筛制 筛面在许多国家已订有标准，即对筛孔尺寸、筛面在许多国家已订有标准，即对筛孔尺寸、筛丝尺寸、上下两筛号间孔的大小作了规定。筛丝尺寸、上下两筛号间孔的大小作了规定。l我国现行标准筛采用我国现行标准筛采用ISO制，以方孔筛筛孔的制，以方孔筛筛孔的边长表示筛孔大小。在此之前，多采用公制筛边长表示筛孔大小。在此之前，多采用公制筛号即以每平方厘米筛面面积上含有的筛孔数目号即以每平方厘米筛面面积上含有的筛孔数目表示筛孔大小，用表示筛孔大小，用1cm长度上筛孔的数目表示长度上筛孔的数目表示筛号。筛号。l英、美等国则采用英制
10、筛，以每英、美等国则采用英制筛，以每1英寸长度上英寸长度上筛孔数目表示筛目。筛孔数目表示筛目。筛目数与粒度的虚拟关系筛目数与粒度的虚拟关系筛目数与粒度（微米）对照表筛目数与粒度（微米）对照表目数目数(mesh)微米微米(m)目数目数(mesh)微米微米(m)目数目数(mesh)微米微米(m)目数目数(mesh)微米微米(m)2.579251213976024632547358801411656522042533445991699180198500255396220833100165625206332724701110150800157279427589180831250108236232495
11、2007425005919813541725061625021016514035027053125001二、二、筛分效率筛分效率 筛分效率（筛分效率（）用于评价筛分质量。用于评价筛分质量。设入筛物料中含有筛下粒级的重量为设入筛物料中含有筛下粒级的重量为G1，筛筛上料的重量为上料的重量为G2，混在筛上料中的筛下粒级重量混在筛上料中的筛下粒级重量为为G3，实际筛出的筛下料重量为实际筛出的筛下料重量为G4，则：则：G1=G3+G4 筛分效率（筛分效率（）的理论表达式如下：的理论表达式如下：实际计算公式用累积筛下百分含量来表示：实际计算公式用累积筛下百分含量来表示：式中：式中：a筛下料中含筛下粒级的百
12、分数筛下料中含筛下粒级的百分数；b入筛物料含筛下粒级的百分数；入筛物料含筛下粒级的百分数；c筛上料中含筛下粒级的百分数。筛上料中含筛下粒级的百分数。工业上实际平均筛分效率约工业上实际平均筛分效率约7098%。影响筛分的因素影响筛分的因素l物料的因素物料的因素：（1）堆积密度堆积密度若若物物料料堆堆积积密密度度较较大大（约约0.5t/m3以以上上），筛筛分分处处理能力与颗粒密度成正比的关系。理能力与颗粒密度成正比的关系。若若物物料料堆堆积积密密度度较较小小，由由于于微微粒粒子子的的飘飘扬扬，尤尤其其是轻质的物料，上述的正比关系不易保持。是轻质的物料，上述的正比关系不易保持。影响筛分的因素影响筛分
13、的因素l物料的因素物料的因素：（2）粒度分布粒度分布易易筛筛粒粒：粒粒度度小小于于3/4筛筛孔孔尺尺寸寸的的颗颗粒粒，易易透透过过筛筛网。网。难难筛筛粒粒：粒粒度度大大于于3/4筛筛孔孔尺尺寸寸而而小小于于筛筛孔孔尺尺寸寸的的颗粒，难透过筛网。颗粒，难透过筛网。阻阻碍碍粒粒：粒粒度度大大于于筛筛孔孔尺尺寸寸而而小小于于1.5倍倍筛筛孔孔尺尺寸寸的颗粒。往往形成料层，使难筛粒不易透过筛网。的颗粒。往往形成料层，使难筛粒不易透过筛网。物物料料中中所所含含易易筛筛粒粒越越多多、难难筛筛粒粒和和阻阻碍碍粒粒数数量量越越少少，筛筛分分越越容容易易，处处理理能能力力越越大大、筛筛分分效效率率也也越越高。高
14、。影响筛分的因素影响筛分的因素l物料的因素物料的因素：（3）含水量含水量干干法法筛筛分分，物物料料中中水水分分含含量量达达到到一一定定程程度度时时，由由于于颗颗粒粒间间的的相相互互粘粘附附而而结结成成团团块块或或堵堵塞塞筛筛孔孔，筛筛分分能力就会急剧下降。能力就会急剧下降。湿湿式式筛筛分分，处处理理能能力力及及筛筛分分效效率率一一般般比比干干法法筛筛分分提高。提高。影响筛分的因素影响筛分的因素l筛分机械的因素：筛分机械的因素：（1）孔孔隙隙率率。筛筛面面开开孔孔率率愈愈小小，则则筛筛分分处处理理能能力愈小，但是筛面的使用寿命相对地会延长。力愈小，但是筛面的使用寿命相对地会延长。（2）筛筛孔孔大
15、大小小。在在一一定定的的范范围围内内，筛筛孔孔大大小小与与处理能力成正比关系。处理能力成正比关系。（3）筛筛孔孔形形状状。如如，正正方方形形筛筛孔孔的的处处理理能能力力比比长长方方形形的的小小，但但是是就就筛筛分分的的精精确确度度而而言言，以以正正方方形的为佳。形的为佳。（4）振振动动的的幅幅度度与与频频率率。振振动动的的目目的的在在于于筛筛面面上上物物料料不不断断运运动动，防防止止筛筛孔孔堵堵塞塞，以以及及使使大大小小颗颗粒粒构构成成一一合合适适的的料料层层。一一般般讲讲，粒粒度小的适宜用小振幅与高频率的振动。度小的适宜用小振幅与高频率的振动。（5）加加料料的的均均匀匀性性。单单位位时时间间
16、加加料料量量应应该该相等，入筛料沿筛面宽度分布应该均匀。相等，入筛料沿筛面宽度分布应该均匀。（6）料料速速与与料料层层厚厚度度。料料速速增增快快，可可增增加加处处理理能能力力，但但筛筛分分效效率率降降低低。料料层层薄薄，虽虽会会减低处理能力，但可提高筛分效率。减低处理能力，但可提高筛分效率。三、三、筛分设备筛分设备筛分设备按筛面的运动特征分为：筛分设备按筛面的运动特征分为：第三节第三节在流体中分级在流体中分级一、分级原理一、分级原理(一一)重力场分级原理重力场分级原理 不同粒度颗粒在重力场中沉降，其沉降末速不同粒度颗粒在重力场中沉降，其沉降末速（v v0 0)计算公式为：计算公式为：式中，d
17、颗粒的直径（m）；颗粒的密度（kg/m3）；介质的密度（kg/m3）；g 重力加速度（m/s2）；介质粘度（Pas）。故当被分级的物质一定，所采用的介质一定，沉降末速故当被分级的物质一定，所采用的介质一定，沉降末速只与颗粒的直径大小有关。因此，根据不同直径的颗粒的末只与颗粒的直径大小有关。因此，根据不同直径的颗粒的末速差异，可对粒度大小不同的颗粒进行分级。速差异，可对粒度大小不同的颗粒进行分级。(二二)离心力场分级原理离心力场分级原理 不同粒度颗粒在不同粒度颗粒在 离心力场中沉降，其沉降末离心力场中沉降，其沉降末速（速（v v0r0r)计算公式为：计算公式为：式中式中,j j 2 2r/r/g
18、；为为颗粒的旋转角速度（颗粒的旋转角速度（rad/srad/s）；r r 为颗粒的旋转半径（为颗粒的旋转半径（m m）故当被分级的物质一定，介质一定，介质的粘度一定，故当被分级的物质一定，介质一定，介质的粘度一定，离心加速度或分离因素一定时，颗粒的离心沉降速度只离心加速度或分离因素一定时，颗粒的离心沉降速度只与颗粒的直径大小有关。因而可采用离心力场根据颗粒与颗粒的直径大小有关。因而可采用离心力场根据颗粒离心沉降速度的不同，对粒径大小不同的颗粒进行分级。离心沉降速度的不同，对粒径大小不同的颗粒进行分级。二、分级设备二、分级设备（一）重力式分级机（一）重力式分级机 其是利用不同粒径的粒子在重力场中
19、其是利用不同粒径的粒子在重力场中沉降速度不同而进行分级。沉降速度不同而进行分级。重力式分级机有水平流型和垂直流型，重力式分级机有水平流型和垂直流型，多为它们的复合形式。多为它们的复合形式。水平流型重力分级机水平流型重力分级机 的结构及工作原理：的结构及工作原理：图图4-6水平流型重力分级机水平流型重力分级机-粗粉；粗粉；-中细粉；中细粉；-细粉；细粉；-超细粉超细粉超细粉尘与空气出口；超细粉尘与空气出口；2-2-分级室；分级室；3-3-粉料入口；粉料入口；4-4-空气入口空气入口 垂直流型重力分级机垂直流型重力分级机 的结构及工作原理：的结构及工作原理：图图4-7垂直流型重力分级机垂直流型重力
20、分级机1-空气入口；空气入口；2-粉体入口；粉体入口；3-排气口；排气口；4-旋风分离器；旋风分离器；5-细粉收集器；细粉收集器；6-粗粉收集器粗粉收集器 重重力力分分级级机机只只能能用用来来对对粒粒径径较较大大的的粉粉体体进进行行分分级级，对对于于超超细细粉粉体体，则则很很难难达达到到满满意的分级效果。意的分级效果。（二）（二）粗分级机粗分级机 粗分级机（俗称粗分离器）为空气一粗分级机（俗称粗分离器）为空气一次通过的外部循环式分级设备。形式很多，次通过的外部循环式分级设备。形式很多，其基本过程相似，系利用颗粒群在垂直上其基本过程相似，系利用颗粒群在垂直上升旋转运动的气流中，由于重力和惯性作升
21、旋转运动的气流中，由于重力和惯性作用而沉降分级的设备。用而沉降分级的设备。结构及工作原理结构及工作原理 粗分级机的产品细度范围为粗分级机的产品细度范围为0.08mm，方孔方孔筛筛余筛筛余1020%左右。其优点是结构简单，操作左右。其优点是结构简单，操作管理方便，无运动部件，不易损坏。但要配风机管理方便，无运动部件，不易损坏。但要配风机及除尘器为辅助设备。及除尘器为辅助设备。（三）离心式分级机（三）离心式分级机 离心式分级机亦称内部循环式选粉离心式分级机亦称内部循环式选粉机，应用很广泛。机，应用很广泛。结构及工作原理结构及工作原理（四）（四）旋风式分级机旋风式分级机图4-12旋风式分级机旋风式分
22、级机旋风式分级机结构及工作原理旋风式分级机结构及工作原理:旋风式分级机结构及工作原理旋风式分级机结构及工作原理:l物料中的细颗粒因质量小，进入选粉室后被上升气流带入旋风筒7，被收集下来，落入外锥体，经细粉出口管13排出；l 消除细粉后的气流出旋风筒经集风管6和导风管14，返回风机19，形成选粉室外部气流闭路循环；l 循环风量可由气阀16调节，也可以控制选粉室气流上升速度(调节细度)改变撒料盘速度及小风叶数量也可单独调节细度与与离离心心式式分分级级机机相相比比，旋旋风风式式分分级级机机有有如如下下优点：优点：（1）转转子子和和循循环环风风机机可可分分别别调调速速，既既易易于于调调节节细细度，也扩
23、大了细度的调节范围。度，也扩大了细度的调节范围。（2）小小型型旋旋风风筒筒代代替替大大圆圆筒筒，可可提提高高细细粉粉的的收收集集效效率率，选选粉粉效效率率可可达达70以以上上，因因而而减减少少了了细细粉粉的循环量。的循环量。（3）设设备备的的磨磨损损件件少少，轴轴承承受受力力小小，振振动动小小，结结构简单，质量轻，易制造。构简单，质量轻，易制造。缺点：缺点：占用空间较大，系统密封要求高，粗粉和占用空间较大，系统密封要求高，粗粉和细粉出口要锁风，否则，会降低选粉效率。细粉出口要锁风，否则，会降低选粉效率。（五）（五）ATP型超微细分级机型超微细分级机这是德国这是德国Alpine公司制造的一种较新
24、型公司制造的一种较新型涡轮式超细分级机。这种分级机有上部给涡轮式超细分级机。这种分级机有上部给料式和物料与空气一起从下部给入式两种料式和物料与空气一起从下部给入式两种装置，单轮和多轮两种型式。装置，单轮和多轮两种型式。单轮、原料与分级气流一起给入的单轮、原料与分级气流一起给入的ATP超超微细分级机的结构和工作原理：微细分级机的结构和工作原理：ATP型多轮超细型多轮超细分级机的结构：分级机的结构：特点是：特点是：在分级室在分级室顶部设置了多个相顶部设置了多个相同尺寸的分级轮。同尺寸的分级轮。因此，与同样规格因此，与同样规格的单轮分级机相比，的单轮分级机相比，多轮分级机的处理多轮分级机的处理能力显
25、著提高。能力显著提高。ATP型多轮超细分级机的优点型多轮超细分级机的优点：分级粒分级粒度细，精度较高，结构较紧凑，磨损较度细，精度较高，结构较紧凑，磨损较轻，处理能力大。轻，处理能力大。ATP型微细分级机的主要技术参数：型微细分级机的主要技术参数：(六六)水力旋流器水力旋流器 为常用的湿法分级设备。为常用的湿法分级设备。水力旋流器广泛应用于分级粒度为水力旋流器广泛应用于分级粒度为0.0030.25mm的分级作用或分级粒度小于的分级作用或分级粒度小于15m的的浓缩或澄清作用，其直径在浓缩或澄清作用，其直径在10mm1400mm之间。之间。用于超细分级或分离时，一般用小直径的水力旋流用于超细分级或
26、分离时，一般用小直径的水力旋流器器。其通常内衬耐磨陶瓷、模注塑料或人造橡胶，其通常内衬耐磨陶瓷、模注塑料或人造橡胶，内壁光滑。内壁光滑。RichardMozleyLtd生产的生产的Mozley型水力旋流型水力旋流器的规模如表器的规模如表4-4所示。所示。水力旋流器的水力旋流器的优点优点：构造简单、价廉、无运动：构造简单、价廉、无运动部件；生产量大，占地面积小，筒体内料浆停部件；生产量大，占地面积小，筒体内料浆停留的时间短，工作很快达到稳定状态；分级效留的时间短，工作很快达到稳定状态；分级效率较高。率较高。缺点缺点：磨损较严重；给料的浓度、粒度、压力：磨损较严重；给料的浓度、粒度、压力要稳定，否
27、则对工作指标的影响较大。要稳定，否则对工作指标的影响较大。（七）其它新型分级方法（七）其它新型分级方法1、静电场分级、静电场分级2、超临界分级、超临界分级3、微孔隙分级及膜分级、微孔隙分级及膜分级4、磁场力分级、磁场力分级等。等。这些方法目前主要处于实验室规模或研这些方法目前主要处于实验室规模或研究阶段。究阶段。思考题：思考题：1 1、分级的定义、意义及分类。、分级的定义、意义及分类。2 2、常用的筛分设备及其适用的范围。、常用的筛分设备及其适用的范围。3 3、常用的分级设备及其适用范围和优缺点。、常用的分级设备及其适用范围和优缺点。9、春去春又回，新桃换旧符。在那桃花盛开的地方，在这醉人芬芳
28、的季节，愿你生活像春天一样阳光，心情像桃花一样美丽，日子像桃子一样甜蜜。1月-231月-23Friday,January 20,202310、人的志向通常和他们的能力成正比例。04:24:5904:24:5904:241/20/2023 4:24:59 AM11、夫学须志也，才须学也，非学无以广才，非志无以成学。1月-2304:24:5904:24Jan-2320-Jan-2312、越是无能的人，越喜欢挑剔别人的错儿。04:24:5904:24:5904:24Friday,January 20,202313、志不立，天下无可成之事。1月-231月-2304:24:5904:24:59Janua
29、ry 20,202314、Thank you very much for taking me with you on that splendid outing to London.It was the first time that I had seen the Tower or any of the other famous sights.If Id gone alone,I couldnt have seen nearly as much,because I wouldnt have known my way about.。20 一月 20234:24:59 上午04:24:591月-2315、会当凌绝顶，一览众山小。一月 234:24 上午1月-2304:24January 20,202316、如果一个人不知道他要驶向哪头，那么任何风都不是顺风。2023/1/20 4:24:5904:24:5920 January 202317、一个人如果不到最高峰，他就没有片刻的安宁，他也就不会感到生命的恬静和光荣。4:24:59 上午4:24 上午04:24:591月-23谢谢观看THE END