تستكشف هذه المقالة الغرض من معدات تصنيف المساحيق فائقة النعومة، ومبادئها، وأنواعها. تعرّف على الفروقات بين الطرق الجافة والرطبة، والمصنفات الشائعة مثل المصنفات الطاردة المركزية والنفاثة، وتطبيقاتها في الصناعة الحديثة.
الغرض من التصنيف وأهميته
غالبًا ما تعجز المساحيق فائقة النعومة المنتجة آليًا عن الوصول إلى حجم الجسيمات المطلوب في عملية طحن واحدة، مما ينتج عنه عادةً توزيع واسع لأحجام الجسيمات. ومع ذلك، تتطلب التطبيقات الصناعية الحديثة في كثير من الأحيان مساحيق فائقة النعومة ذات توزيعات محددة ومضبوطة لأحجام الجسيمات. علاوة على ذلك، خلال عملية الطحن، لا يصل عادةً إلا جزء من الجسيمات إلى الحجم المستهدف، بينما تبقى الجسيمات الأخرى غير مطابقة للمواصفات. إذا لم يتم فصل الجسيمات المطابقة للمواصفات على الفور، وأُعيد طحنها مع الجسيمات غير المطابقة، فإن ذلك لا يهدر الطاقة فحسب، بل قد يؤدي أيضًا إلى طحن زائد لبعض المواد. لذلك، يُعدّ التصنيف خطوة أساسية في إنتاج المساحيق فائقة النعومة، إذ يخدم غرضين: التحكم في توزيع حجم جسيمات المنتج، وفصل الجسيمات المطابقة للمواصفات بكفاءة لتعزيز كفاءة الإنتاج وجودة المنتج.
المبادئ الأساسية للتصنيف
في المعنى الواسع، يتضمن التصنيف فصل الجسيمات إلى مجموعات مختلفة بناءً على الاختلافات في خصائصها مثل الحجم والكثافة واللون والشكل والتركيب الكيميائي والمغناطيسية أو النشاط الإشعاعي.
في بالمعنى الضيق يعتمد التصنيف، بحسب حجم الجسيمات، على تعرض الجسيمات ذات الأحجام المختلفة لقوى مختلفة - مثل قوة الطرد المركزي والجاذبية وقوة القصور الذاتي - داخل الوسط، مما يجعلها تتبع مسارات متميزة وبالتالي تحقق الفصل.
بناءً على الوسط المستخدم، يمكن تقسيم تصنيف المساحيق فائقة النعومة إلى طرق جافة وطرق رطبة.
- التصنيف الجاف يستخدم الهواء كوسيط. يتميز بانخفاض تكلفته وسهولة تشغيله، ولكنه يواجه تحديات مثل التلوث المحتمل بالغبار ودقة التصنيف المحدودة أحيانًا.
- التصنيف الرطب تستخدم هذه التقنية وسطًا سائلًا، مما يوفر دقة تصنيف عالية ويقضي على مخاطر انفجار الغبار. مع ذلك، فهي تتطلب عمليات لاحقة إضافية مثل نزح المياه والتجفيف ومعالجة مياه الصرف الصحي.
| أسلوب التصنيف | اسم الجهاز | تصنيف حجم الجسيمات D97/ميكرومتر | القدرة على المعالجة |
| التصنيف الجاف | مصنف المروحة MS | 3 ~ 150 | 50 ~ 12000 كجم/ساعة |
| مصنف MSS | 2 ~ 45 | 30 ~ 8000 كجم/ساعة | |
| مصنف ATP | 3 ~ 180 | 50 ~ 35000 كجم/ساعة | |
| مصنف LHB | 5 ~ 45 | 500 ~ 10000 كجم/ساعة | |
| مصنف O-SEPA | < 10 | 30 ~ 8000 كجم/ساعة | |
| التصنيف الرطب | إعصار فائق الدقة GSDF | 3 ~ 10 | 1 ~ 25 م³ (سائل لزج) |
| حلزوني أفقي مصنف الطرد المركزي | 1 ~ 10 | 1 ~ 20 م³ (سائل لزج) | |
| هيدروسيكلون ذو قطر صغير (مجموعة) | 3 ~ 45 | 1 ~ 50 م³ (سائل لزج) |
مقدمة عن معدات التصنيف فائقة الدقة
توجد اليوم مجموعة واسعة من معدات التصنيف فائقة الدقة، والتي تصنف في المقام الأول إلى أنواع جافة ورطبة بناءً على الوسط السائل.
معدات تصنيف المواد الجافة
يمكن تقسيم معدات التصنيف الجاف بشكل أكبر حسب مبدأ العمل:
• مصنفات الجاذبية: يتم فصل الجسيمات بناءً على الاختلافات في سرعات ترسبها داخل مجال الجاذبية. تشمل الأنواع الشائعة مصنفات التدفق الأفقي والرأسي.
• المصنفات بالقصور الذاتي: تستغل هذه التقنية الاختلافات في كتلة الجسيمات (وبالتالي قصورها الذاتي) لإنشاء مسارات منفصلة عند تغير اتجاه التدفق، مما يتيح تصنيفها. تستطيع الأجهزة الحالية تحقيق تصنيف يصل إلى حوالي 1 ميكرون. ويُبشر كبح تكتل الجسيمات والتيارات الدوامية بفعالية بتحقيق تصنيف دون الميكرون بدقة وكفاءة محسّنتين.
• المصنفات الطاردة المركزية: يُمكن تحقيق تصنيف فائق الدقة من خلال توليد مجال قوة طرد مركزي قوي، وهو ما يُمثل فئة واسعة الانتشار. ويمكن تقسيمها حسب نوع مجال التدفق:
◦ نوع الدوامة المجاني: يشمل نماذج مثل DS و SLT.
◦ نوع الدوامة القسرية: يشمل نماذج مثل MC و MS و MSS و ATP و MP ومصنفات التوربينات.
• تصنيفات الطائرات النفاثة: تدمج هذه الأجهزة مبادئ متعددة تشمل التصنيف بالقصور الذاتي، والتصنيف السريع، وتأثير كواندا. ومن أبرز ميزاتها:
1. لا توجد أجزاء متحركة في منطقة التصنيف، مما يضمن سهولة الصيانة والتشغيل الموثوق.
2. تساعد تيارات الهواء النفاثة في تشتيت المسحوق مسبقًا.
3. تدخل الجسيمات في التصنيف مباشرة بعد التشتت، مما يؤدي إلى كبح إعادة التكتل بشكل فعال.
4. قادر على إنتاج أجزاء متعددة من المنتج؛ يمكن التحكم في حجم الجسيمات بمرونة عن طريق ضبط زاوية شفرة المصنف وضغط المخرج.
5. كفاءة تصنيف عالية وحجم قطع دقيق.
معدات التصنيف الرطب
تشمل معدات التصنيف الرطب بشكل رئيسي المصنفات الهيدروليكية القائمة على الجاذبية والمصنفات الهيدروليكية القائمة على قوة الطرد المركزي.
• المصنف الميكانيكي: المصنف الحلزوني: يدخل ناتج مطحنة الطحن إلى هذا المصنف. تتدفق الجزيئات الدقيقة المؤهلة، بينما يُنقل الرمل الخشن المترسب في القاع بواسطة حلزون دوار أو مجرفة، ويعاد إلى المطحنة لمزيد من الطحن. وهو مصنف للجزيئات المتوسطة إلى الدقيقة، ويُستخدم بشكل أساسي في دوائر معالجة المعادن بالتزامن مع مطاحن الطحن.
• مصنف المخروط: تصميم بسيط يُغذّى فيه الطين باستمرار عبر أنبوب تغذية مركزي إلى المخروط. يملأ الطين المخروط ويتدفق من محيطه العلوي. يوجد تدفق أفقي صاعد داخل المخروط. تغوص الجزيئات ذات سرعة الترسيب الأكبر من سرعة التدفق الصاعد وتُصرّف كتدفق سفلي (رمل). أما الجزيئات ذات سرعات الترسيب الأقل، فيحملها التدفق إلى الأعلى، وتتدفق إلى قناة تصريف، ثم تُصرّف كتدفق علوي.
• هيدروسيكلون: بالنسبة للجسيمات الدقيقة جدًا، قد لا يكون مجال قوة الطرد المركزي كافيًا للتغلب على تفاعلات المائع مع الجسيمات (السحب اللزج، والانتشار المضطرب). ويقترب توزيع هذه الجسيمات فائقة الدقة بين التدفق السفلي والتدفق العلوي من توزيع الماء، أي أنها تتبع بشكل أساسي توزيع الماء.
• جهاز طرد مركزي (جهاز طرد مركزي أفقي ذو وعاء صلب مع ناقل): تشمل المكونات الرئيسية وعاءً دوارًا، وناقلًا لولبيًا (حلزونيًا)، وترسًا تفاضليًا، وغلافًا، وقاعدة. يدور الوعاء والناقل اللولبي في نفس الاتجاه بفارق سرعة طفيف. تدخل المادة الخام إلى حجرة التسريع وتدور بشكل متزامن تقريبًا مع الوعاء. تدخل الجسيمات مجال قوة الطرد المركزي وتنفصل بسرعة. تتدفق الجسيمات الدقيقة عبر حاجز قابل للتعديل (حلقة الفائض)، بينما تستقر الجسيمات الخشنة على جدار الوعاء وينقلها الناقل اللولبي للأمام لتفريغها على شكل كعكة.
باعتبارها مجالاً متعدد التخصصات، حظيت صناعة المساحيق باهتمام كبير في السنوات الأخيرة، وشهدت تقنية تصنيف المساحيق فائقة النعومة تطوراً سريعاً. ومع ذلك، ومع التقدم المستمر للصناعات عالية التقنية والمواد الجديدة، لا تزال تقنية التصنيف تواجه تحديات عديدة. لذا، يبقى تعزيز البحث في تقنية ومعدات تصنيف المساحيق فائقة النعومة أمراً بالغ الأهمية.
مسحوق ملحمي
تتمتع شركة Epic Powder بخبرة عمل تزيد عن 20 عامًا في صناعة المساحيق فائقة النعومة.
العمل بنشاط على تعزيز التطوير المستقبلي للمساحيق فائقة النعومة، مع التركيز على عمليات التكسير والطحن والتصنيف والتعديل لهذه المساحيق.
لدينا حلول ناضجة لمختلف الصناعات، بما في ذلك اختيار المعدات، وعملية المنتج، واختيار القالب، واختيار الجهاز المساعد. في الوقت نفسه، بالنسبة لبعض الصناعات أو المنتجات الخاصة، يمكننا أيضًا تقديم حلول مخصصة للعملاء من الجوانب المذكورة أعلاه.
شكرًا لقراءتكم. آمل أن يكون مقالي مفيدًا. يُرجى ترك تعليق أدناه. يمكنكم أيضًا التواصل مع ممثل خدمة عملاء EPIC Powder عبر الإنترنت. زيلدا "لأي استفسارات أخرى."
— جيسون وانج, مهندس أول
