Este artículo describe el propósito, los principios y los tipos de equipos de clasificación de polvos ultrafinos. Conozca las diferencias entre los métodos seco y húmedo, los clasificadores comunes, como los de tipo centrífugo y de chorro, y sus aplicaciones en la industria moderna.
Propósito y significado de la clasificación
Los polvos ultrafinos producidos mecánicamente a menudo no alcanzan el tamaño de partícula deseado en una sola pasada de molienda, lo que suele resultar en una amplia distribución granulométrica. Sin embargo, las aplicaciones industriales modernas suelen exigir polvos ultrafinos con distribuciones granulométricas específicas y controladas. Además, durante el proceso de molienda, solo una parte de las partículas suele alcanzar el tamaño objetivo, mientras que otras quedan sin clasificar. Si las partículas clasificadas no se separan rápidamente y, en su lugar, se muelen de nuevo junto con las no clasificadas, no solo se desperdicia energía, sino que también puede provocar una molienda excesiva de algunos materiales. Por lo tanto, la clasificación es un paso esencial en la producción de polvos ultrafinos. Cumple una doble función: controlar la distribución granulométrica del producto y separar eficientemente las partículas clasificadas para mejorar la eficiencia de la producción y la calidad del producto.
Principios básicos de clasificación
En un sentido amplioLa clasificación implica separar partículas en diferentes grupos según las diferencias en sus propiedades, como tamaño, densidad, color, forma, composición química, magnetismo o radiactividad.
En un sentido más estricto En cuanto al tamaño específico de las partículas, la clasificación se basa en que las partículas de diferentes tamaños experimentan distintas magnitudes de fuerzas (como la fuerza centrífuga, la gravedad y la fuerza inercial) dentro de un medio, lo que hace que sigan trayectorias distintas y así logren la separación.
Según el medio utilizado, la clasificación del polvo ultrafino se puede dividir en métodos secos y húmedos.
- Clasificación seca Utiliza aire como medio. Ofrece un bajo costo y un funcionamiento cómodo, pero enfrenta desafíos como la posible contaminación por polvo y, en ocasiones, una precisión de clasificación limitada.
- Clasificación húmeda Utiliza un medio líquido. Proporciona una alta precisión de clasificación y elimina el riesgo de explosión por polvo. Sin embargo, requiere procesos posteriores adicionales, como la deshidratación, el secado y el tratamiento de aguas residuales.
| Método de clasificación | Nombre del equipo | Clasificación Tamaño de partícula D97/μm | Capacidad de procesamiento |
| Clasificación seca | Clasificador de impulsor MS | 3 ~ 150 | 50 ~ 12.000 kg/h |
| Clasificador MSS | 2 ~ 45 | 30 ~ 8.000 kg/h | |
| Clasificador ATP | 3 ~ 180 | 50 ~ 35.000 kg/h | |
| Clasificador LHB | 5 ~ 45 | 500 ~ 10.000 kg/h | |
| Clasificador O-Sepa | < 10 | 30 ~ 8.000 kg/h | |
| Clasificación húmeda | Ciclón ultrafino GSDF | 3 ~ 10 | 1 ~ 25 m³ (lodo) |
| Espiral horizontal Clasificador centrífugo | 1 ~ 10 | 1 ~ 20 m³ (lodo) | |
| Hidrociclón de diámetro pequeño (Grupo) | 3 ~ 45 | 1 ~ 50 m³ (lodo) |
Introducción a los equipos de clasificación ultrafina
Hoy en día existe una amplia variedad de equipos de clasificación ultrafina, categorizados principalmente en tipos secos y húmedos según el medio fluido.
Equipo de clasificación en seco
El equipo de clasificación en seco se puede dividir además según el principio de funcionamiento:
• Clasificadores de gravedad: Separan partículas según las diferencias en sus velocidades de sedimentación dentro de un campo gravitatorio. Los tipos más comunes incluyen clasificadores de flujo horizontal y vertical.
• Clasificadores inerciales: Aprovechar las diferencias en la masa de las partículas (y, por lo tanto, la inercia) para crear trayectorias independientes al cambiar la dirección del flujo, lo que permite la clasificación. Los dispositivos actuales pueden lograr una clasificación de hasta aproximadamente 1 micrón. La supresión eficaz de la aglomeración de partículas y las corrientes de Foucault es prometedora para lograr una clasificación submicrónica con mayor precisión y eficiencia.
• Clasificadores centrífugos: La clasificación ultrafina se logra generando un campo de fuerza centrífuga intenso, lo que representa una categoría ampliamente desarrollada. Se pueden subdividir según el tipo de campo de flujo:
◦ Tipo Vortex Libre: Incluye modelos como DS y SLT.
◦ Tipo Vórtice Forzado: Incluye modelos como MC, MS, MSS, ATP, MP y clasificadores de turbina.
• Clasificadores de chorro: Estos dispositivos integran múltiples principios, como la clasificación inercial, la clasificación rápida y el efecto Coandă. Sus principales características incluyen:
1. No hay partes móviles en la zona de clasificación, lo que garantiza un fácil mantenimiento y un funcionamiento confiable.
2. Las corrientes de chorro ayudan a predispersar el polvo.
3. Las partículas entran en la clasificación inmediatamente después de la dispersión, suprimiendo eficazmente la reaglomeración.
4. Capaz de producir múltiples fracciones de producto; el tamaño de partícula se puede controlar de forma flexible ajustando el ángulo de la cuchilla del clasificador y la presión de salida.
5. Alta eficiencia de clasificación y tamaño de corte preciso.
Equipo de clasificación húmeda
Los equipos de clasificación húmeda incluyen principalmente clasificadores hidráulicos basados en gravedad y clasificadores hidráulicos basados en fuerza centrífuga.
• Clasificador mecánico: Clasificador Espiral: La descarga de un molino de molienda ingresa a este clasificador. Las partículas finas calificadas rebosan, mientras que la arena gruesa depositada en el fondo es extraída por una espiral o rastrillo giratorio y devuelta al molino para su posterior molienda. Es un clasificador de partículas medianas a finas que se utiliza principalmente en circuitos de procesamiento de minerales, junto con molinos de molienda.
• Clasificador de cono: Un diseño simple donde la pulpa se alimenta continuamente al cono a través de una tubería de alimentación central. Llena el cono y rebosa por la periferia superior. Existe un flujo ascendente y horizontal dentro del cono. Las partículas con una velocidad de sedimentación mayor que la velocidad del flujo ascendente se hunden y se descargan como rebosadero (arena). Las partículas con velocidades de sedimentación menores son transportadas hacia arriba por el flujo, rebosan en un canal y se descargan como rebosadero.
• Hidrociclón: Para partículas muy finas, el campo de fuerza centrífuga puede ser insuficiente para superar las interacciones fluido-partícula (resistencia viscosa, difusión turbulenta). La distribución de estas partículas ultrafinas entre el flujo inferior y el flujo superior se aproxima a la distribución del agua, lo que significa que, en esencia, siguen la división del agua.
• Centrífuga decantadora (Centrífuga horizontal de recipiente sólido con transportador): Los componentes principales incluyen un recipiente giratorio, un transportador de tornillo sin fin (scroll), un engranaje diferencial, una carcasa y una base. El recipiente y el espiral giran en la misma dirección con una ligera diferencia de velocidad. La alimentación entra en la cámara de aceleración y gira casi sincronizada con el recipiente. Las partículas entran en el campo de fuerza centrífuga y se separan rápidamente. Las partículas finas rebosan a través de un vertedero ajustable (anillo de rebose), mientras que las partículas gruesas se depositan contra la pared del recipiente y son transportadas hacia adelante por el espiral para su descarga como torta.
Como campo interdisciplinario, la industria de los polvos ha cobrado gran importancia en los últimos años, y la tecnología de clasificación de polvos ultrafinos ha experimentado un rápido desarrollo. Sin embargo, con el continuo avance de las industrias de alta tecnología y los nuevos materiales, la tecnología de clasificación aún enfrenta numerosos desafíos. Por lo tanto, es fundamental fortalecer la investigación en tecnología y equipos de clasificación ultrafina.
Polvo épico
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— Jason Wang, Ingeniero sénior
