Dans les applications industrielles modernes, les poudres ultrafines doivent souvent respecter une granulométrie spécifique. Lors du broyage, seule une partie du produit atteint la finesse requise, le reste nécessitant un broyage supplémentaire. Un défaut d'élimination rapide des particules fines peut engendrer un gaspillage d'énergie et un broyage excessif. De plus, un broyage et une agglomération simultanés peuvent se produire, formant des amas de particules plus importants qui nuisent au processus de broyage. La solution à ces problèmes réside dans la mise en œuvre d'équipements de classification fine. Utilisés conjointement avec des broyeurs ultrafins, les classificateurs à air séparent rapidement les particules fines conformes, renvoyant les particules grossières pour un nouveau broyage. Ceci améliore l'efficacité du broyage et réduit la consommation d'énergie.
À mesure que la finesse requise des poudres augmente et que les volumes de production croissent, la difficulté de classification s'accroît également. La technologie de classification fine est devenue un aspect essentiel du développement des techniques de production mécanique de poudres.
Principes de sélection d'un classificateur d'air
Les classificateurs à air séparent les particules en fonction de leur taille en exploitant des forces telles que la force centrifuge, la gravité et l'inertie, qui leur confèrent des trajectoires distinctes. Ce procédé dirige les particules de différentes tailles vers des dispositifs de collecte séparés. Il existe différents types de classificateurs à air, chacun fonctionnant selon des principes de classification spécifiques pour atteindre des plages de taille de particules précises. Lors du choix d'un équipement de classification, tenez compte des principes suivants :
1. Finesse du produit et distribution granulométrique
S’assurer que l’équipement de classification sélectionné répond aux exigences de conception en matière de finesse du produit et de distribution granulométrique.
2. Comparaison complète des performances
Lorsque le type de matériau, la granulométrie d'alimentation, la finesse requise et la distribution granulométrique sont cohérents, comparez les équipements de classification en fonction de la capacité de traitement, de l'efficacité d'extraction de poudre fine, du débit d'une seule machine, de la consommation d'énergie par unité de produit, de la stabilité de l'équipement, du niveau d'automatisation, des performances de maintenance et de l'efficacité de dépoussiérage.
3. Classification de l'efficacité et de la précision
L'efficacité de classification est un indicateur essentiel de l'efficacité d'une méthode de classification, notamment dans les applications industrielles. Même si une méthode produit une distribution granulométrique étroite, une faible efficacité de classification la rend inutilisable à l'échelle industrielle. Une classification idéale sépare complètement les particules au point de classification, garantissant que les particules fines ne se mélangent pas aux produits grossiers et que les particules plus grosses ne contaminent pas les produits fins, atteignant ainsi une efficacité de classification de 100%. Les indicateurs d'efficacité doivent évaluer quantitativement la clarté de la classification et analyser de manière exhaustive les résultats initiaux.
4. Consommation d'énergie et débit
La consommation énergétique totale du classificateur d'air, du filtre et du ventilateur d'aspiration, divisée par le débit, représente la consommation énergétique spécifique. Cet indicateur reflète la rentabilité du processus de classification et doit être un critère essentiel lors du choix des équipements.
5. Configuration du système
Lors de l'association d'un classificateur fin à un concasseur ultrafin utilisant un système de flux d'air partagé, privilégiez une configuration un-à-un (un concasseur associé à un classificateur à air) ou une configuration en série avec plusieurs classificateurs. Pour les configurations en parallèle avec deux classificateurs ou plus, prévoyez un silo intermédiaire et un système de flux d'air indépendant pour chaque classificateur. La capacité de traitement autonome du classificateur à air doit être légèrement supérieure au débit ou à la production de l'opération de concassage précédente.
6. Tests de fiabilité
Pour garantir une sélection avancée et fiable, effectuez des tests de production industrielle spécifiques au matériau ou des essais de données sur un prototype avant de finaliser le choix de l'équipement, surtout s'il n'existe aucune donnée antérieure pour le même matériau.
Méthode de calcul du rendement d'un classificateur d'air
Un classificateur pneumatique produit généralement deux types de granulométrie : fine et grossière. Les quantités de ces granulométries dépendent de la teneur en particules inférieures à la taille spécifiée dans l’alimentation et de l’efficacité du classificateur, ou taux d’extraction de poudre fine.
Lorsque les exigences en matière de distribution granulométrique de l'alimentation et de finesse du produit sont définies, la production de produits fins et grossiers peut être calculée à l'aide des formules suivantes :
– Production de produits fins : P1 = Pa × γ × E
– Production de produits bruts : P2 = (1 – k) × (Pa – P1)
Où:
– P1 : Production de produits fins (t/h)
– P2 : Production de produits grossiers (t/h)
– γ : Pourcentage de particules plus petites que la taille spécifiée dans l'alimentation (%)
– E : Taux d'extraction des particules plus petites que la taille spécifiée (%)
– k : Taux de perte de matière lors du classement (%)
– Pa : Débit d'alimentation ou capacité de traitement du classificateur (t/h)
Exemple de calcul
Considérons un classificateur traitant une poudre de carbonate de calcium ultrafine avec un débit d'alimentation de 2 t/h. L'alimentation contient 70% particules de diamètre inférieur à 10 μm (d70 ≤ 10 μm), et le produit fin recherché doit contenir 97% particules de diamètre inférieur à 10 μm (d97 ≤ 10 μm). Le taux d'extraction de la machine pour les particules inférieures à 10 μm est de 69%, avec un taux de perte de matière de 1,0%. Les rendements en produits fin et grossier sont calculés comme suit :
- Production de produits fins : P1 = [2 × 70% × 69% × (1 – 1,0%)] / 97% = 0,986 t/h
- Production de produits bruts : P2 = (1 – 1,0%) × (2 – 0,986) = 1,004 t/h
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— Jason Wang
