Cet article présente l'objectif, les principes et les types d'équipements de classification des poudres ultrafines. Découvrez les différences entre les méthodes à sec et par voie humide, les classificateurs courants comme les classificateurs centrifuges et à jet, ainsi que leurs applications dans l'industrie moderne.
Objectif et importance de la classification
Les poudres ultrafines produites mécaniquement ne permettent souvent pas d'atteindre la granulométrie souhaitée en une seule passe de broyage, ce qui se traduit généralement par une large distribution granulométrique. Or, les applications industrielles modernes exigent fréquemment des poudres ultrafines présentant des distributions granulométriques spécifiques et contrôlées. De plus, lors du broyage, seule une partie des particules atteint généralement la taille cible, tandis que d'autres restent non conformes. Si les particules conformes ne sont pas séparées rapidement et sont broyées à nouveau avec les non conformes, cela entraîne non seulement un gaspillage d'énergie, mais aussi un risque de surbroyage de certains matériaux. Par conséquent, le classement est une étape essentielle de la production de poudres ultrafines. Il remplit un double objectif : contrôler la distribution granulométrique du produit et séparer efficacement les particules conformes afin d'améliorer l'efficacité de la production et la qualité du produit.
Principes fondamentaux de la classification
Dans un sens largeLa classification consiste à séparer les particules en différents groupes en fonction de leurs propriétés, telles que la taille, la densité, la couleur, la forme, la composition chimique, le magnétisme ou la radioactivité.
Dans un sens plus restreint Spécifique à la taille des particules, la classification repose sur le fait que les particules de tailles différentes subissent des forces d'amplitudes différentes — comme la force centrifuge, la gravité et la force d'inertie — au sein d'un milieu, ce qui les amène à suivre des trajectoires distinctes et donc à se séparer.
Selon le milieu utilisé, la classification des poudres ultrafines peut être divisée en méthodes sèches et humides.
- Classification sèche Utilisant l'air comme milieu, cette technologie offre un faible coût et une utilisation pratique, mais présente des inconvénients tels que la pollution potentielle par la poussière et une précision de classification parfois limitée.
- Classification humide Ce procédé utilise un milieu liquide. Il offre une grande précision de classification et élimine les risques d'explosion de poussières. Cependant, il nécessite des étapes de traitement supplémentaires en aval, telles que la déshydratation, le séchage et le traitement des eaux usées.
| Méthode de classification | Nom de l'équipement | Classification granulométrique D97/μm | Capacité de traitement |
| Classification sèche | Classificateur à turbine MS | 3 ~ 150 | 50 à 12 000 kg/h |
| Classificateur MSS | 2 ~ 45 | 30 à 8 000 kg/h | |
| Classificateur ATP | 3 ~ 180 | 50 à 35 000 kg/h | |
| Classificateur LHB | 5 ~ 45 | 500 ~ 10 000 kg/h | |
| Classificateur O-Sepa | < 10 | 30 à 8 000 kg/h | |
| Classification humide | Cyclone ultrafin GSDF | 3 ~ 10 | 1 ~ 25 m³ (boue) |
| Spirale horizontale Classificateur centrifuge | 1 ~ 10 | 1 ~ 20 m³ (boue) | |
| Hydrocyclone de petit diamètre (groupe) | 3 ~ 45 | 1 ~ 50 m³ (boue) |
Introduction aux équipements de classification ultrafine
Il existe aujourd'hui une grande variété d'équipements de classification ultrafine, principalement classés en types secs et humides selon le milieu fluide.
équipement de classification à sec
Les équipements de classification à sec peuvent être divisés en fonction de leur principe de fonctionnement :
• Classificateurs de gravité : Séparer les particules en fonction de leurs différences de vitesse de sédimentation dans un champ gravitationnel. Les classificateurs à flux horizontal et vertical sont des types courants.
• Classificateurs inertiels : L'utilisation des différences de masse (et donc d'inertie) des particules permet de créer des trajectoires distinctes lors des changements de direction du flux, autorisant ainsi leur classification. Les dispositifs actuels permettent une classification jusqu'à une taille d'environ 1 micron. La suppression efficace de l'agglomération des particules et des courants de Foucault ouvre la voie à une classification submicronique plus précise et plus efficace.
• Classificateurs centrifuges : On obtient une classification ultrafine en générant un champ de force centrifuge intense, ce qui représente une catégorie largement développée. Ces classifications peuvent être subdivisées selon le type de champ d'écoulement :
◦ Type de vortex gratuit : Inclut les modèles comme DS et SLT.
◦ Type de vortex forcé : Inclut des modèles comme MC, MS, MSS, ATP, MP et les classificateurs à turbine.
• Classificateurs de jets : Ces appareils intègrent plusieurs principes, notamment la classification inertielle, la classification rapide et l'effet Coandă. Leurs principales caractéristiques sont les suivantes :
1. Absence de pièces mobiles dans la zone de classification, garantissant une maintenance facile et un fonctionnement fiable.
2. Les jets d'air contribuent à la prédispersion de la poudre.
3. Les particules sont classées immédiatement après leur dispersion, ce qui supprime efficacement leur ré-agglomération.
4. Capable de produire plusieurs fractions de produit ; la taille des particules peut être contrôlée de manière flexible en ajustant l'angle de la lame du classificateur et la pression de sortie.
5. Haute efficacité de classification et taille de coupe précise.
équipement de classification humide
Les équipements de classification par voie humide comprennent principalement des classificateurs hydrauliques à gravité et des classificateurs hydrauliques à force centrifuge.
• Classificateur mécanique : Classificateur à spirale : Les effluents d'un broyeur pénètrent dans ce classificateur. Les fines particules qualifiées sont évacuées par débordement, tandis que le sable grossier, déposé au fond, est évacué par une spirale ou un râteau rotatif et renvoyé au broyeur pour un broyage plus poussé. Ce classificateur de particules moyennes à fines est principalement utilisé dans les circuits de traitement des minéraux, en association avec des broyeurs.
• Classificateur de cônes : Ce dispositif simple est alimenté en continu par une conduite centrale dans un cône. La suspension remplit le cône et déborde par sa périphérie supérieure. Un flux ascendant et horizontal circule à l'intérieur du cône. Les particules dont la vitesse de sédimentation est supérieure à celle du flux ascendant se déposent et sont évacuées sous forme de sable. Les particules dont la vitesse de sédimentation est inférieure sont entraînées vers le haut par le flux, débordent dans une rigole et sont évacuées sous forme de trop-plein.
• Hydrocyclone : Pour les particules très fines, la force centrifuge peut s'avérer insuffisante pour vaincre les interactions fluide-particule (traînée visqueuse, diffusion turbulente). La distribution de ces particules ultrafines entre le flux inférieur et le flux supérieur se rapproche de celle de l'eau, c'est-à-dire qu'elles suivent essentiellement la même tendance que celle de l'eau.
• Centrifugeuse à décanter Centrifugeuse horizontale à cuve pleine avec convoyeur : Ses principaux composants comprennent une cuve rotative, une vis sans fin, un différentiel, un carter et un socle. La cuve et la vis sans fin tournent dans le même sens, à une vitesse légèrement différente. L’alimentation pénètre dans la chambre d’accélération et tourne de façon quasi synchrone avec la cuve. Les particules sont soumises à la force centrifuge et se séparent rapidement. Les particules fines s’écoulent par un déversoir réglable (anneau de trop-plein), tandis que les particules grossières se déposent contre la paroi de la cuve et sont transportées vers l’avant par la vis sans fin pour être évacuées sous forme de gâteau.
L'industrie des poudres, domaine interdisciplinaire, a suscité un intérêt considérable ces dernières années, et les technologies de classification des poudres ultrafines ont connu un développement rapide. Cependant, face aux progrès constants des industries de haute technologie et à l'émergence de nouveaux matériaux, ces technologies restent confrontées à de nombreux défis. Par conséquent, le renforcement de la recherche sur les technologies et les équipements de classification des poudres ultrafines demeure essentiel.
Poudre épique
Epic Powder possède plus de 20 ans d'expérience dans l'industrie des poudres ultrafines.
Promouvoir activement le développement futur des poudres ultrafines, en mettant l'accent sur les procédés de concassage, de broyage, de classification et de modification des poudres ultrafines.
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— Jason Wang, Ingénieur principal
