Nelle moderne applicazioni industriali, i prodotti in polvere ultrafine devono spesso rientrare in un intervallo granulometrico specifico. Durante il processo di frantumazione, solo una parte del prodotto raggiunge la finezza richiesta, mentre il resto richiede un'ulteriore macinazione. La mancata rimozione tempestiva della polvere fine può comportare sprechi energetici e una frantumazione eccessiva. Inoltre, quando le particelle vengono raffinate fino a un certo punto, possono verificarsi contemporaneamente frantumazione e agglomerazione, dando origine a cluster di particelle più grandi che compromettono il processo di frantumazione. La chiave per risolvere questi problemi risiede nell'implementazione di apparecchiature di classificazione fine. Utilizzati in combinazione con macinatori ultrafini, i classificatori ad aria separano rapidamente il prodotto fine qualificato, restituendo le particelle grossolane per la macinazione successiva. Ciò aumenta l'efficienza di macinazione e riduce il consumo energetico.
Con l'aumento della finezza richiesta delle polveri e dei volumi di produzione, aumenta anche la difficoltà di classificazione. La tecnologia di classificazione fine è diventata un aspetto fondamentale nello sviluppo delle tecniche di produzione meccanica delle polveri.
Principi di selezione per classificatore d'aria
I classificatori ad aria separano le particelle in base alle loro dimensioni sfruttando forze come la forza centrifuga, la gravità e l'inerzia, che inducono le particelle a seguire traiettorie distinte. Questo processo indirizza le particelle di diverse dimensioni verso dispositivi di raccolta separati. I classificatori ad aria sono disponibili in diverse tipologie, ciascuna delle quali opera secondo principi di classificazione diversi per raggiungere specifici intervalli di dimensioni delle particelle. Nella scelta dell'apparecchiatura di classificazione, è importante considerare i seguenti principi:
1. Finezza del prodotto e distribuzione granulometrica
Assicurarsi che l'attrezzatura di classificazione selezionata soddisfi i requisiti di progettazione per la finezza del prodotto e la distribuzione granulometrica delle particelle.
2. Confronto completo delle prestazioni
Quando il tipo di materiale, la dimensione delle particelle di alimentazione, la finezza richiesta e la distribuzione delle dimensioni delle particelle sono coerenti, confrontare le apparecchiature di classificazione in base alla capacità di elaborazione, all'efficienza di estrazione della polvere fine, alla produttività della singola macchina, al consumo energetico per unità di prodotto, alla stabilità dell'apparecchiatura, al livello di automazione, alle prestazioni di manutenzione e all'efficienza di raccolta della polvere.
3. Classificazione dell'efficienza e della precisione
L'efficienza di classificazione è un indicatore critico dell'efficacia di un metodo di classificazione, soprattutto nelle applicazioni industriali. Anche se un metodo produce una distribuzione granulometrica ristretta, una bassa efficienza di classificazione lo rende poco pratico per l'uso industriale. La classificazione ideale separa completamente le particelle nel punto di classificazione, garantendo che le particelle più piccole non si mescolino con i prodotti grossolani e che le particelle più grandi non contaminino i prodotti fini, raggiungendo un'efficienza di classificazione pari a 100%. Le metriche di efficienza dovrebbero valutare quantitativamente la chiarezza della classificazione e valutare in modo completo i risultati iniziali della classificazione.
4. Consumo energetico e produttività
Il consumo energetico totale del classificatore d'aria, del filtro e della ventola di aspirazione, diviso per la portata, rappresenta il consumo energetico specifico. Questa metrica riflette la redditività economica del processo di classificazione e dovrebbe essere un fattore chiave nella scelta dell'apparecchiatura.
5. Configurazione del sistema
Quando si abbina un classificatore fine a un frantoio ultrafine utilizzando un sistema di flusso d'aria condiviso, adottare una configurazione uno a uno (un frantoio abbinato a un classificatore ad aria) o una configurazione in serie con più classificatori. Per configurazioni parallele con due o più classificatori, includere un silo intermedio e un sistema di flusso d'aria indipendente per ciascun classificatore ad aria. La capacità di elaborazione autonoma del classificatore ad aria dovrebbe superare leggermente la portata o la potenza della precedente operazione di frantumazione.
6. Test di affidabilità
Per garantire una selezione avanzata e affidabile, prima di finalizzare la scelta dell'attrezzatura, eseguire test di produzione industriale o di dati di prova specifici per il materiale su un prototipo, soprattutto se non esistono dati precedenti per lo stesso materiale.
Metodo di calcolo dell'output per il classificatore dell'aria
I classificatori ad aria producono tipicamente due prodotti: fine e grossolano. Le quantità di questi prodotti dipendono dal contenuto di particelle più piccole della dimensione specificata nel materiale di alimentazione e dall'efficienza della macchina classificatrice o dalla velocità di estrazione delle polveri fini.
Una volta definiti i requisiti di distribuzione granulometrica delle particelle di alimentazione e di finezza del prodotto, è possibile calcolare la produzione di prodotti fini e grossolani utilizzando le seguenti formule:
– Ottima resa del prodotto: P1 = Pa × γ × E
– Output di prodotti grezzi: P2 = (1 – k) × (Pa – P1)
Dove:
– P1: Produzione di prodotti fini (t/h)
– P2: Produzione di prodotti grossolani (t/h)
– γ: Percentuale di particelle più piccole della dimensione specificata nell'alimentazione (%)
– E: Tasso di estrazione delle particelle più piccole della dimensione specificata (%)
– k: Tasso di perdita di materiale durante la classificazione (%)
– Pa: Velocità di alimentazione del classificatore o capacità di elaborazione (t/h)
Esempio di calcolo
Si consideri un classificatore che processa polvere di carbonato di calcio ultrafine con una portata di alimentazione di 2 t/h. La carica contiene 70% di particelle inferiori a 10 μm (d70 ≤ 10 μm) e il prodotto fine richiesto deve contenere 97% di particelle inferiori a 10 μm (d97 ≤ 10 μm). La velocità di estrazione della macchina per particelle inferiori a 10 μm è di 69%, con un tasso di perdita di materiale di 1,0%. Le portate di prodotto fine e grossolano sono calcolate come segue:
- Ottima resa del prodotto: P1 = [2 × 70% × 69% × (1 – 1,0%)] / 97% = 0,986 t/h
- Output del prodotto grezzo: P2 = (1 – 1,0%) × (2 – 0,986) = 1,004 t/h
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— Jason Wang
